水泥混凝土路面维修与养护管理技术研究

于和水

（唐山市乡镇建材管理服务处，河北 唐山 063000）

0 引言

近年来，随着我国城市建设的不断发展，国家交通公路通行里程数不断增加，水泥混凝土结构由于其刚性强、承载力大、耐久性好等特点，采用水泥混凝土修建的公路逐渐增多，但这些公路在长期使用的过程中，病害发生的广度和频次较高。从病害发生的情况来看，公路大多数出现破损、裂缝、断裂等问题，如果不及时采取有效措施进行维修和日常养护，一旦损坏区域进一步扩大，修复起来将极其困难，不仅需要花费大量的维修费用，而且还影响路面车辆的正常行驶，存在潜在的道路交通安全隐患。因此，加强水泥混凝土路面维修养护十分重要，无论从经济角度，还是从安全角度都具有重要的意义。本文以北方地区S市某省级公路路段为例，介绍水泥混凝土路面病害的起因及其修补措施。

1 影响水泥混凝土路面的因素

水泥混凝土路面出现损坏的原因比较复杂，如路基强度不足、板厚与车辆荷载不适应、混凝土质量差、胀缩缝设置不当等情况，都会影响水泥混凝土路面的使用寿命。S市某省级公路2020年9月竣工，全长18.5km，路面宽度10.8m，水泥混凝土路面厚度25cm。在竣工后的使用过程中，局部出现基础不实、车辆负荷过重等问题，在整体路段中已经发现23处裂缝，有7处已经形成明显断板，有2处出现错台病害，累计病害面积超过180m2。根据该路段水泥混凝土路面的损坏原因分析，主要有基础不实、车辆超载、温湿度环境、养护不及时等问题。

1.1 路基不实的影响

由于该路段属于S市与外地连接公路，交通车流量较大，常年经过大型的重载卡车，由于在车辆负荷的作用下，造成抗剪能力不足而发生地基不稳，产生强度裂缝。尤其是部分路段施工中地面底层辗压不密实，垫层基础洗刨、施工工艺不精准，使得抗压强度不够，造成路基出现不匀称沉降的问题。

1.2 温度的影响

水泥混凝土路面质量与环境温度具有明显关系。S市属于北方寒冷地区，低温条件对混凝土路面质量具有影响，该路段部分路基水浸泡后，在冬季出现了冻胀的问题，低温作用导致路面接缝张开量变化，造成水泥混凝土板出现断裂。

1.3 湿度的影响

S市所在的北方地区，属于少雨干燥气候，在干燥的环境中，相对湿度较低，仅有10%～20%，在这样的环境中，水泥混凝土路面出现了收缩裂缝的问题。而南方地区湿度一般大于80%，水泥混凝土路面不容易出现裂缝。

1.4 养护不及时的影响

该路段在投入使用后，水泥混凝土公路没有及时进行养护，在出现裂缝后，逐渐扩散形成网裂、龟裂甚至断板等严重病害，同时由于部分区域公路切缝深度过浅，使得应力没有得到释放，由此在临近路段缩缝处产生新的裂缝，不仅影响公路的使用寿命，而且直接影响车辆的安全行驶。

2 病害类型

2.1 裂缝病害

裂缝是混凝土路面最常出现的病害问题，根据裂缝的方向，主要分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝。纵向裂缝主要是沿着公路的方向开裂的，如果不及时修补，就会出现贯穿裂缝，产生更大的安全隐患；横向裂缝主要是沿着公路的垂直方向开裂的，有时伴随少量支缝；斜向裂缝主要是开裂的裂缝与车辆形成相交的锐角；交叉裂缝主要是公路裂缝相互交叉，大部分是由于路面承载过重或路基不均匀造成的。由于水泥混凝土公路的非均质性和低韧性，受该省级路段现场施工条件和工艺的影响，在使用不到2年的过程中该路段共出现23处裂缝（见图1），其中纵向裂缝6条、横向裂缝9条、斜向裂缝3条、交叉裂缝5条。由于混凝土路面出现裂缝的情况比较复杂，在修补时要采取针对性的措施。

图1 部分路段裂缝病害现场图

2.2 断板病害

断板主要是指水泥混凝土公路在养生和使用过程中，在非切割部位处产生裂缝，经过长时间雨水冲洗，沿接缝或裂缝处渗入基础之中，在车辆的荷载重力作用下，基础中的细沙物质被挤压出来，使基础逐渐失去支撑路面的承载力，由此发展成为整块混凝土板块出现错位断裂，最终形成2块或2块以上不规则的板块。发生公路面板断裂，将直接影响水泥混凝土公路的使用寿命。断板分为横向断板和纵向断板2种。断板按照损害和剥落的程度，也可分为轻微断板、中等断板、严重断板。轻微断板是指还没有发生完全剥落或少部分剥落，其剥落程度＜3mm；中等断板是指已经从主体公路上发生剥落，其剥落程度在3～25mm之间，板块分为3块以内，有明显的裂缝；严重断板是指已经从主体公路完全剥落，断裂程度＞35mm，板块裂分为至少3块以上，错台问题已逐渐出现。该路段共出现严重断板问题1处，中等断板问题2处，轻微断板问题4处。

