农村公路水泥混凝土路面常见病害成因、施工方法及养护技术研究

汪杰

摘 要：为提高农村公路质量，需要合理控制施工过程。该文结合农村公路行车安全问题，简述了水泥混凝土的高度附着力以及在公路工程中的其他应用优点。在农村公路建设过程中，水泥混凝土的使用寿命是农村公路建设及养护价值体现。对农村公路水泥混凝土路面病害成因、施工进行了分析，并对公路养护技术进行了探讨。为大力推进农村高质量发展，支持农村战略实施，充分发挥引领性和服务性作用，为广大农民带动出行、推进农业发展提供了有力的保障。

关键词：农村公路;水泥混凝土路面病害成因;施工方法;养护技术研究

中图分类号：U416.216                                文獻标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2022）06-0030-03

0 引言

在农村公路建设中，水泥混凝土以其优势得到了广泛的使用。为提高施工质量，需要对施工公路特点地质、水文、气候等进行调查分析，以此来制定合理的施工工艺，可有效防止公路出现病害。

1 水泥混凝土路面养护特点

公路基础设施通常是公共事业，由于在交通运营中占有重要的地位，因此对于农村公路的养护要按照国家要求，确保规范化、综合化的强制性的展开研究。公路养护工作通常是现代化的作业方式，养护也需要高水平的技术人员。在养护过程中，需要选择适合社会发展的新材料、新设备等。由于公路养护技术含量较高，需要操作人员应具备一定的经验和技术能力，合理选择现代化设备机械，才能保证公路养护的有效开展。公路维护是风险较高的行业，由于施工实施的复杂性和公路的恶劣路况，存在潜在的危害。在公路养护中，需要高度紧密连接各个环节，维护交通和养护秩序，减少对养护人员的安全威胁。对于公路养护通常是大规模的，每个对象都是密切相关的，其复杂性对于施工养护来说具有一定的难度。

2 水泥混凝土路面常见病害原因分析

2.1 常见病害

水泥混凝土路面裂缝包括纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝、角部裂缝和交叉裂缝。

2.2 裂缝成因分析

在横向不规则塌方的路段，路面下侧会出现麻点，因而会出现横向和纵向裂缝。混凝土路面未及时切缝，在干燥环境中，由于温度收缩的影响，出现横向或斜向裂缝。在对公路施工进行浇筑混凝土时，温度越高，表面越粗糙，后期越容易发生开裂。切缝深度过浅，应力不能完全消除，相邻的缩缝开裂，因而造成了新的裂缝。温度应力过高，板体受压，由于水渗入，基层承载力下降，接缝处形成淤泥，接缝荷载传递能力差。重荷运动导致角裂缝的出现。随着路面载荷增大，进一步破坏了路面结构，形成横向裂缝和断裂。由于混凝土浇筑后没有及时的养护，导致表面水分流失，在炎热天气状态下，体积急剧缩小，导致裂缝的形成。基材的混合不充分，导致强度减弱，导致出现裂缝。使用非一批生产批号的水泥，还有不同牌号的水泥，会降低混凝土的强度，并可能导致路面出现裂缝。

3 水泥混凝土路面破损的原因

3.1 重型车辆和拥挤的交通

随着社会的发展，汽车保有量增加。大型车辆的出行创造了社会基础设施，而小型交通工具是为了方便人们的出行。车辆的增加给交通带来了压力，压力随着车辆数量的增加而增加，导致在这种路况下频繁的增加了路面荷载。卡车数量的增加，缩短了公路的使用寿命。

3.2 外部环境影响造成的裂缝

水泥混凝土路面损坏受环境变化、施工技术以及降水和温差造成的影响，特别是在高温和降水的地区。路面质量会下降，水泥混凝土路面的耐久性容易出现病害，严重影响公路的正常使用。温度对路面有一定影响，如果浇筑温度过高，水泥水分的蒸发加快，混凝土表面会产生拉应力，导致路板变形，出现裂缝，或者公路路面脱水，造成收缩裂缝。在强风中，水分会迅速蒸发，尤其是在混凝土路面板的表面，导致顶部和底部发生不同程度的硬化和收缩。荷载力和收缩应力等也会导致水泥混凝土产生裂缝。

