公路水泥混凝土路面裂缝病害分析及对策

林细花

摘要：随着时代的进步，公路建设行业也在不断飞速发展。目前交通建设项目，已出现了不少新型路面结构，但混凝土路面结构形式，还普遍存在，特别是地方公路工程。本文结合具体实例，就水泥砼路面产生裂缝种类、特征、影响因素、危害进行了全面的剖析，对怎样避免以及降低其施工过程中产生裂缝总结出了切实可行的处理措施。

关键词：水泥混凝土路面；裂缝；治理措施

中图分类号：U418 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）11—195—03

引言

水泥砼路面拥有十分突出的优点：强度高，应用时间长，常规的维护成本较低：其存在的缺点为：投资高、维修难。今后的道路大修由于专业养护工班的减少，其维修的概率也会越来越大。所以，怎样科学有效的运用其优点，克服其缺点，尽可能的提高其使用性能和寿命，对以后其路面的建设具有现实的指导作用。在对其实施建设时，不管是在其技术方面还是在管理方式上，仍存在诸多缺陷，需要我们去研究解决。其在道路运行过程中出现裂缝病害等是目前亟待解决的问题。

1工程概况

莆田市324国道（81K+940～87K+780）位于莆田市涵江区境内，东起涵江区与福清市交界处的江口大桥，西至荔涵大道，全长约5.840km。经过多年通行，在自然和汽车荷载的作用下，324国道行车道路面出现多种病害，主要表现为：唧泥、错台、接缝碎裂、拱起、纵缝张开、填缝料损坏、纹裂或网裂和起皮、纵横断板等。从现场调查情况分析和统计，现在水泥板块破损率较高，且经常呈边续断裂或大面积破损，路面承载力，以及行车的安全性和舒适性都受到了很大程度的影响，因此，应对本段水泥混凝土路面进行大修。根据调研，本次路面改造按照板差弯沉评估法对旧有砼路面板进行换板、注浆、裂缝填充等处理方式修复，使其弯沉达到设计要求值，再选用行车安适、噪声小、粉尘少更加环保的沥青混凝土路面，以满足城市交通发展的需求。

2问题解决思路和原则

路面改造工程必须遵循的原则

①功能要求：改造324国道路面是为了提高道路行车的安全性和舒适性。因此为了达到道路的使用功能要求，不仅设计要适应原路面的具体特点，改造后的道路还要能提供全天候、快速、安全、舒适的服务。

②表面抗滑性能：为满足路面抗滑特性的要求，应该从沥青混凝土类型的选择、集料选择以及混合料级配设计入手，加强面层抗滑性能。

③高温稳定性：即拥有较强的抗车辙和抗挤压破碎的能力，避免车辙过深而影响行车安全。尤其是上面层，阳光直射时会导致路面温度很高，需要选取抗车辙能力强的上面层路面结构。

④水损害问题：莆田地区的年降水量大于1200mm，为多雨地区，同时台风盛行。根据对全国大部分高等级公路的早期损害研究发现，水是造成路面早期破坏最主要的原因。因此需要铺装层有较强的不透水性，石料跟沥青的粘附性达到5级，并且结合实际情况在结构设计中注意路面的排水要求。

⑤施工工艺简单：由于本次改造工程时间紧、任务重，因而在进行施工图设计时，应充分考虑施工的难易程度，在保证质量的前提下，尽量采用施工工艺简单，施工进度快的设计方案。

3裂缝、病害的危害及处理

3.1裂缝

（1）危害分析

水泥砼路面刚度大，扩散荷载能力强，稳定性好，但随着里程的增长，由于交通量增大，交通荷载重型化，行车速度的提高，加上水泥砼路面长期暴露在日洒雨淋，冻融，温差及各种化学物质侵蚀的自然环境中，加速了结构层和路面层的损坏。裂缝的产生会直接影响到面层和结构层的损坏，因而影响着行车速度，舒适性和安全，因此对裂缝的修补尤其重要。

（2）防治措施

①若缝的缝宽小于1.0cm，用清缝机事前清缝，然后用环氧砂浆灌缝。清缝时，缝壁应垂直，若缝宽小于0.5cm，先扩缝宽度到0.6～1.0cm，深度为2.5～3.0cm，然后用环氧砂浆灌缝；若缝宽大于0.5cm，那么清缝后选择环氧砂浆直接灌缝。

②当缝宽大于1.0cm，小于1.5cm，若裂缝处无翻浆，且弯沉不大于20（0.01mm），证明基层没有受影响，在不影响行车安全及舒适性的条件下，清除缝内的所有杂物，深度不小于5cm，最后选取环氧砂浆进行灌缝。

③当缝宽大于1.5cm，采用全深补块处理。

处理过的混凝土板需要达到弯沉（BZZ-100）小于等于20（0.01mm），弯沉差（BZZ-100）小于等于6（0.01mm）的技术要求。

3.2唧泥

（1）危害分析

唧泥主要是由于外界水从路面接缝或裂缝处侵入路面，然后被行车荷载挤压出路面（如图1所示），对水泥混凝土板的下卧层造成冲刷，并将下卧层的细料溶蚀，随水流泵压到路表的现象。它容易造成下卧层材料逐渐流失，以及路表残留大量的细集料污迹。

