地质及气象因素对软性黏土基础上混凝土路面的影响

目录1绪论1.1研究的背景和意义 11.2水泥混凝土路面气象和地质因素的研究现状 12水泥混凝土路面的应用2.1水泥混凝土路面的背景简史 32.2水泥混凝土路面的特点 32.3发展现状及趋势 43水泥混凝土路面常见病害3.1常见的病害 63.2预防和处理对策 84气象作用4.1一般气象因素的影响 104.2极端气象因素的影响 114.3预防和解决措施 125地质作用5.1一般地质因素的影响 145.2极端地质因素的影响 145.3预防和解决措施 15结论 17参考文献 18致谢 20摘要本文通过调查水泥混凝土路面的常见病害，分析其发生的原因。初步讨论采取多种预防和解决措施旨在提高路面的使用寿命和质量，同时对地质与气象因素对水泥混凝土路面的影响进行了初步的研究。本文讨论了水泥混凝土路面的应用和研究的有限性，通过总结分析水泥混凝土路面的常见病害及其原因，从两方面重点论述了预防和解决水泥混凝土路面病害的途径。其一从地质因素入手，通过对我国各种地质情况的调查和研究，分析不同地质情况对水泥混凝土路面的影响可能会对水泥混凝土路面带来的病害，力争控制地质因素对水泥混凝土路面的不利影响，对其可能产生的病害总结出相应的预防和解决措施。其次通过对我国气象环境的调查总结，详细分析了不同气象因素对水泥混凝土路面的影响，根据获得的数据分析，说明气象因素是水泥混凝土路面产生病害的主要原因之一，并根据调查研究，初步总结出相应的预防和解决措施，进而大大降低气象因素对水泥混凝土路面的负面影响。关键词：气象；地质；混凝土路面AbstractBasedontheinvestigationofcommondiseasesofcementconcretepavement,thecausesofthesediseasesareanalyzed.Thepreliminarydiscussionaimsatimprovingtheservicelifeandqualityofpavementbytakingvariouspreventionandsolutionmeasures,atthesametime,theinfluenceofgeologicalandmeteorologicalfactorsoncementconcretepavementispreliminarilystudied.Thispaperdiscussesthelimitationofapplicationandresearchofcementconcretepavement,throughsummarizingandanalyzingthecommondiseasesofcementconcretepavementandtheircauses,itmainlydiscussesthewaystopreventandsolvethediseasesofcementconcretepavementfromtwoaspects.Firstfromthegeologicalfactors,throughtheinvestigationandstudyofvariousgeologicalconditionsinChina,thispaperanalysestheinfluenceofdifferentgeologicalconditionsoncementconcretepavement,whichmaycausediseasesoncementconcretepavement,strivestocontroltheinfluenceofgeologicalfactorsoncementconcretepavement,andsummarizesthecorrespondingpreventionandsolutionmeasuresforthepossiblediseases.Secondly,throughtheinvestigationandsummaryofmeteorologicalenvironmentinourcountry,theinfluenceofdifferentmeteorologicalfactorsoncementconcretepavementisanalyzedindetail.Basedontheanalysisofthedataobtained,itisshownthatmeteorologicalfactorsareoneofthemaincausesofthediseasesofcementconcretepavement.Basedontheinvestigationandresearch,thecorrespondingpreventionandsolutionmeasuresarepreliminarilysummarized,andthenthemeteorologicalfactorsoncementconcretepavementaregreatlyreduced.Negativeeffectsofpavement.KeyWords：METEOROLOGY；GEOLIGY；RIGIDPAVEMENT1绪论1.1研究的背景和意义以水泥混凝土为主要材料做面层的路面叫水泥混凝土路面，我国开始尝试铺筑混凝土路面是在20世纪20年代末。