水泥混凝土路面病害成因及处治方法研究

池育意

摘要：水泥混凝土路面作为我国公路路面主要形式之一，在我国国民经济发展中发挥着重大作用。水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点，但此种路面在使用过程中也会产生诸多病害。本文首先对水泥混凝土路面病害产生的原因进行分析，在此基础上，提出水泥混凝土路面病害的处治方法。

关键词：水泥混凝土路面;断板;裂缝;错台;处治

1前言

近年来我国公路得到了飞速发展，截止2007年底，全国公路总里程达358.37万公里。其中高速公路5.36万公里；一级公路5.01万公里；二级公路27.64万公里；其中沥青路面40.16万公里，水泥混凝土路面84.88万公里。

目前国现有的水泥混凝土路面，有相当一部分己接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或设计、施工方面等的种种原因，而出现不同程度损坏、道路使用品质下降的情况，有些水泥混凝土路面的损坏是非常严重的，为此，本文首先对水泥混凝土路面病害产生的原因进行分析，在此基础上，提出水泥混凝土路面病害的处治方法，为水泥混凝土路面的维修及加铺改建提供参考。

2水泥混凝土路面病害成因

2.1 混凝土路面层断裂病害成因

按裂缝出现的方位和断裂的块数，混凝土路面层断裂分为纵向裂缝，横向、斜向裂缝，角隅断裂，交叉裂缝和破碎板4种。

一般来说，裂缝的发生应是多种因素综合作用所引起的，其主要原因如下：

2.1.1纵向裂缝主要由路基在行车荷载充分作用下引起不均匀沉降，使路面面板沿纵向产生应力集中，引起纵向裂缝产生，或者是由于车辆集中行驶，轮载作用使道路基层产生过量的塑性变形，使板底失去去承，引起面板发生纵向裂缝。

2.1.2引起混凝土面板产生横向与斜向裂缝的原因通常是由于重载作用、温度或温度梯度产生的翘曲应力或者干缩应力等因素单独或综合作用所引起。

2.1.3角隅断裂通常由于表面水侵入，地基承载力降低，接缝处出现唧泥，板底形成脱空，接缝传荷能力差，重载反复作用等引起。

2.1.4有裂缝板在基层和路基浸水软化及重载反复作用下进一行断裂，便形成交叉裂缝和破碎板，面板成破碎状。混凝土面板承受荷载时，其最突出的特点是整体性好，整体受力，把外荷均匀地分散到基层上去。面板破碎后，形成局部板体承受行车荷载，使这些块体及其基层内的应力成倍地增加，使得损坏程度迅速加剧。

2.2 混凝土路面竖向位移类病害成因

面层坚向位移类病害包括沉陷和胀起，影响行车的舒适和安全，但混凝土层板结构整体性末遭破坏，主要由于路基的固结沉降或不均匀沉降引起。

2.2.1水泥混凝土面层接缝类病害

接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节，出现病害的几率大，类型也多，包括唧泥，错台，拱起，接缝碎裂，填缝料失效等。由于有的路段未设传力杆和拉杆，相邻板块在温度和坡度的影响下出现位移，使接缝的缝隙逐变宽，地表水易于下渗。若水稳性差，且重车较集中行驶在主车道上，在重车荷载作用下，水稳性差的基层受到较大的冲击力作用，如果基层饱水，重车荷载则使基层受到较大的水力冲刷作用，将基层中的细粒料冲走，沿接缝溢出或喷出，导致唧泥现象产生。荷载重复作用下，基层以及路床范围内的细粒料不断被带走，造成板底脱空，或者地基不均匀，很容易引起水泥面折断，板块下沉，并且这种损害随着雨水不断下渗，会进一步加剧，短时间内即可导致面板破碎。

2.2.2水泥混凝土面层表层类病害

面层表层类病害包括纹裂、网裂、起皮，磨损和露骨，坑洞，活性集料反应等形式，主要由于施工或材料的原因所造成的。

3旧水泥混凝土路面处治方法

3.1 破碎板的处治

对于严重破碎、断裂及沉陷断裂板，贯穿全板的交叉裂缝板，裂缝处严重剥落且有错台、裂块已开始活动的断板，均采取挖除旧板浇筑新板的处理措施。

3.1.1清除旧板

破碎原路面时，应以一块路面板为最小单位。用冲击钻等机械装置或液压镐凿除破碎混凝土板，凿除时应注意保护基层及周边混凝土路面，尽可能保留原有拉杆，同时及时清运混凝土碎块，清扫基层处理基层。