3.3 接缝产生的裂缝

接缝是应力分布最强烈的地方，也最容易形成裂缝。当接缝材料损坏，排水不畅时，雨水会因渗入结构，当车辆通过时，基材会从接缝处溢污垢。基层在承重作用下的弱化，导致混凝土整体发生位移，即形成阶梯式平台。接缝裂缝是常见的一种损害，降低了驾驶的舒适性，接缝裂缝的危害如果不加以及时治理将造成更大的病害。

4 农村公路水泥混凝土路面养护现状

水泥混凝土具有稳定性好、经久耐用、维护成本低和施工简单等优点，在公路建设中得到了广泛应用。由于农村公路的设计、施工和维护等原因，以及相关因素的影响，对路面造成一定破坏。为了合理保护混凝土公路，延长公路使用寿命，需要不断检查，根据损坏情况和特点分析，针对通行的不同类型车辆，对公路进行维修保养。尽管农村公路混凝土路面的养护费用不断增加，但在偏远地区的农村公路上，公路在修缮后不久就被破坏，全面大修不得投入大笔资金，在很大程度上是对社会资源的浪费。

5 水泥混凝土路面施工技术

5.1 准备工作

水泥混凝土路面施工前，应进行现场检查，防止基础结构在荷载作用下发生失衡。确保公路有足够的强度，并达到设计偏差值。合理布置排水沟、边沟等，路面的高度、平整度、坡度和宽度应符合相关要求。对材料的场地要求选择合理的拌合场地，在公路建设中尤为重要，既要控制施工成本，又要保证施工质量达到标准要求。在选择场地时，确保周围有充足的水电，有足够的空间安装集料，并满足安全和环保的要求。在水泥混凝土的施工中，关系到施工质量的材料的选择非常重要。主要原料有：水泥、粗骨料、细骨料和钢筋。水泥可根据要求选用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，进场时附有质量证明书，注明标志和日期使用。对相关原材料进行测试，对于不同等级的水泥不能混储，在施工中严禁混用。出厂3个月以上的水泥检测后使用。水泥混凝土路面用粗骨料石不应小于80 MPa，应在规范范围内，最大粒径不应超过37 mm。细骨料选用坚硬、强韧的天然砂或含泥量小于3%的机制砂。对于符合现行水标准的水可用于搅拌混凝土，非生活饮用水应进行检测后使用外加剂应与设计中水泥、骨料和拌合水混合，验证其在施工中的有效性，并确定合理的使用掺量。公路水泥混凝土配合比必须满足抗弯强度和耐久性要求，并兼顾使用施工效率。配合比包括目标配合比的设计和施工配合比，配合比在施工中不得擅自改变。严格控制水灰比、砂比主要参数。加强材料适用性和强度确定，确保符合技术规范要求。

5.2 模板设置

模板设置是水泥混凝土路面施工中的关键环节。为了提高模板精度，安装前确定轴向装配线。安装之初，确保硬度和平整度，固定模板可以使用钢焊料，防止在安装过程中移动。为减少装配误差，使用水平仪测量模具上高度，以最大限度地提高模具装配精度。在模具内部涂抹润滑剂，增加后期移除模具的便利性。

5.3 混凝土拌合

在水泥混凝土路面施工过程中，混凝土搅拌将直接影响公路使用，因此在混凝土搅拌中要按比例进行。搅拌前测量砂石料的含水量，根据含水量调整用水量，以保证的含水量达到设计要求。在确定混凝土合适的和易性后，检查混凝土的搅拌时间。一般应在90～120 s监测混合时间。必须先将骨料和部分水混合，使湿润饱和，放入水泥中搅拌，加入剩余的水搅拌。在混凝土运输中，需要采取措施，保证车辆的高稳定性，防止混凝土运输中出现渗漏和离析现象。