尽管如此，因为我国的水泥产量大，分布面广，可就近供应，水泥混凝土路面在我国全部有铺装路面中的比例持续提高，尤其是在县、乡级公路或者农村公路中。但是，在我国高等级的公路中水泥混凝土路面所占的比例相对较少，在国外却占有较高的比重。其主要原因是我国在水泥混凝土路面受气候和地质的影响研究中具有一定的局限性，这些局限性不仅对我国混凝土路面的安全性和实用性具有不利的影响，还严重影响了水泥混凝土路面在我国的良性发展，致使我国和国外水泥混凝土路面应用之间有很大的差距，而且这个差距越来越大。因此了解世界其他国家的水泥混凝土路面发展现状，明了地质因素和气象因素对水泥混凝土路面可能产生的影响，分析其影响可能带来的病害及其原因，并找出预防和解决病害的措施，无疑是我国重新认识和发展水泥混凝土路面首先需要解决的问题。1.2水泥混凝土路面气象和地质因素的研究现状由于水泥混凝土路面的应用越来越广泛，国内外的学者们进行了大量的水泥混凝土路面的理论设计和施工工艺的研究工作，并且已经有许多成熟的技术应用到现实操作中，有效控制和避免了混凝土路面病害的发生。日本的研究者，提出了可以通过计算水泥混凝土路面的失水率和干缩率，来解决水泥混凝土路面容易产生的断板问题。美国的学者们研究开发了一种比硬切缝技术所需的时间短而且可以很好地控制水泥混凝土路面断板率的新型缩缝施工技术—软切缝技术。国外的这些研究大多都是从材料和技术方向研究水泥混凝土路面，从地质和气象因素方面开展的研究却十分有限，由于我国的地质特征复杂，气象因素多样的客观条件，我国关于地质和气象因素对于水泥混凝土路面的影响的研究相对就多了一些。2010年，梁宝华在《地质雷达在水泥砼路面脱空检测中的应用》[1]一文献中特别采用了地质雷达技术，来解决水泥混凝土路面容易发生的唧泥、脱空、裂缝等病害。根据雷达反射波的数据特征，分类整理混凝土路面的脱空程度，可以更好的分析出地质对水泥混凝土路面的影响。2010年，胡瑾、徐强、李清龙等研究者在《考虑地震影响的最优水泥混凝土路面研究》[2]一文献中，针对地震对路面造成的破坏情况，进行了振动台模拟实验。通过模拟地震的情况，优选出符合抗震强度的水泥混凝土路面的配合比，这一模拟实验对于路面的抗震研究具有较大的工程实践意义。2012年，张伟在《湿热地区水泥混凝土路面沥青加铺结构温度应力分析》[3]中，针对海南省独特的气候特点，为了总结出不同的路面结构参数对水泥混凝土路面产生的影响，运用了通用有限元程序ANSYS来计算路面结构的温度场和温度应力。同时还利用了DPS统计软件对计算数据进行再次分析，为湿热地区水泥混凝土路面铺筑设计提供依据。2013年，曾惠珍、吴梅容在《福州水泥路面的温度预测及气象要素分析》[4]中，针对福建省福州市特有的气候特征，依据实测该地区路面温度得出的数据，采用STATISTICA软件，分析福建路面温度场的预估模型，预测出福州市的路面温度，从而控制气象因素对混凝土路面的影响。2014年，夏晓迪在《冬季水泥混凝土路面的施工技术》[5]中，针对冬季施工时，水泥混凝土路面施工易受自然天气影响的问题，选用新型的材料，采用真空吸水等工艺，大大提高浇筑的混凝土的抗冻能力。分析研究出在冬季施工时，应该采用什么样的施工方法和技术才能保证工程的质量。2015年，针对我国内蒙古自治区特有的地形和气候特征，王耀东和陈新轩在《严寒草原地区环境要素对水泥混凝土路面滑模施工的影响分析》[6]中，建造了用于观测地区气候、温度、风速、风向等的公路气象站，通过分析采集的长期数据，分析气候环境对水泥混凝土路面的影响，探究出施工的最佳时间，得以保证在我国内蒙古地区，铺筑水泥混凝土路面的质量和长期的使用性。