3.1.2浇筑新板

要求新混凝土板强度不应小于旧混凝土板强度，应选用早期强度高、后期强度稳定且收缩性小的混凝土，并按要求掺外加剂以控制凝结时间，防止过早凝结或影响开放交通时间。新浇筑的混凝土板用普通混凝土，掺加剂可用早强膨胀剂。混凝土板浇筑后要喷洒养护剂并保证一定的温度和湿度进行养生，达到初期强度可承受车辆荷载时，才可开放交通。重新浇筑的面板为单侧车道时，其与另一侧旧路面板的纵向接缝应设置拉杆。

3.2 板边角的处治

对于板角破碎、角隅断裂，掉边、缺角等病害板，用切割机按破裂面的大小确定切割范围，将损坏部分破碎凿除。清除混凝土碎屑后，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，直至板体性好的层面，然后浇筑与旧板等强度的水泥混凝土与旧板面齐平。板边碎裂可按一定长和宽切割成矩形，板角断裂按破裂面确定切割范围，切割时尽量保留原有钢筋，对有缺陷的传力杆予以更换并在新老混凝土之间加设传力杆，现浇混凝土与旧面板之间的接缝切出约宽3mm深4mm的接缝槽，并灌入填缝材料。

3.3 接缝的处治

对填缝料损坏的接缝，首先清除接缝中的旧填缝料和杂物，采用加热的聚氯乙烯胶泥、沥青橡胶类或常温施工的聚氨酯焦油类填缝料进行填缝；对于张开宽度10mm以下的纵向接缝，采取橡胶沥青类加热施工式填缝料维修，张开宽度在10mm以上时，采取常温施工式填缝料进行维修，张开宽度在15mm以上时，采用沥青砂填缝；接缝碎裂时，沿破碎部位外缘垂直面板切割成规则图形，清除混凝土碎块，吹净灰尘杂物，并保持干燥状态，采用改性的环氧树脂类高模量补强材料进行填充。

3.4 裂缝的处治

对宽度在3mm以下的裂缝，采用低粘性沥青或环氧树脂等材料灌注；对贯穿全厚的大于3mm小于15mm的裂缝，采取条带罩面进行补缝，即平行于裂缝两侧切缝，凿除两横缝内约7cm深的混凝土，每间隔50cm打一对钯钉孔，并在二钯钉孔之间打一对与钯钉孔直径相一致的钯钉槽，钯钉孔填满砂浆，将钯钉插入孔内安装，将切割的缝内壁凿毛，浇筑混凝土、振捣密实、抹平，并喷洒养护剂；对于宽度大于15mm的严重裂缝可以采用全深度补块处理。

3.5 错台的处治

错台的处治可分为两种情况，对于轻微错台，距板缝lm处锯掉高出的混凝土板块，清理基层表面后，重新铺筑混凝土；对于严重错台，对沉陷的混凝土板进行压浆，使沉下的混凝土板抬高，然后将高出的混凝土板打掉，重新铺筑混凝土板。

3.6板块脱空的处理

在脱空部位钻孔（钻穿板块），然后用C30水泥砂浆高压灌注，注满为止。对接缝完好的板块宜采用钻孔灌浆法施工，具体方法是沿接缝用冲击电钻打一排直径20mm的孔槽，用压缩空气喷枪伸入槽内清除混凝土残渣，然后向脱空区灌注聚合物水泥混凝土，待混凝土凝固后，以接缝密封胶等材料封缝。

3.6 基层的处治

当水泥混凝土路面板的破坏是由于基层的原因引起时，则首先应处理基层。基层可采用换填低标号混凝土或换填水稳定性好的土、碎（砂）砾石等方法来处理。如果施工条件不好，基层处理也可以采用C15贫混凝土将路面基层补强，其补强混凝土顶面标高应与旧路面基层顶面标高相同。在路面排水不良地带翻修路面板时，路面板边缘及路肩应设置路基纵、横向排水系统。单一边板翻修时应在路面板接缝处设置横向盲沟；较长路段翻修时宜设置纵向盲沟，并应在纵坡底部设置横向盲沟。

4结语

本文介绍了水泥混凝土路面病害产生的原因及路面病害的处治方法，从中可以发现，在水泥混凝土路面施工中，为保证路面具有较好的质量和服务水平，除严格依照规范的要求外，对不同的材料、不同的结构层，不同地段的路面必须采取不同且有效的施工方法来保障水泥混凝土的质量。对于水泥混凝土路面的处理，也要从源头抓起，根据病害的特点，采取切实可行的方法让病害从根本得以消除。

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