水泥混凝土路面纵向裂缝的预防控制方法探讨

蓝锦生

（广西都安公路管理局，广西 都安 530700）

0 引言

引起水泥混凝土路面纵向开裂破坏的原因是多方面的，有时某种病害是由多种因素共同作用的结果。根据公路路况调查及检测数据进行综合分析，并考虑公路所处地区的自然气候条件，水泥混凝上路面产生纵向开裂主要有以下几方面的原因，包括设计与施工方面的原因、交通环境和自然气候条件方面的原因、养护管理方面的原因等。本文针对公路水泥混凝土路面纵向开裂由基层冲刷、板底脱空以及温度翘曲应力过大造成的情况做了处理措施的研究与探讨。

1 公路水泥混凝土路面内部排水系统的选择原则

1.1 带边缘排水的排水基层排水系统

这是最完善的一种路面内部排水方案。它由排水基层、隔离层、边缘纵向排水沟和排水管、横向出水管和端墙、边沟或雨水井等组成。在这一排水系统中，渗入路面面层内的水分，竖向渗流进入排水基层，在排水层/隔离层的界面处被挡后，横向渗流入纵向排水沟和排水管，再由间隔一定距离布设的横向出水管排引到路基边沟内，或者雨水管的集水井内。由于自由水进入透水层的路径直捷，在透水层内的渗流速率快，因而，这种方案的排水效果好。

1.2 全宽式排水基层排水系统

这种方案不设置边缘排水设施，路面面层下的排水基层横向延展到路基坡面，进入排水层内的自由水，横向渗流到路基边坡坡面外，并沿坡面流入边沟。然而，排水基层外露出路基坡面部分的材料孔隙，易被周围植物或其他杂物堵塞而失去排水能力。因此，选用这种方案时，应加强对排水基层外露部分的日常养护。

1.3 纵向边缘排水系统

路面结构采用耐冲刷基层时，可以沿路面边缘设置纵向排水设施。这是一种局部排水系统，由纵向排水沟、排水管或排水板、横向出水管和端墙以及边沟等组成。沿面层接缝和裂缝以及行车道一路肩接缝渗入的自由水，在耐冲刷和不透水的基层界面被挡后，沿层间空隙横向渗流和汇集到纵向排水沟和管内，并由横向出水管排流到路基边沟内。由于温度和湿度梯度引起的翘曲变形以及基垫层和路基的沉降变形，水泥混凝土面层板的角隅和边缘下常出现板底同基层顶面的脱空，下渗的自由水常积聚在这些脱空区内。设置边缘排水系统，便于将面层一基层一路肩界面空隙内积滞的自由水排离出去，从而减少唧泥和错台病害的产生。而对于排水不良的旧路面，采用边缘排水方案，可以在不扰动原路面结构的情况下改善其排水状况，从而改善其使用性能。

2 公路水泥混凝土路面内部排水系统的设计探讨

2.1 排水基层

（1）排水基层由开级配混合料组成。可以依据路面结构的要求，选用三种不同的混合料：无结合料的不含或仅含少量细料的开级配碎石粒料、沥青处治开级配碎石粒料或者水泥处治开级配碎石粒料。这些混合料应具有足够的透水性，以满足排水的需要，其室内渗透系数应不低于300m/d。同时，还应具有足够的稳定性，以承受施工机具和行车荷载的作用。开级配碎石粒料的稳定性较低，在路面结构要求较高时，应选择沥青或水泥处治碎石粒料。

（2）排水层的厚度按所需排放的水量和混合料的透水性能确定。同时，考虑到开级配混合料的稳定性不如密级配混合料，在满足排水要求的前提下，应尽量选用较薄的排水层。排水层厚度通常变动于80-150mm 范围内。沥青处治碎石的厚度可以比其他两种混合料小些，但其最小厚度不得少于60mm。考虑到面层施工时排水基层表面一定深度内的孔隙有可能被堵塞，实际采用的厚度应酌情增厚10mm-20mm。

2.2 隔离层

（1）排水基层下应设置不透水的隔离层，其作用为：使排水基层与下卧层隔开，避免上下层材料相互掺杂；形成不透水的屏障，使下渗的自由水能横向流入边缘排水沟或流向路基坡面；为排水层的施工机具提供工作平台。

