农村公路水泥混凝土路面常见的病害及防治措施

2021-06-22马福昌

运输经理世界 2021年29期

马福昌

（甘肃省武威市天祝藏族自治县交通运输局，甘肃武威733299）

0 引言

我国幅员辽阔，各个村镇的分布范围极广，将其有效连接起来的就是农村公路，其总量随着我国经济发展以及对农村的重视逐渐增多，也是农村主要的出行、运输方式，对农村的经济发展与建设具有十分重要的作用。但同时，农村公路与城镇主干线公路相比，其车流量、运载量较小，在建设和养护的过程中并不是相关部门的工作重点，因此农村公路出现破损、病害的情况比较常见。

1 农村公路水泥混凝土路面常见的病害以及原因

1.1 水泥混凝土路面断裂

导致这一问题的主要原因是前期农村水泥公路在建设的过程中，使用的原材料不合格或者没有考虑到农村公路的发展情况。同时也可能是施工工艺不合格而导致水泥混凝土路面出现断裂的现象。

1.1.1 原材料的不合格

原材料不合格主要表现在水泥、集料、砂土质量等。一方面农村公路的交通量较小、公路等级较低，因此在规划和建设的过程中资金投入较少，在选择原材料的过程中，水泥通常是使用当地小厂生产的普通水泥，水泥参数和质量无法得到有效的保障。同时农村的施工环境较为复杂，在施工过程中不同厂家、不同型号的水泥混用现象比较常见，进一步导致混凝土路面断裂的病害问题[1]；另一方面，在粗集料、砂的选择过程中，为了降低施工成本，对其的性能和参数有所忽视，比如集料级配不标准，含泥量超标或者界面之间存在质量缺陷等问题，在施工后容易导致混凝土路面出现薄弱部位。在砂的采购过程中，由于农村公路施工环境较为复杂，同时受到交通、地理等因素的限制，多采用就地取材的方式，这也加大了对混凝土质量把控的难度。

1.1.2 施工工艺不规范

混凝土路面施工的过程中，需要对混凝土的强度进行合理的实验，以确定其能够满足使用的需求。目前情况下，首先，需要通过实验室对混凝土的样本材料进行配比，从而找出能够满足实际使用需求的混凝土以及混凝土的用量、水灰比等参数；其次，要根据现场采购的原材料来进行混凝土配比的修正，以确保现场施工过程中所采用的混凝土配比是符合设计需求的；最后，还需要进行现场生产过程中的混凝土配比实验。这主要是因为不同水泥的参数以及原材料的含水量有一定的差别，同时施工现场的温度与之前实验的条件也有较大的差别。当混凝土配比无法满足施工需求的情况时，如混凝土比例过高，则容易引起塑形开裂[2]。同时，在混凝土运输和施工的过程中，由于农村交通因素的不良影响，混凝土进场的时间过晚，混凝土出现离析现象，对混凝土的施工质量造成了不良影响。而在混凝土施工的过程中，需要进行有效的铺筑、振捣和养护。

但在实际的施工过程中，现场施工人员很容易采用不规范的施工方式，从而影响混凝土的分布和密度，比如混凝土振捣时间过长形成的混凝土分层以及粗骨料和细骨料的分布不均。另外，混凝土施工完成后，需要进行有效的养护，以此来避免混凝土凝固的时间不均。

1.2 路面拱起

当水泥混凝土路面施工的过程中气温较低时，混凝土处于收缩的状态，其体积较小；而在夏季高温的影响下，混凝土因热胀冷缩而膨胀，水泥混凝土路面两边可以自然伸缩，但中间部分的混凝土无法得到伸缩的空间，从而向上拱起，造成路面拱起的现象。引起路面拱起的主要原因有以下几种。

第一，原材料因素。从原材料热胀冷缩的参数来看，不同原材料的膨胀系数具有较大的差别。而在混凝土路面施工的过程中，主要采用的水泥、集料、砂等材料中，影响最大的为水泥材料。当在铝酸三钙以及二水石膏含量过高的情况下，混凝土凝固后的膨胀系数较高。在采购的过程中没有合理地选择水泥参数，或者厂家在生产的过程中没有有效控制水泥的生产质量，从而导致路面施工后出现的拱起现象[3]。

