浅析水泥混凝土路面病害成因及防治

2013-08-15赵新芳

中国新技术新产品 2013年10期

赵新芳

（许昌市公路管理局直属分局，河南许昌 461000）

近年来，我国的公路工程建设取得了突飞猛进的发展，而随着人们生活水平的不断提高，行车流量的不断增大，对公路工程的质量要求也越来越高，这就需要施工单位高度重视公路工程的施工质量。在公路工程施工中，水泥混凝土路面面层作为最常用的路面结构层，是施工质量控制的一个重要的环节，而这一环节也是病害的多发位置，施工人员只有充分掌握病害的形成原因，才能更好地解决病害问题，确保工程的施工质量。

1 水泥混凝土路面病害出现的原因

公路路面出现破损现象并非短期就能形成的，而是混凝土土板、基层以及路基等多种病害长期累积下来形成的。形成这些病害有施工工艺以及施工技术自身的因素，也有运行时车辆行驶、天气状况等其它自然因素，当然水和荷载超重也是不容忽视的因素。

1.1 水是病害形成的主要因素

水是引起混凝土路面病害最主要的因素之一。当前一些施工单位缺乏对水泥混凝土路面性能的认识，以致于很多排水设施修建的不完善。一些部位的排水设施形同虚设，根本无法满足目前工程排水的需要。如路肩的盲沟尽管很有必要设置排水装置，但是很容易被施工单位忽视掉。一些地势低洼处由于积水排不掉，便逐渐的渗入到路基里面，使得路基上层的土变湿润，加上路面的荷载量，基层就会出现承载力降低的情况，从而引发地基出现不均匀下沉现象，造成面板裂缝、断裂或者沉陷。另外加上养护不当，造成一些接缝处的填缝料出现老化、破损、剥落的现象。当遭遇雨雪天气时接缝处就会渗入水分，使得基层长时间受水的浸泡及冻融，在高速重力车载的作用下，形成反复冲刷，造成面板底部基层被局部掏空，在车载重力的作用下造成面板断裂。

1.2 车辆超载引发水泥混凝土路面出现断板、碎板现象

随着人们生活水平不断地提高，道路上的车流量日趋增多，使得公路面临着严峻的考验。再加上大多货运车辆的违规加高、加宽，严重超载的车辆荷载已远远超出了道路设计荷载，在超载荷载的作用下，使得混凝土面板长期处于疲劳状态，导致水泥面板断裂、破碎。

1.3 对施工质量的控制力度不够，导致水泥路面出现破损现象

如果路基的密实度不够就会引发不均匀沉降问题，很多病害问题常会在路基填挖交界处出现。一些高填方路段以及路面和桥涵等公路构造物的交接处，路面会因路基的不均匀沉降出现下沉；伴随着车辆行驶带来的冲击力会更会促使混凝土路面的破损范围进一步扩大。另外施工人员未能控制好路面材料的质量，使得选料的配合比不能达到施工工艺要求的标准，加上一些技术上的原因，路面的强度会逐渐的被降低，从而使得路面出现破损现象，使用年限也随之缩短。

1.4 施工设计方面不足引发水泥混凝土路面病害

施工人员在对工程施工前对施工场地的勘探不够精确，导致施工设计方面存在误差，使得路面基层以及面层的厚度不能满足工程实际所需，而近几年公路所需承担的交通量却是与日俱增的，这就使得公路路面本身的荷载量加剧，其使用寿命受到极大地影响。

1.5 公路路面后期养护工作不到位，使得病害问题更加严重

在公路工程竣工以后，后期的养护工作没有做到位，促使病害问题层出不穷。例如一些施工路段未及时进行养护，导致路面出现缩缝、胀缝现象，而在实际施工过程中常会采用沥青混凝土来灌缝，它的使用期限一般为2到3年，如果填缝料得不到及时更新，等到雨水渗入里面后基层和垫层就会被破坏，面板也会随之出现不同情况的病害。

路面早期出现的一些病害未得到彻底根治，给后期公路的使用埋下了安全隐患，混凝土板以及板角出现断裂等问题也随之而来，公路的质量就会大打折扣。由于施工人员只注重处理严重病害却常常会忽视掉板裂缝等这些小问题，等到水分渗入到裂缝里面，更多的病害问题会接踵而来。

2 水泥混凝土路面防治措施

公路水泥混凝土路面的病害问题在所难免，但是如果采取有效地措施进行预防和解决便可以将病害发生的频率降到最低。施工人员要不断地提高水泥混凝土路面的施工技术，增强混凝土路面的施工质量。主要可从以下三个方面着手：

