农村公路 水泥混凝土路面病害的防治措施

农村公路水泥混凝土路面病害的防治 蒋昌永 全州县公路管理所 摘要：农村公路水泥混凝土路面的病害对于公路通行能力、行车速度、安全及舒适性 具有重要影响。本文对农村公路水泥混凝土路面常见病害从成因、预防措施、处治方法等 三个方面进行了探讨。 关键词：农村公路水泥混凝土路面 病害 防治 自“十一、五”规划实施以来，农村公路水泥混凝土路面发展的速度较快。随着水泥 生产技术的进步及产量的大幅度提高，水泥混凝土路面在技术、经济上已显示出明显的优 势。然而随着农村公路水泥路面的迅速增长，水泥路面的许多病害也逐渐表现出来。 一、农村公路水泥混凝土路面常见病害 病害主要表现为 断裂、挤碎、拱起、唧泥、错台、剥裂（起皮）、裂缝等。 二、农村公路水泥混凝土路面常见病害的成因 水泥路面破损的原因，主要是设计方面缺陷、施工控制质量不严、养护不到位、车辆 超载和各种自然因素的作用。 （一）自然因素中水是形成病害的主要原因 之一 农村水泥路面的横缝多数是采用沥青灌缝，纵缝为施工缝不灌缝，路肩盲沟排水的设 施基本没有设置。农村公路建设过程中多数业主和施工单位对水泥路面性能认识不足，相 当一部分排水设施配套不到位。如果养护不及时，经过多年的行车作用，一种是路面板块 间相互挤压，原路面横缝接缝的填缝料老化剥落破损，路面板出现挤碎、拱起、错台、剥 裂等病害。另外路面的雨水通过裂缝接缝渗入基层，还会造成基层软化。另一种是低洼地 水排不掉，两侧就会产生积水，积水向路基渗透，通过毛细作用逐渐向上，使路基上部土 层变湿。在车辆荷载的重复作用下，出现基层承载力不足，地基不均匀下沉。产生唧泥将 基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆，最后出现断板破碎。 （二）车辆超载也是造成水泥路面病害的主要原因 由于近年经济快速发展，车流量迅速增加，特别是运输市场竞争巨烈，运输户只顾自 己个人经营利益，绝大部分的货车都进行了改装，加高车厢，加厚大梁等，严重超载。据 有关路政部门检测统计双轴车辆总重量均在 2324t、三轴车辆总重均在 3545t ，荷载大 大超过路面设计荷载，造成混凝土板块提前疲劳，形成水泥板断裂、破碎，大大缩短正常 使用年限。 （三）设计方面缺陷 农村公路设计时对交通量预测计算不够准确、有时甚至随意，基层、面层设计厚度偏 薄，设计时当量轴载由于按标准车型额定载重进行换算，而近几年来交通量迅速增长，超 载超限车辆不断增多，这种设计轴载与实际不符。这样也影响了水泥路面的寿命。 （四）施工控制质量不严 路基压实度不足造成不均匀沉降，病害大部分布在路基填挖区域，高填方路段和路面 与桥涵等构造物交接处，因为路基不均匀下沉造成路面的沉降，在行车的冲击作用下造成 错台渗水、唧泥导致水泥路面破损。路面材料质量控制不佳，配合比达不到要求，拌和不 均匀，振岛不实等施工原因，从而降低混凝土路面的强度，在荷载的作用下，混凝土路面 无法承受荷载带来的弯拉应力从而导致路面破损。剧缝 不及时造成路面出现不规则裂缝。 （五）养护不到位 养护灌缝不及时，水泥路面缩缝、胀缝、施工缝，施工时基本上是用沥青灌缝，一般 使用 23 年的材料自身会老化松脱，如果不及时更新填缝料，雨水渗入，破坏基层和垫 层，造成板接缝处的变形和破损。多数农村公路建设资金投入不够，余留排水设施不完整， 导致边沟排水不畅，形成积水，影响基层承载力，在超载车辆荷载作用下，易造成路面板 断裂、唧泥、错台等病害。由于养护资金不足没能及时进行完善排水系统，也会导致路面 提前损坏。混凝土板早期一些病害处理方法不当不及时，如混凝土板（角）断裂、错台等 病害处理不及时，只重视处理严重病害而忽视对板裂缝封水处理，使路面水渗入，也会加 剧其他病害的产生。 三、农村公路水泥混凝土路面病害的预防措施 水泥路面病害的预防，必须增强对水泥混凝土路面技术性能的认识，加强建设、设计、 施工、养护四个方面工作，从源头抓好。 （一）建设业主方面 建设单位要从公路建设使用全过程费用最低的角度来考虑，而不能仅仅只考虑如何降 低建设费用，而降低排水设施等其它工程费用。 （二）设计方面 我国在水泥混凝土路面的设计计算理论中，尽管考虑了温度疲劳应力等因素。但设计 的板厚依然较薄，难以承受巨大的冲击破坏动能。在实际应用中，重视应力计算，而对水 泥混凝土路面的典型结构的研究和实际观测的较少。因此在水泥混凝土路面设计中，应该 由静力学向动力学发展。在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后，适当提高技术标准和设 计厚度，以适应我国公路不断增长的交通量的需要；在软基路段，桥头下挖路段和填挖路 段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算；其次，水泥混凝土路面基 层要达到支撑稳固的要求，必须解决基层耐冲刷和弯沉均匀性问题，即要选用适合本地区 气候特点和交通量要求的基层材料类型，合理地设计性能优良且适宜摊铺的集料级配；在 对高填方软基和台背填土进行认真处置的基础上，如果可预见沉降变形过大，可采用薄层 沥青混凝土或砌块的过度路面形式；待沉降稳定后，再施工永久混凝土路面板；在路基基 层下，地下水位高和多雨地区，应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层。严寒地区应综 合考虑设计排水和防冻垫层。同时，保证接缝质量是防止水泥混凝土路面破坏的关键，根 据当地自然条件胀缝尽量做长，因此在接缝设计中应选用合理的接缝型式和优良的填缝材 料。 （三）施工方面 1、严格控制材料质量，合理地选择原材料。 2、科学，准确地进行混凝土配合比设计，生产稳定、均匀的混凝土。 