5.4 路面摊铺

在铺设混凝土前，将路面基层杂物清理干净，并对表面进行喷水，以保证路面的润湿性。应检查模板的安装，一旦混凝土到达施工现场，混凝土就可以倒入模具铺设。涂装后对混凝土振动。振动后混凝土的高度会降低。因此，一般底层高度将比设计路面高出约10%。在铺装中，合理控制铺装时间，避免因时间过长造成混凝土分离，使表面具有较高的完整性。

5.5 振捣

振捣应在混凝土浇筑后进行，在振动前，应根据情况选择振动方式。合理控制振动距离，使振动以低速匀速进行，并控制振动棒，确保不接触钢筋和模具。避免了模具变形问题。在振动中，注意模具边缘的位置，以确保振动整体质量，振动完成后，将混凝土平整，先用小阻力平整，长距离均匀平整。在施工中，应根据具体情况调整方法，在找平中，应检查路面的平整度，对于不平整应及时进行纠正[1]。

6 水泥混凝土路面养护

6.1 非结构性病害养护方法

正常情况下，水泥混凝土路面可能会出现露面、凸面病害，统称为非结构性疾病。采用混凝土面罩处理，涂层通常在2.5 cm以上，在施工中，需要严格遵守标准，以保证路面的平整度。对于浅表病害位置，需处理较轻的区域即可。使用解决方案进行薄层处理，应使用的沙子和水泥比为2：1。清洁混凝土后涂抹罩面剂，在等待干燥的同时，将溶液涂抹在路面上，溶液的厚度不应超过15 mm。完成后对其进行整平和维护[2]。

6.2 加铺面层

面层是在原有的路面上施加面层，对于直接涂敷是待涂料原基层清洗干净后涂敷，夹层与涂层的厚度不应小于14 cm;单独包层是在包层之上设计隔离层，正常情况下，采用沥青砂，厚度不能超过18 cm;组合式铺装方式先对原路面进行处理，将吊顶覆层与原铺装面组合，组合式铺装不得超过10 cm。直接涂装工艺用于完整性高的原涂装，在施工中清洗混凝土涂层时，无需采取措施，使混凝土干净不含水，直接涂层即可。使用此类涂层时，原涂层保持完好。对于严重塌陷和部分破损的水泥，必须先破碎并清洗，保证光滑度。再重新浇筑，浇筑应与原水泥对应，并加强接缝处的处理。在进行覆盖涂层时，如果原涂层有裂缝，但混凝土稳定，则无需挖掘，使用沥青砂进行处理。如果水泥混凝土有严重的裂缝，并且存在进一步破坏的趋势，应将混凝土打碎或挖浇混凝土，以提高路面的稳定效果。原涂层必须进行处理，主要是在原混凝土上进行凿毛，一般情况下，凿毛浓度控制在3～5 cm，并清除凿毛中松散的混凝土块，对混凝土块和粗糙的表面进行相应的清理.将水泥混凝土路面润湿后，确保其不含游离水。在清理过程中，保证砂浆涂抹均匀[3]。