（2）隔离层由不透水的密级配粒料或者有纺或无纺土工织物组成。选用土工织物隔离层时，其下卧层必须能为排水基层的施工机具提供坚实的工作平台。粒料隔离层的最小厚度为100mm。隔离层的材料组成应满足隔离和均匀性的要求。

2.3 纵向排水沟和排水管

（1）纵向边缘排水沟可设在行车道路面边缘或者路肩铺面或路缘石的下方，视排水要求、行车道路面和路肩铺面的结构组成以及施工便利等条件而定。

（2）排水沟的埋设深度应能保证沟内排水管的管顶至少比排水基层底面或者耐冲刷基层顶面低50mm，并保证管底至少有50mm 厚的基础。排水沟的深度应保持不变，以保证沟底具有与路面相同的纵坡。排水沟底面的最小宽度，应方便于施工。新建路面时，一般采用300mm；改建时，应能保证排水管两侧各有50mm 以上的回填料。排水沟内回填其透水性大于或等于排水基层的开级配粒料或水泥处治开级配碎石。回填料的底面和两侧应围以隔离层，以防止周围的细粒土进入排水沟内。

（3）排水管通常选用带孔的聚氯乙烯或高密度聚乙烯塑料管。孔口的总面积应不小于每延米42m2/m，孔口直径不大于透水性回填料通过率为85%时的粒径的1/2。排水管的直径按照排水要求由水力计算确定，但不得小于100mm，通常选用150mm，以便于检查和养护。排水管的纵坡与排水沟的纵坡保持一致，但不得小于0.25%。

2.4 横向出水管和端墙

（1）沿纵向排水沟和管，间隔适当距离设置出水口，通过横向出水管将排水管内汇集的水排引到边沟或雨水井内。

（2）出水口的间距可按排水量、管径和纵坡大小由水力计算确定，但还须考虑养护的便利。常用的间距一般为40-60m，但最大间距不要超过75m。此外，在凹形竖曲线底部和桥台前均应布置出水口。

（3）排水管上游起端设置横向通气管，下游终端设置横向出水管。中间段的出水口布置一根通气管和一根出水管，排水管与出水管或通气管的端头用半径不小于300mm 的90°弯管连接。排水沟设在路缘石下时，排水管的出水口直接与雨水井的进水口连接。

（4）出水管通常采用不带孔的聚氯乙烯或高密度聚乙烯塑料管，管径与排水管的相同。出水管的坡度为2%-5%，按下游出水口处的边沟高程情况选定。出水口处的高度应高出边沟内设计水位150mm，或高出边沟沟底300mm。

（5）出水口处出水管的管口设置直立式或平头式的端墙，后者墙面与坡面齐平，便于养护机具通行和操作。出水管和通气管的外露端口用不锈钢或镀锌铁丝网罩罩住，以防杂物进入、植物侵入或啮齿动物筑巢。在出口位置的路肩边缘处设置方形或圆形标志，以便维护时易于认找。埋设出水管和通气管所开挖的沟槽内的回填料须经充分压实，并在顶部覆盖不透水材料。

3 结语

普遍存在的纵向开裂等结构性损坏不仅缩短了公路水泥路面的使用寿命，而且直接影响路面的使用性能，使行车舒适性明显降低，严重影响公路建设投资与公路运输综合效益的发挥，已经成为水泥路面健康发展的主要障碍。所以，对于公路水泥混凝土路面的纵向裂缝，要从设计与施工、交通环境和自然气候条件、养护管理等方面详细分析公路水泥路面纵向开裂的原因，对症下药，最终选择合理的预防措施进行有效的处理。

［1］王宏彬.高等级公路路基的路面排水设计分析[J].城市建设理论研究：电子版，2013（2）.

［2］边卫东.高等级沥青路面雨水侵蚀破坏的防治措施[J].公路与汽运，2007（4）.

［3］唐凛，肖益民，鲍传富，张洪.高等级公路水泥混凝土路面预防性养护综述[C]//第四届国际道路和机场路面技术大会.2002.