3、推广使用机械施工方式。 4、传力杆、拉杆的规格、位置、间距必须符合设计要求，与接缝侧壁垂直，与路面 板和路面中心线平行。嵌缝处的混凝土因嵌缝板和传力杆的影响一般很难一次浇注成型， 不易振捣密实，致使接缝处的混凝土强度偏低，为此应加强接缝和板角处的振捣。 5、板块成型后，根据当地气温条件及时切割和严格养生，避免因切割不及时出现整 体断裂或养生不及时水泥混凝土在水化作用下出现空隙，造成强度不足。 6、应尽量中断交通施工，如有困难不能中断交通施工，现场便道一定要平整，避免 有大的坑槽和石块，以免造成混凝土板在初凝期因行车振动造成板体断裂。 7、当路线纵坡超 2%时应及时调整摊铺，一定要顺着上坡方向进行摊铺。 8、基层施工时，应将基层材料集中进行厂拌，并采用摊铺机进行摊铺，待基层整平 压实后，严格进行养生，防止基层出现干缩或温缩裂缝；为减少路基土的压实变形，增加 路基强度和稳定性，必须认真进行压实，特别是要加强路堤边部碾压，使路堤横向的密度 尽可能均匀；也不要将两种材料性质差异甚大的路堤相接，而需要设置一个不太长的过渡 段，在桥头或其他构造物与一般路堤相接处，应进行加载，甚至超载预压加快地基沉降， 在可能的条件下，采用透水性砂砾填筑台背后的路堤，减少开放交通后的填土沉降。 （四）养护管理方面 水泥混凝土路面的局部损坏，如不及时、有效地加以修复，往往会引起损坏迅速发展， 其中最经常也是最不能忽视的工作就是随时清扫和接缝的养护，对混凝土路面必须经常清 扫，不让路面上有碎石及其他硬物，免受车轮反复碾压而破坏路表面造成麻面的产生，为 防止接缝的失效必须及时更换已老化或损坏的填缝料，使接缝填料保持良好的状况，以防 止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内，从而导致路面的破坏，对路面裂缝及早期病害， 应及时进行修复处理，防止形成进一步的破坏，还必须重视路面排水系统的养护，加大资 金投入配套完善修建边沟等排水系统，经常疏通路面排水设施，防止水通过接缝或裂缝对 路面造成破坏。 公路的养护管理部门，除了日常的养护工作外，应定时组织进行路况调查，及时制定 养护工作计划，确定养护内容，规范养护工作，提高养护队伍素质和机械化的水平，确保 公路养护的质量，此外，还应加强路政的管理，严格控制超载车辆的行驶。 四、农村公路水泥混凝土路面病害的处治方法 1、裂缝修补 水泥混凝土路面裂缝型式多样，处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不 足 0.5mm 的非扩展性表面裂缝，采用压注灌浆法；局部性裂缝，且缝口较宽时，采取扩 缝灌浆法；对贯穿全厚的裂缝，采用条带罩面法。对裂缝宽度大于 3mm 的裂缝，用环氧 树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。 2、接缝修补 接缝施工时，为保证清缝质量，对杂物充填较多的纵缝，必须用切缝机切割，其它缝 也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理，然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料，按 规定进行熔化，使其具有较好的流动性，加热温度不宜过高、过低，时间不宜过长，以避 免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填 满为止(不宜过高或过低)，灌缝深度至少应大于 1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没 有积水时进行，保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质，做 好施工交通控制工作，待填缝料冷却后开放交通(一般需 30min)，以免其被行车粘掉。坚 持周期性养护，根据填料有效使用寿命，对全部构造缝进行全面清缝和普灌，其后每年入 冬和雨季之前进行补灌，保证构造缝全部密封。 3、局部修补 对出现错台的板块，先采用压浆调整，恢复平顺，调整后仍有高差，且错台量小于 10mm，可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分，凿除(打磨)宽度一般为 1030cm。错台量大于 10mm 的，在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平，衬补长度按 高差的 12%，也可用聚合物水泥砂浆薄层修补。修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。大 面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害，常采用沥青混凝土罩面处理，处理厚度应大于 2.5c m，罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理，只 对露骨严重部分作整段处理，可用聚合物砂浆作薄层处理。 4、破碎板块修补 采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板，即挖除整块破碎板，然后浇筑水泥混 凝土，板厚与原面板厚度一致，但一般不宜小于 24cm，否则可采用钢筋混凝土进行修复。 板角断裂等破损采用局部修补方式，即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形，在原板壁 上加装传力杆后，在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程