6.3 接缝修复

水泥混凝土路面灌浆是预防病害的重要部分，可以防止杂物堵塞路面的裂缝，防止混凝土因物理膨胀而损坏，避免降低水泥混凝土路面的寿命。在施工中，需要先用切割机将路面的裂缝清除，并确保清洗在4 cm以上，只有清洗干净后，才能使用灌装机进行灌装。确保物料温度在145 ℃～155 ℃，对于施工控制由灌浆速度、喷嘴尺寸和实际宽度决定。如果纵向缝隙较小，需要用切割机切割3 mm缝隙，进入拌合料接缝，保证填充过程的不间断。明确沥青灌注涂层适用条件，一般沥青灌注接缝适用于小裂缝和轻微裂缝，确保路面仍然完好无损。沥青灌缝施工需要合理选择沥青型号，确保所有选择的材料全部通过道路建设批准的灌浆材料检测标准。在施工中必须清理裂缝污垢，清理间隔在3～4 cm。填缝时下半部分可用泡沫条支撑材料，上半部分可用沥青填充，控制沥青的温度。作业时，沥青的温度应在140 ℃～160 ℃之间，对于过高或过低都会导致填充破坏。浇筑后，在表面撒上准备好的石屑，防止因车辆通行而侵蚀[4]。

6.4 脱空板沉陷处置

脱空板沉陷可以通过钻孔处理，所需的主要材料是波特兰水泥、增量剂、高强度剂和天然水，这是公路养护科学的使用材料。农村公路建设在施工时，必须严格遵守材料的使用标准。在施工中要对路面板进行钻孔，呈锯齿状排列，借助机械设备通过下部的孔洞压缩填充塌陷区，使路面逐渐得到修复和平整。

6.5 受损路面的修复

对于受损路面的修复，通常是清除损坏的混凝土并铺设使用与原始设计相同的混凝土以进行修复。对于小面积，可以使用砂浆，主要包括是水泥、沙子、水和相关的外加剂等。如需在短时间内完成抢修，可采用速凝硅酸盐水泥进行特殊处理修复。如果板面只有裸露、龟裂、剥落，可用沥青混凝土覆盖表面，增加了施工使用的方便性，延长了旧路面的使用寿命[5]。

7 提高农村公路混凝土路面质量的措施

在水泥混凝土路面施工阶段，需要从现场的基础勘查，从材料的选择，从施工设备开始，对于质量控制需要根据要求分阶段应用。施工现场发生变化时，应根据情况调整方案，确保施工顺利进行。建立质量控制体系，加强对各个过程的管理，对现场的检查要早于上一道工序。对于不合格的施工环节不能进入下道工序，保证各环节的质量满足总体水泥混凝土路面施工要求，进而保证施工的整体质量，施工后及时进行养护。水泥是水泥混凝土路面施工中最重要的原材料，为保证路面结构质量，防止裂缝的形成，应选择收缩较小的水泥。煤粉使用中应将煤粉磨碎并与水泥混合，混合时选择低热膨胀水泥，避免收缩变形，可防止路面质量发生破坏，避免路面开裂现象。水泥骨料是施工的重要部分，骨料的应选择干燥时收缩率小的粗砂。搅拌水泥混凝土时，防止路面出现裂缝，在选择与水泥混合比时，以避免路面出现裂缝[6]。

8 结语

综上所述，水泥混凝土路面施工的复杂度比较大，在施工中严格按照規范要求，加强对各施工过程的把控。由于水泥混凝土路面的养护有很多技术要求，为了减少施工引起的病害问题，要采取相应的措施。在水泥混凝土路面养护阶段，选择合理的技术，充分发挥现代化技术及设备的使用效率。基于公路基础设施的重要价值，进一步促进农村经济向更好的方向发展。

参考文献

[1]谢宇航.湖南省农村公路水泥混凝土路面养护管理系统的研究与应用[D].长沙：长沙理工大学，2020.

[2]杨群.农村公路水泥混凝土路面维修养护技术探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2019（34）：29.

[3]罗秋斌.公路水泥混凝土路面养护技术措施的探讨[J].四川水泥，2019（4）：10.

[4]满新耀.广西地区高速公路水泥混凝土路面沥青加铺层预防性养护技术研究[D].西安：长安大学，2018.

[5]姜磊.公路水泥混凝土路面养护技术措施的探讨[J].科技风，2018（11）：89.

[6]张涛.公路水泥混凝土路面养护技术措施的探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（30）：79.