水泥混凝土路面接缝处破坏的原因与预防措施

李方军

（河南省公路工程局集团有限公司，河南 郑州 450052）

我国的水泥混凝土路面发展非常迅猛，目前每年的建设里程已超过1.5万公里。与其他类型路面相比，混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、经济效益高和有利于夜间行车等特点。但是一般水泥混凝土路面要形成许多接缝，这些接缝往往成为路面的弱点，如果处理不当，将会严重破坏路面。

1 接缝处的破坏及其产生原因

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。这些接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，两三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。

1.1 错台

错台现象常常与唧泥现象、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，产生唧泥，随着唧泥的连续不断发生，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，也可以产生错台。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。

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，或滑动端的滑动功能失效，或施工时胀缝内部有混凝土搭连，或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、板块活动和唧泥

脱空是面板与基层之间存在的一定间隙，脱空往往伴随着唧泥的发生和发展而出现。唧泥是在车辆荷载作用下，面板接缝、裂缝和板边下部产出的水和细粒土混合物的强制性位移造成的。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起喷出，致使板体与基础逐步脱空。唧泥也往往是错台、断板、接缝附近断板等病害的诱因。

路面唧泥的产生，一般需具备以下条件：路基或基层的土壤处于松散状态，即存在松散的细粒土；在面板与基层及路面之间有自有水存在，并与松散细粒土混合形成泥浆；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入、吸入。

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、老化碎裂等现象。填缝料失效或损坏后，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，导致基础软化唧泥或冻胀，进而诱发其它病害。

2 接缝处破坏的预防措施

唧泥现象往往是错台、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。根据成功的工程实践，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唧泥产生的内因之一，选择适宜的基层材料是杜绝唧泥现象之根本。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，防止唧泥。

2.2 加强防排水措施

路面水通过接缝或板边缝隙进入基层又无法自行排出是产生唧泥的重要原因，采用适当的路面防排水措施可大大减少唧泥现象产生的概率。这可以从以下三方面进行：

(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来实现。

(2)采取合适的路面结构，增强排水能力

改善路面结构形式，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。

(3)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。

2.3 减少荷载应力以防止唧泥发展

唧泥的发展与荷载应力的大小有关，要想方设法减少混凝土板接缝、裂缝及板边底部荷载应力，有利于减少唧泥的发生。加强接缝的传荷能力，将板上所承受的荷载有效地传递给相邻板，降低板底应力。可对横向接缝（缩缝、胀缝、施工缝）设置传力杆，纵向接缝（施工缝、缩缝）设置拉筋。

2.4 选用合适的填缝料

选用合适的填缝料是一种简单有效的办法。性能良好的填缝料应能与板壁很好地粘结、回弹性好、能适应水泥混凝土路面的胀缩、不溶于水、不渗水、高温时不溢出、低温时不脆裂、抗嵌入性和耐久性好，同时应具有施工便捷、性能价格比高等特点。在工程实践中，以橡胶沥青和QF-94Ⅲ型嵌缝料用作水泥混凝土路面接缝进行施工，效果较理想。

2.5 严格控制施工质量

施工前必须仔细核对传力杆和拉杆的数量、长度、规格是否满足设计要求。在两侧模板安装好后，应严格按设计要求正确安装传力杆，防止上下翘动，并按设计要求安放塑料套管和涂沥青隔层，以保证传力杆的滑动功能。路面的锯缝要及时，并保证缝槽断面和尺寸正确。进行填缝之前应清缝吹尘，保持接缝表面清洁干燥，填缝时应饱满密封。

水泥混凝土路面接缝处破坏的预防是一项系统工作，日常养护是水泥混凝土路面养护工作的一个重要内容，是防止路面板出现病害的关键环节。对填缝料加强养护能够延长混凝土板的使用寿命，填缝料流失或失效应及时增补或更换，以保持良好的弹性和防水功能。同时，在日常养护中，要及时处理好排水系统中出现的问题，以免造成较大的病害。

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