水泥混凝土路面接缝处和损坏处的预防措施探讨

2010-07-31胡启

中国新技术新产品 2010年21期

胡启

（慈溪市易龙建设有限公司，浙江慈溪 315300）

接缝处是混凝土板体的应力分布比较集中的地方，是最容易引起破坏的部位。初期的病害主要是集中在接缝处的破坏，接缝处的破坏可分为错台、拱起、板块活动和卿泥、填缝材料的破坏等。水泥混凝土路面施工时设有大量接缝，而接缝是水泥混凝土路面易出现损害的部位，接缝类病害也往往成为刚性路面的主要病害，严重时会危及板体结构，是影响水泥混凝土路面质量及行车舒适性的关键，且一直是水泥混凝土路面施工、养护方面的技术难点。

1 常见接缝病害

1.1 错台

错台现象常常与卿泥现象、填缝料丧失、路基的不均匀变形等密切相关。一方面，填缝料的丧失，会造成路面水的渗入，在车辆荷载的作用下，产生卿泥，随着卿泥的连续不断发生，路基游离土被不断带走，路基表面标高不断降低，产生错台。另一方面，路基若处理不好，如压实程度不一致，则会随着通车时间的增长，不均匀沉降和变形也会增加，也可产生错台。此外，以下原因也可造成错台:1)下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上、下错开而形成错台;2)地面水通过接缝渗入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台;3)当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉降不一致时，纵缝也会产生错台。错台的特点是横向接缝两侧路面板出现了竖向相对位移△h，错台根据形成台阶的高度又可分为几种情况:轻度错台一接(裂)缝两边路面形成的台阶高度小于10mm;中度错台一接 (裂)缝两边路面形成的台阶高度小于10~15mm;严重错台一接(裂)缝两边路面形成的台阶高度大于15mm;

1.2 挤碎和拱起

在横向接缝、特别是胀缝两侧数十厘米范围内，由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当该应力超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。

混凝土板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的压应力，从而出现纵向压曲失稳。

1.3 脱空、板块活动和卿泥

卿泥在车辆荷载作用下，板下基层的细粒材料从接缝或裂缝处与水一同喷出，致使板体与基础逐步脱空，并在接缝或裂缝附近常有污迹存在;脱空是面板与基层之间存在一定间隙，脱空往往伴随卿泥的发生和发展而出现;浙江属多雨地区，水泥混凝土路面卿泥损坏严重，甚至影响到正常交通运输的运营，造成较大的经济损失和社会影响。

1.3.1 卿泥产生的原因

水泥混凝土路面卿泥是由车辆荷载作用下，面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物的强制性位移造成的。它的产生原因是水泥面板直接铺筑在细粒高缩性土和易冲刷的基层上产生的，卿泥往往是错台、断板、接缝附近断板等病害的诱因。

路面卿泥的产生，一般需具备以下条件：(1)路基或基层的土壤处于松散状态，亦即存在松散之细粒土;(2)在面板与基层及路面之间有自由水存在，并与松散细粒土混合形成泥浆;(3)频繁的重载车辆轴载的作用，水泥混凝土路面板产生泵吸作用将泥浆喷出、吸入。

1.3.2 水泥混凝土路面卿泥损坏机理

水泥混凝土路面在凝结硬化过程中具有较大的干缩变形和温缩变形，从而要求混凝土路面设置间距很密的胀缝、缩缝及符合施工要求的施工缝。设置的接缝(缩缝、胀缝、施工缝)，加上施工期或使用期所产生的各种裂缝，毫无疑问成为路面最薄弱、最易损坏的部位。尽管这些部位均经填缝料处理，但目前的填缝料使用期都较短，2~3年后都不同程度地出现渗水现象，雨水通过接缝、裂缝及板边缝隙渗入板底，在车辆动荷载的反复作用下，形成高压水流，在板底接缝、裂缝及板边高速流动，对基层顶面进行冲刷，细颗粒从接缝、裂缝和板边被带到路面，泥水在负压作用下被吸入板底，如此反复，板底逐渐脱空，改变了混凝土面板原有的支承条件，造成受力状态的改变，从而产生错台、脱空、板体下沉、严重时断板，进而发展到破碎。

1.4 填缝料的失效、损坏

使用一段时间后常常会出现填缝料剥落、挤出、老化碎裂现象。填缝料的失效、损坏，接缝内逐渐被砂、石、土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲、破碎和接缝剥落等损坏。路面表面水流入基础，导致基础软化卿泥或冻胀，进而诱发其它病害。

2 接缝处破坏的预防

如上所述，卿泥现象往往是错台、脱空、断板的诱因，危害是巨大的，应在设计和施工中尽量采取措施来避免和减少。笔者认为可从以下几个方面采取措施:

2.1 选择适宜的基层材料，提高基础的抗冲刷能力

水泥混凝土路面板体下存在松散细粒土是卿泥产生的内因之一，选择适宜的基层材料是杜绝卿泥现象之根本。高等级公路一般采用强度较高和抗冲刷的无机结合料或是沥青稳定粒料作基层，杜绝细粒土在基层上的应用，给混凝土面板提供均匀支撑，防止卿泥。

2.2 加强防排水措施

路面水通过接(裂)缝或板边缝隙进入基层又无法自行排出是产生卿泥的重要原因，采用适当的路面防排水措施可大大减小卿泥现象产生的概率。这可以从以下四个方面进行:(1)采用路面排水措施加强路面排水，采取的措施应保证表面水的排泄畅通，缩短雨水在路面的滞留时间，减少接(裂)缝和板边缝隙渗水，可通过设置尽可能大的路面横坡(1~1.5%)、设置路肩表面排水系统(如设置路肩排水带、排水槽等)来实现。(2)加强接缝处理。选择优良的接缝板和填缝料，尽可能地防止雨水进入路面结构中，应加强灌缝工作，由于大多数公路的灌缝工作做得不够，行车数月即渗漏严重，是浙江省水泥混凝土路面的通病。对混凝土板产生的裂缝，也应即时采取措施及时进行填缝处理，防止雨水下渗。(3)采用合适的路面结构，增强排水能力。改善路面结构形式，使得尽快将进入路面结构中的雨水排出，也可以通过设置路肩排水系统、具有排水功能的基层、垫层等设施，进行路面内部排水，排出路面结构内部分淤积的层次水。图1给出了一种带排水系统的新型重交通水泥混凝土路面结构体系，此系统包括排水基层或垫层、路肩下部的排水管道、有路拱的路面双向排水、单向坡的路面单侧排水。(4)加强中央分隔带排水设施建设，如设置进水口、排水沟、集水井、排水管等，对进入分隔带的雨水，若有排水设施，可通过地下排水设施如盲沟、排水管、横向排水管等来解决，若无分隔带排水设施，则应对分隔带底部进行隔水处理，确保分隔带雨水不进入路基。