（2）防治措施

对板底脱空（唧泥）的评定标准：现状砼板按接缝处主点弯沉≤0.2mm、差异弯沉≤0.06mm双指标控制，即这两个指标均需满足的板不需要处理；若0.2mm<弯沉≤0.45mm或差异弯沉>0.06mm，则采取灌浆法进行处理。

施工过程中按照目测和实测弯沉值相结合的方法考察唧泥脱空板，标记钻孔的位置，每块混凝土板需要钻4～5个孔。钻孔定位非常紧要，需要长时间的总结经验，尽量争取孔位处于脱空深度最大处。钻孔位置跟板自由边缝和裂缝的距离不能小于50cm。

施工钻孔孔位和设计孔位的偏差不大于20cm，注浆孔是注浆浆液的渗透通道，洗孔排渣选用压缩空气，禁止将水作为冲洗液。注浆孔钻孔全是垂直孔，要小于3%的偏差率。钻孔与注浆协作进行，从外往内实行分序成孔注浆，首先是外围孔的成孔注浆，当相邻孔或接缝中冒浆，停止泵送水泥浆间隔45～60分钟，然后实行中部的成孔注浆。

将水泥沙浆在灰浆拌和机中按1：2的配合比进行拌和，浆液需要在初凝前使用完毕以避免沉淀，同时谨防石块、杂物掺入浆液。注浆压力把握在1.5～2.0Mpa，若压力不足1.5 Mpa，则在0.5～1.0 Mpa时，注浆直到邻孔或接缝中溢浆为止，或者没有溢浆但板块稍有上升（小于等于2cm）。

为避免压力过度散失，在灌浆过程中溢浆的孔要迅速用圆木塞封堵。在设定的压力下，当注浆量小于1L/min，并且稳压2～3min后，如果压力没有降低或压力降低没有超过5%，就可以正常止浆。

注浆孔在灌浆头拔出后也要马上用木塞封堵，避免灰浆返流。全部木塞要保持8～10min后才能拔除。完成全孔灌浆后，用纯浆或剩余浓浆拌细砂石封堵钻孔直到孔口。

板块灌浆结束后，制止车辆通行，等到灰浆强度达到3.0Mpa以上时方可进行沥青面层的施工，修复后路面如图2所示。

3.3错台

（1）危害分析

错台损坏的发展过程中，接缝的密封性能和基层材料的耐冲刷性是最为关键的两个影响因素。错台损坏不但降低了路面平整度，而且在部分板底造成了严重脱空。脱空使水泥板处于不利的受力状态，如图3（a）所示。当车轮荷载作用于前板脱空上方时，会在板内形成一个强大的弯矩M，该弯矩的反复出现促使水泥板在板端至板中之间的位置经常发生横向断裂，如图3（b）所示。

（2）防治措施

5mm<错台高差≤20mm的错台，可采用铣刨处理，将较高一侧的板块边缘在50 cm范围内，按斜度削平至与下沉板边缘齐平：错台高差>20mm的严重错台，采用灌浆顶升，顶升后剩余的错台采用铣刨，铣刨后相邻板的相对高差控制在5mm内。本工程先用人工将高出的错台板基本凿平，然后用磨平机再磨平，并清缝灌入填缝料，修补后路面如图4所示。

3.4接缝碎裂

（1）危害分析

接缝属于水泥混凝土路面的脆弱环节，接缝两端易被倾斜剪切挤碎。接缝挤碎是指在靠近横向和纵向两边的数十厘米的宽度范围内，路面板热胀受阻，发生较高的热压应力而挤压成碎块，如图5所示。接缝的碎裂导致传力杆接连失效，相邻两块混凝土板间失去牵制，导致板块的自由度变大。由于传力杆安装平行度不足、传力杆沥青涂层过厚或脱落、漏装套筒、留缝过宽、缝内填料老化消散等因素导致水泥混凝土胀缝变得有相当高的破坏率。而接缝的破坏将会增加混凝土板上的沥青罩面层出现反射裂缝的可能性。

（2）防治措施

接缝作胀缝修补时，首先要用建筑热沥青涂刷缝壁，再将接缝板嵌进缝内。用填缝料将对接缝板接头及接缝与传力杆之间的间隙灌实抹平，上部用嵌缝条的要及时压入嵌缝条。

用加热式填缝料进行修补时，首先要将填缝料加热到灌入温度，去除杂物，倒入填缝机内进行填缝。在填缝的同时，宜用铁钩来回拌动，以增加与缝壁的黏结以及填缝的饱满。当施工气温较低时，需要先将接缝用喷灯进行预热。加热施工式填缝料的技术要求见表1。填充维修之后，再在道路横纵缝上铺设50cm型抗裂贴，减缓道路裂缝反射。

4结论

近年来国家在加大对公路建设的同时，对破损或未达到等级公路的原有国道、省道也在逐年加大投资力度，因为对原有道路的等级改造更有利于国家有限资金的发挥。投资少、见效快、收益高，这是旧有路面改造与投资新建公路相比的显著优势。其中加铺不同厚度的水泥混凝土路面又是旧有路面改造的一种重要形式。因此就必须要求我们工程建设者本着对国家负责的态度采用多种有效措施，着重在水泥混凝土路面施工过程中防止各种裂缝的出现，而不是等着裂缝出现甚至引起断板等各种质量问题后再去处理问题。