浅析水泥混凝土路面常见病害及防治

文/海南省琼中黎族苗族自治县地方公路管理站 韩强

随着我国社会经济的发展，基础设施建设取得了空前的成果，其中公路里程增长较快。据统计，截至2016年年底，我国水泥混凝土路面已经超过了225.7万公里。水泥混凝土路面的广泛采用，与其刚度大、扩散荷载能力及稳定性强有着直接关系。尽管近年来施工装备和技术水平都取得了实质性进步，但由于自然和人为的因素，在施工过程中存在一些问题，最终导致路面出现各种病害。为了保证水泥混凝土路面的施工质量，减少病害的发生，需要从根本上探究病害产生的机理，及时作出解决措施，采用科学的施工方法保证水泥混凝土路面的质量。

水泥混凝土路面接缝病害及其防治技术

水泥混凝土路面接缝病害及其产生原因

水泥混凝土路面的薄弱环节是接缝处，例如由于年代久远或者施工质量不高造成的接缝填料损坏、纵向接缝张开等病害如果得不到及时处理，部分路段的地面水从接缝渗入，久而久之就会使路面基层强度降低，在行车荷载作用下，出现脱空、短板、沉陷等一系列病害，因此对接缝必须及时发现并维修，延长水泥路面的使用寿命。接缝病害产生的原因主要包括垫料、灌缝材料老化及接缝内有较硬的异物侵入或者填缝材料和接缝板质量欠佳等。

接缝维修材料

接缝维修材料主要由接缝板和填缝料组成，其中接缝板材料需要满足以下几点技术要求：即具有一定的压缩性及弹性，并且具有良好的耐久性与耐腐蚀性。对聚氨酯硬泡沫板也有相应的技术要求，但松木板作为传统的接缝维修材料已经不能适应当前的技术要求，面临被淘汰的局面。另外，填缝材料要与水泥混凝土板缝壁具有较好的黏结力、较高的拉伸率、较好的低温塑性、耐热及耐嵌入性好等技术要求。

接缝的维修方法

接缝的维修方法主要按照以下步骤进行：一是考虑适用条件，例如接缝壁相对完好，接缝宽度小于25mm。路面时间比较久的采用硅树脂来填封，比较新的采用氯丁橡胶进行填封。另外可以按照剥落情况，使用硅树脂进行接缝剥落维修；二是应将原有的接缝填料清理干净，防止对新修填缝材料的污染。需要重新切割和清扫槽口，接缝槽壁上应该无灰尘，保证良好的黏结性。一般不用化学溶剂清洗槽口，而是采用清洁水，使用机械方法洗刷残留物；三是安装支撑棒，支撑棒要与填封料相适应，从而保证最稳定的结果，目前一般使用压入轮碾压两次。另外，对接缝维修机具性能也有要求，例如清缝机具功率≥5.0kW、清缝宽在3mm～20mm之间、清缝深在0mm～150mm之间、行驶速度≤18km/h。接缝的养护维修，要注意填缝料凸出板面并进行周期性更换。技术要求应符合规范规定，填缝料的灌注高度要考虑季节，填缝料更换宜选在春秋季或者干燥的时间段进行。

水泥混凝土路面裂缝及其修补技术

裂缝的分类及形成机理

水泥混凝土路面的裂缝是在众多因素影响下表现出的路面病灾，可以分为早期裂缝和使用期裂缝两种大类。其中早期裂缝又可以分为以下几种类型：一是沉降收缩裂缝，这种裂缝主要是在混凝土硬化阶段形成，原因是混凝土离析、泌水等造成收缩大，内部混凝土约束形成；二是塑性收缩裂缝，这种裂缝主要在混凝土凝结过程中形成，原因是混凝土表面蒸发率大于泌水率；三是干缩裂缝，主要是由于混凝土在强度形成过程中水分蒸发形成的，干缩应力超过了混凝土的抗裂强度；四是温缩裂缝，主要是由于温度变化导致的温度应力超出了混凝土的抗裂强度导致的。使用期裂缝分为荷载裂缝、冲刷裂缝和路基变形裂缝，主要是由于荷载、冲刷和路基沉降作用导致混凝土强度超过了其抗裂强度造成的。

水泥混凝土路面裂缝修补材料

水泥混凝土路面裂缝修补材料的选择要考虑以下几个方面：首先是与旧混凝土有良好的相容性，补缝材料要具有化学稳定性好、体积收缩性低等优点；另外在充填灌浆、渗透灌浆时要控制相应的参数；其次是凝结时间，要求尽快凝结硬化，最好控制在12h～24h之内；同时修补材料需要具备耐久性，提高界面过渡区的密实度；还要具有一定的变形能力，防止修补材料中或界面上发生新的裂纹；最后修补材料需要满足环保性和经济性的要求。

水泥混凝土路面裂缝修补方法

一方面从修补方法的选择来看，必须结合实际情况采取相应措施，可以分为先破损再修复和直接修复两种修复方式。若水泥混凝土路面的病害不严重，出于经济的考虑，在不损害原路面的基础上对路面进行直接修补，此时多使用直接灌浆法。而对于水泥路面横向重度裂缝，必要时需进行整板更换。

水泥混凝土板块裂缝及其防治技术

水泥混凝土路面板块裂缝

水泥混凝土路面在长期的使用中，由于行车荷载的反复作用，不可避免地造成破坏，如果不能及时采取应对措施，就容易影响水泥混凝土路面的使用性能。

水泥混凝土板块裂缝修补材料

目前常使用沥青混凝土和水泥混凝土作为路面修补的材料，使用沥青混凝土修补会产生道路强度不均匀、使用寿命短、路面平整度差和道路不美观等缺点，而使用普通水泥混凝土存在凝固时间长及开放交通慢等缺点。随着科技的发展和研究的深入，各式各样的水泥混凝土路面快速修补的材料也陆续被研制出来。由于水泥混凝土路面维修时应对交通造成尽可能小的影响，这就要求水泥混凝土路面快速修补材料具有快硬早强的特点，同时为了施工的方便及后期运营中的安全，还要求这些材料具有良好的稳定性和施工和易性。近年来，我国一些科研院校和高校研发了H系列超早强修补剂、JK-24快速修补剂、KS系列快速修补剂、R-24 快速修补剂、WWX-Ⅲ型混凝土快速修补材料、复合型快速修补剂LG23。这些修补剂在强度发展、脆性、抗折弹性模量等方面都被证明具有良好的性能。

板块快速修补防治方法

目前进行水泥混凝土路面快速修补的工具主要是刚度大、刀片质量高、易于维修的切缝机。首先是将旧的水泥混凝土面板切割下来，对受损的基层进行处置后按要求设置排水系统，然后更换水泥混凝土面板并对混凝土表面进行整修。另外，施工时要计量准确、工序紧凑、配合密切、及时切缝并注意养护。

结论与展望

随着我国基础设施建设的不断发展，水泥混凝土路面的应用越来越多，水泥混凝土路面常发生的裂缝和沉陷等病害，严重影响路面的寿命和质量。该文分析了水泥混凝土路面裂缝及板块裂缝产生的原因，并总结了病害修复的材料及工艺。目前水泥混凝土仍存在大量的病害问题，加上产生病害后修补工艺的相对落后，将来的研究方向应着重放在预防水泥混凝土病害的出现和病害的修补工艺上，使水泥混凝土路面在使用中更加稳定安全。