第二，路面厚度不足。农村公路建设的过程中，由于重视程度较低，通过降低工程标准来压缩施工成本的现象比较常见。对路面参数的设置也会采用极限或者低值来进行设计。而降低混凝土厚度的方式可以有效降低施工成本，但路面厚度不足时，其承载能力也会受到影响。同时受到温度影响的概率会增加，从而引起路面拱起的现象。在实际的混凝土路面施工对比过程中也能看到，在混凝土路面厚度越大的情况下，路面拱起的概率会有效降低。

第三，路面凸形竖曲线不符合使用需求。同样由于降低施工成本的需求，农村公路设计的过程中会降低对应的标准，在凸形竖曲线半径太小的情况下，极易引起路面拱起的现象，也会导致农村公路的车辆行驶效果不佳。

1.3 路面裂缝

路面裂缝是农村公路水泥混凝土路面最常见的病害，在实际使用的过程中裂缝的产生会引起断板现象的产生。但引起该问题的原因较为多变，主要包括以下几种。

第一，基层原因。当基层中存在裂缝的情况下，半刚性的基层裂缝会对混凝土面层造成影响，使混凝土路面的厚度、分布不均匀，在使用的过程中由于负载的分布不均，从而产生裂缝断板的现象。

第二，原材料原因。在水泥质量较差、参数不满足使用需求的情况下，断烧不充分的游离氧化钙，会在混凝土凝固之后继续膨胀，从而导致混凝土结构因体积膨胀而产生裂缝[4]。

第三，施工工艺原因。夏季施工的过程中，由于混凝土混合料的温度较高，混凝土颗粒的表面会形成固化的薄壳，导致施工后混凝土凝固过程中无法正常散热，其体积也会发生较大的变化而引起路面裂缝的现象。混凝土路面在收光抹面的过程中，由于混凝土集料会随着施工而逐渐下沉，混凝土材料出现离析现象，使水分漂浮在表层。若基层比较干燥的情况下，集料中的水分会被基层吸收，导致混凝土出现硬化干缩裂缝。同时，当混凝土结构硬化的过程中，内部的干缩应力超出其承受范围时，也会产生干缩裂缝。

1.4 坑槽

第一，农村公路在设计的过程中并没有考虑到履带、防滑链车辆的通行。而北方区域以及农村生产的过程中，防滑链车辆和铝带车辆的通行是无法避免的，在通行的过程中，路面局部会因为受力的不均而产生剥落现象，从而导致坑槽情况的产生。

第二，混凝土面板强度不足。混凝土配比的不合理以及施工过程中采用的原材料不满足实际需求，会导致混凝土的面板强度不足，进一步引起坑槽现象的产生。

第三，起皮、冻融等病害的发展延伸。这些病害没有得到及时处理的情况下，随着农村公路的使用该病害会进一步加剧，从而形成坑槽，对路面运输效果造成不良的影响。

2 农村公路水泥混凝土路面常见病害的治理措施

2.1 水泥混凝土路面断裂的治理措施

2.1.1 选择符合施工需求的原材料

一方面需要根据混凝土路面施工的技术规范，选择强度高于42.5 的硅酸盐水泥。同时还需要对水泥的参数，如安定性、游离氧化钙等进行有效的检测[5]。另一方面，还需要在水泥入场的过程中确保水泥的厂家、批次、型号统一，严禁混用的现象。对于粗集料的使用，需要严格控制粗集料的含泥量以及颗粒大小。细集料和砂则需要有效控制其质量，并对含泥量和有机质含量进行入场前检测。

2.1.2 规范混凝土施工

混凝土的配比过程中，需要严格控制混凝土的水灰比，一方面需要确保混凝土配比实验的有效进行；另一方面，还需要在配置混凝土的过程中，严格遵守对应的设计标准。而在拌和、运输、施工、振捣等过程中，需要严格按照对应的技术标准来进行规范化施工。并尽可能减少混凝土的长时间运输现象，同时需要保证混凝土施工的连续性，当遇到特殊原因需要暂停混凝土施工时，则需要在技术人员的指导下设置好施工缝隙。