2.3 错台病害

错台是两个水泥混凝土板的衔接处，由于应力或路基不均匀产生垂直高差，两板体发生相对竖向位移的情况（见图2）。错台分为轻微错台和严重错台，轻微错台高度差在10mm内；严重错台高度差超过了10mm以上。水泥路面发生错台问题，轻则影响车辆行驶的舒适性，重则影响车辆行驶的安全性。该路段共出现2处错台问题，其中1处轻微错台，1处严重错台，所以必须要根据错台的严重程度，采取有效的措施加以修复。

图2 部分路段错台病害现场图

3 水泥混凝土公路的养护和维修

3.1 裂缝养护技术

当路面出现裂缝后，要及时进行修补，否则就会造成更为严重的后果，使缝隙不断扩大。针对该路面出现的23处裂缝，施工维护队主要采取压注灌浆封缝法和扩缝灌浆填充法相结合的方式进行，对于宽度<0.5mm的非拓展性裂缝直接封缝，对于大于0.5mm的裂缝扩缝灌浆。

（1）区域标识。本次维护涉及区域主要有7处，将裂缝公路路面的区域用划线的方式明显标识出来，部分区域用路障圈出，对于过往车辆进行提醒，防止过往车辆通过需要维护作业的区域，影响行驶安全。

（2）压注灌浆。对于面裂缝区域没有发生碎裂和变形，且宽度小于0.5mm的裂缝，采取直接压注灌浆封缝处理方法，使用空压机对裂缝部位及时清除尘土进行裂缝修补，每隔50cm安装一个灌浆咀，用胶带将缝口贴封，及时使用热沥青涂刷并撒以石粉。

（3）切缝处理。对于局部裂缝区域的宽度达到0.5mm以上，要采取扩缝灌浆填充法，选定需要修补的区域，最大深度不得超过公路厚度的2/3，根据裂缝的状况最终确定18cm修补深度，用混凝土切割机沿裂缝两侧将缝隙扩宽至1.5cm的沟槽。

（4）清理砂土。把裂缝周边松动的水泥块去掉后，使用空气压缩机和强力吹风机，将缝隙中的混凝土碎屑和沙土清理干净，再用高压水枪将路面冲洗干净，确保切缝干净整洁，没有尘土。切割后对部分缝隙中存有的明水，使用海绵和抹布将水清理干净。

（5）搅拌泥浆。选择环氧树脂裂缝修补材料，把裂缝修补材料和水混合在一起，控制好水灰比例，利用搅拌机将修补材料环氧树脂砂浆和0.5cm江砂碎石搅拌均匀，将材料灌入到裂缝当中，用振动器将材料振实，再用抹子将多余的部分刮掉，使得裂缝表面和水泥路面表面齐平。为保证修补的路面更加美观，本次修补添加了适量颜料加入到混凝土当中，使修补的路面与原有路面色差相近。

（6）开放交通。水泥混凝土公路路面修补完毕后，采用远红外灯等加热处理方式加速路面硬化，等待养护全部硬化后，3~4h后解除隔离交通管制，开放交通即可。同时养护阶段安排人员和设置路障，放置提醒标志，防止行人和车辆误入。

3.2 断裂处理技术

对于该路段1处水泥混凝土路面出现局部严重断裂的问题，需要对破坏部位进行凿除，重新浇筑混凝土。首先在重点断板处划出需要破除的区域，槽宽至少30cm，用切缝机将需要破除的区域沿划线部分慢行切缝，再用风镐凿出需要替换的混凝土，在凿出过程中要保证槽边垂直。然后对侧壁进行人工凿毛，以保证新旧水泥混凝土之间的连接。再利用空压机清除底部混凝土碎渣，露出清洁、干净、新鲜、粗糙的基面，利用毛刷将配好的界面剂均匀涂刷在槽壁表面。混凝土在搅拌站搅拌，然后搅拌车运输到现场，在破损区域加入混凝土，以插入振捣器进行振捣，用抹平机进行抹平，最后用土工布养生硬化后开放交通。但对于其它2处断裂不严重的区域，其基础和强度比较稳固，这种情况下就不用整板打掉，选择修补材料局部开槽精准修复即可。

3.3 错台处理技术

（1）机械设备打磨法。对于1处高差小于10mm的错台，采用机械设备打磨法进行处理。首先用风镐将高起混凝土部分凿除，再使用机械设备对其表面进行打磨，打磨位置从错台高处逐渐向低处打磨，与邻板齐平即可。最后清理打磨后缝隙中的砂土，清理干净后灌入水泥路面填缝材料，完成此次修补任务。

（2）路面填补法。对于1处高差超过10mm的错台，通过机械设备打磨已经无法平整两块水泥路面。该路段采用沥青砂进行填充，首先清除水泥混凝土路面的碎石和尘土，并喷洒一层黏层沥青，填补完成后，用压路机进行反复碾压，使砂石和沥青以及混凝土路面充分黏合，碾压密实即可。在沥青砂材料和配比选择上，严格执行《公路沥青路面施工技术规范》标准，待修补材料冷却成型后，满足通车需求。

4 结束语

总而言之，人们对交通公路车辆安全行驶要求越来越高，要防患于未然，如果路面有裂缝、鼓起、断板等问题，要及时进行修补处理，最大限度减少路面病害发生的可能性。本次经过10d左右的修补，各部分路段便实现了快速通车，最大限度延长了该公路的使用寿命。但由于水泥混凝土公路出现病害的原因复杂多变，采取的措施也大不相同，在今后要加强施工、养护、维护的全面管理，积极采取有效的措施加以解决，不断提升公路的安全管控能力，推动交通公路事业健康持续发展。