2.1 施工设计

在实际应用中，水泥混凝土主要重视应力计算，而对水泥混凝土路面的典型结构的研究和实际观测的较少。因此在水泥混凝土路面设计中，应该由静力学向动力学发展。

在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后，适当提高技术标准和设计厚度，以适应我国公路不断增长的交通量的需要；在软基路段，桥头下挖路段和填挖路段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算。

水泥混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求，必须解决基层耐冲刷和沉降均匀性问题，即要选用适合本地区气候特点和交通量要求的基层材料类型，合理地设计性能优良且适宜摊铺的集料级配。

在对高填方软基和台背填土进行认真处置的基础上，如果可预见沉降变形过大，可采用薄层沥青混凝土或砌块的过度路面形式；待沉降稳定后，再施工永久混凝土路面板；在路基基层下，地下水位高和多雨地区，应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层。

2.2 施工技术方面

施工单位在购进原材料时一定要严格控制其质量，坚决避免不合格的原材进入施工现场。拌合中严格控制配合比，特别是控制好水灰比，控制拌合时间，避免因拌合不足或过久拌合导致混凝土出现离析现象。根据施工进度、运距选择相匹配的拌合、运输、摊铺机械。严格控制水泥混凝土的施工时间，从加水拌合到铺筑完成的时间不能超过所用水泥的初凝时间。

模板应采用规范规定的合格钢模或者木模，高度应与混凝土面板厚度一致，误差在规范规定范围内。对于一般干线公路，水泥混凝土路面厚度一般为22cm-24cm，应一次性浇筑到设计厚度，并振捣、整平、抹面连续施工。可用平板振动器配合插入式振捣器，按照规范规定的频率振捣混凝土，直至混凝土密实，无气泡逸出。水泥混凝土浇筑完成后，在终凝前需对混凝土进行表面抹平，为保证路面的行车安全性，有必要对混凝土表面进行拉毛或者刻纹处理，以保证路面表面的粗糙度。

一般情况下嵌缝处的混凝土会受嵌缝板和传力杆作用而很难一次性浇注成型，所以不要振捣的太密实，这样混凝土的强度才不会降低，而接缝和板角处则需要振捣的更加严实些。纵向施工缝的拉力杆应该在模板安装合格浇筑混凝土之前安装，拉杆的规格及安装位置必须符合规范要求，并严格按照图纸施工。横缩缝应在混凝土达到一定强度后切割，施工人员要结合当地的天气状况对成型后的混凝土板块进行及时切缝，并且要做好养生工作。混凝土板块切缝割一定要及时，不然很容易造成板块整体的断裂。切缝缝壁顺直，缝深符合设计要求，缝隙宽度一致。

养生必须及时，有效。目前对混凝土的养生主要是在铺筑好的面板覆盖养生布进行洒水保湿养生，施工中操作人员往往忽视了板边、板角等处，或者只注重中板的养生而忽略了边板，这就导致了个别面板或者面板的局部养生不到位，造成混凝土面板整体强度不均匀，往往会造成板边、板角局部混凝土脱落，或者板块断裂、破碎。模板拆除不能过早，根据季节及天气情况合理安排拆模时间，避免因混凝土强度不够过早拆除造成混凝土面板边角脱落。

路基的压实一定要达到施工工艺要求的标准，只有这样才能避免路基土出现变形，从而增强路基的强度和稳定性。施工人员需着重进行碾压的是路堤的边部位置，它的横向密度一定要保持均匀。施工时切记不能把两种不同性质和类型的材料进行相接，如果必须使用两种不一样的材料则需要在两者之间设置一个合适距离的过渡段，而桥头等其它构造物和一般路堤的相接处要进行加载，如果条件允许，可以使用透水性砂砾对台背后的路堤进行填筑，从而减少开放后填土的下沉。

2.3 路面养护方面

水泥混凝土路面出现了病害一定要及时进行修复处理，以免问题进一步扩大，给公路工程带来更严重的损害。公路养护部门要把路面的养护工作做到位，其中最为关键的一个环节便是路面保洁以及对接缝的后期养护工作。混凝土路面要经常清扫，只有这样才不会使路面上的碎石等硬物受到车辆的碾压，导致路面表层被破坏，形成麻面。另外接缝的填缝料要及时的进行更新，以免老化造成外界的尘土、沙子进入到接缝里面，破坏路面的整体性能，使得路面出现裂缝，导致雨水沿裂缝渗入基层，造成基层的破坏，最终导致路面病害的发生。路面裂缝等早期病害一定要采取有效措施及时进行修复和处理，以免其破坏程度加深。

公路管理和养护部门要加大对公路养护方面的资金投入，提高对路基、路面排水系统养护的重视，建立健全边沟排水系统，使得公路养护工作能够有序的进行。路政管理部门应加大路产路权维护力度，对破坏路产路权的行为及时发现及时制止。加大超载车辆管理力度，严格控制超载车辆的驶入。