2.2 路面拱起的治理措施

路面拱起的治理措施需要注意以下几点：

第一，在水泥原材料的选择过程中，需要严禁使用铝酸钙和二水石膏含量较高的水泥，并在冬季施工的过程中需要对混凝土的配比进行实验分析，制定科学的混凝土配比标准。同时在集料的选择过程中，需要选择符合施工需求的原材料，当无法控制其标准时，则需要设计有效的膨胀缝，以避免路面拱起现象的产生。

第二，对于已经建成的水泥混凝土路面，需要加强绿化设施的建设，通过种植树木的方式来对路面实施有效的遮蔽，从而避免太阳直射所带来的温度快速升高。同时还可以采用洒水车在高温天气进行洒水，以降低路面温度，从而避免拱起现象的产生[6]。

第三，为了确保乡村混凝土公路满足实际的使用需求，需要从资金保障、设计规划等多方面入手，尽量增强混凝土结构的厚度，并对混凝土公路的平纵面线形进行有效地调整，从而确保混凝土公路的参数满足实际使用的需求，并减少路面拱起现象的产生。

2.3 路面裂缝的治理措施

路面裂缝通常可以通过后期的治理来进行解决，一般可以采用压注灌浆法对裂缝较细较浅的病害进行处理。使用压力灌浆器将混凝土浆压入裂缝中，使其能够填充裂缝空间，对路面裂缝进行有效地修复。当路面裂缝口较宽的情况下，需要通过扩缝灌浆法来进行修补。而在路面裂缝现象比较严重，引起断板的情况时，需要沿裂缝两侧进行切缝处理，同时需要保证切缝的深度高于12cm，去除出现断板问题的混凝土块，并将切面、混凝土块清理干净后进行清缝和浇筑，修补裂缝。在施工的过程中需要在修补面上涂一层修补砂浆，以确保修补混凝土能够紧密贴合切面。同时当发现断板两侧出现一定的垂直高差，则存在板底脱空的现象，这时需要采用压浆的灌注方式，将水泥砂浆通过钻孔灌注压入板底，并对基层进行固定，从而确保修补的可靠性。

2.4 坑槽的治理措施

当混凝土路面出现坑槽的情况下，可以在坑槽的范围凿去3～5cm 的混凝土板，并通过铺设沥青的方式对混凝土路面进行治理。在应用中，若混凝土路面的破损情况较为严重，则需要凿去6～10cm 的水泥板，并使用强度高于当前混凝土路面的混凝土混合液进行修补作业。同时需要对该区域进行明确的标识和防护，以避免施工后未凝固前受到外界的破坏[7]。

2.5 农村公路的管理与整治

随着经济的发展，我国对运输行业的需求快速增加，为了节省时间、过路费等运输成本，部分荷载量较高的车辆会选择农村公路进行运输，但农村混凝土路面的设计等级较低，在大量高荷载车辆的影响下，极易出现病害问题。一方面可以借鉴农村公路的管理控制措施，在农村公路的入口增设限高限宽的设施；另一方面，还需要从政府政策的角度入手，对农村公路的超限车辆运行进行有效的整治，从而确保农村公路的正常运行，并减少病害现象的产生。

2.6 加强农村公路的养护

良好的养护可以延长农村公路的使用寿命，农村公路的分布范围较广、养护难度较大，在养护工作展开的过程中，需要根据农村公路的实际情况来执行，采取预防为主，防治结合的养护策略。一方面需要关注气候的变化以及农村公路的车流量变化情况，并适当加强夏季、冬季以及车流量较大路段的养护强度和养护次数，从而预防农村公路病害现象的产生[8]；另一方面，还需要对已经出现病害的路段进行及时的修补。首先需要对病害路段进行清理，并使用混凝土进行修补；其次，需要设计良好的排水路径，避免积水泡胀对路基路面所带来的不良影响与破坏；最后，还需要从养护工艺、养护材料的研究入手，积极探索新的农村公路养护路径，从而增加农村公路的养护效率与养护速度。