2水泥混凝土路面的应用2.1水泥混凝土路面的背景简史最早被铺筑的水泥混凝土路面是在1868年由苏格兰人铺筑，之后便传入了德国和美国。直到20世纪20年代，欧、美等一些国家才开始大规模的铺筑水泥混凝土路面。我国开始尝试铺筑水泥混凝土路面时，已经是到20世纪20年代。到30年代和40年代，我国相继在南京至杭州和北京至天津的公路上铺筑了混凝土路面试验段，甚至还在南京的飞机跑道上铺筑钢筋混凝土路面。到50年代，由于我国水泥工业的飞速发展，我国开始大规模的在大、中型城市的主干道和飞机跑道上铺筑水泥混凝土路面。直到70年代，在我国县、乡级公路或者农村公路中，水泥混凝土路面的铺筑已经占有了很大比例，我国的飞机跑道也几乎全部都是混凝土路面。据不完全的统计，在1987年，我国铺筑混凝土路面的公路就已经增加到6041km，所占全国公路总长度的0.62%，占有全国高级、次高级路面中公路总长度的2.8%。虽然还不及沥青路面，但所占比例已经不俗。2.2水泥混凝土路面的特点水泥混凝土路面的刚度大、扩散荷载应力的能力强、稳定性好属于刚性路面。与其他路面相比，具有以下特点：较好的耐久性，较高的强度。水泥混凝土路面具有非常高的承载力，而且抗弯拉、抗压、抗磨损的力学强度和扩散荷载的能力都非常高，可以通过重载车辆之类的各种运输工具。耐久性好，无需过多的养护和维修，使用年限长。较好的稳定性。环境的温度和湿度很难对水泥混凝土路面产生较大的影响，所以水泥混凝土路面的水稳定性、热稳定性特别好，特别是水泥混凝土路面的强度能够随使用时长而增高，不会存在沥青路面长时间会发生的“老化”现象。较少的养护费用，低成本运输。由于水泥混凝土路面自身特性坚固耐久，经常性养护维修的工作量相对较小，因此所需的养护费用就会很少。而且平整性也不错，行车阻力很小，能大大提高车速，降低了消耗，减少了运输的成本。良好的平整度和表面粗糙度。尽管铺筑水泥混凝土路面时不可避免的会留有很多的接缝，但是它很少会在表面产生起伏，出现波浪式的情况。通行各种各样的重型车辆时，都可以保持住良好的平整度。而且哪怕是在发生潮湿的情况下，水泥混凝土路面依然可以保持它良好的粗糙度，以保证通行的车辆不会发生打滑，保持良好的安全行车速度。良好的夜间行车效果。因为水泥混凝土路面具有较强的反光能力，色泽十分鲜明，相较于其他路面更有利于夜间行车。当然水泥混凝土路面也有一些不足，这是回避不来的。比如有接缝。由于热胀冷缩的特性，再加上载荷等约束，混凝土面板容易断裂，就必须设计大量的接缝。而接缝的存在为混凝土路面的施工工艺和养护工作增加了复杂性，而且会导致行车的跳动，影响行车舒适度。挖掘和修补困难。一旦水泥混凝土路面遭到破坏后，挖掘和修补就需要非常大的工作量，不仅会影响正常的交通，甚至有时候，修补后的路面质量远远不如原来的整体强度高。这对于很多拥有地下管线的城市道路，会带来很多不必要的麻烦。过大的材料需求量。铺筑水泥混凝土路面需要消耗大量的水和水泥材料，例如用400～500t左右的水泥，250t左右的水，铺筑0.2m厚，7m宽的混凝土路面才只能铺筑一公里，完成后还需要大量的养生用水。2.3发展现状及趋势在国外，水泥混凝土路面已经得到了广泛应用。例如美国的高速公路，水泥混凝土路面的铺筑已经达到30%；加拿大魁北克省铺筑水泥混凝土的高速公路占加拿大全国的4%。欧洲各国中使用水泥混凝土路面最多的国家是比利时，铺筑混凝土路面的高速公路已达到50%，并且基本上都达到了设计要求。截止到2013年，据统计显示，中国水泥混凝土路面的总里程数就已经达到了1777262.6km，虽然总里程数很长，但是若按公路水泥混凝土路面不同等级的里程数来分类统计，则会发现中国的水泥混凝土路面的应用多集中于县、乡、村等低等级的公路中。铺筑水泥混凝土的路面只有3452.8km，在中国总长10.4万km的高速公路路面中，仅仅占有0.19%的比例，和剩下99.81%的沥青路面相比，几乎可以忽略不计。这和国外水泥混凝土路面的应用情况相比较，中国水泥混凝土路面在国、省道的路面类型选择中还不被认可，是不争的事实。重载车辆通行的水泥混凝土路面容易受到严重的损害，是导致水泥混凝土路面在主要道路中不被广泛应用的主要原因。而且在通常路线上维修困难，会对交通造成极大的影响。但是，随着材料和施工技术的发展，上述缺点已经得到不同程度的解决。不仅如此我国水泥年年增产，在1987年就已经位居世界第一位，而且质量也达到了标准，这就为水泥混凝土路面的发展奠定了良好的物质基础。研究表明，由于水泥混凝土路面具有相对较长的使用寿命，维修保养费用相对较少，采用水泥混凝土路面可以获得的较大的经济效益。在社会效益方面，水泥混凝土路面不会轻易受油侵蚀和引起火灾，非常适用于那些有特殊要求的工厂和油田、炼油厂地区道路。所以综上所述，水泥混凝土路面表现出越来越好的发展前景。3水泥混凝土路面常见病害3.1常见的病害水泥混凝土路面技术日渐完善，在技术、经济和社会效益上都显示出了明显的优势。但是由于水泥混凝土路面的增长太过迅速，在其施工操作、或者一些特殊情况的影响下，许多病害也逐渐体现了出来。如：裂缝：裂缝的情况很多样，根据其损坏的形式可大致分为横向、纵向、交叉的裂缝和板角断裂等。横向裂缝通常是指垂直于路线方向的有规则的裂缝，产生的主要原因是由于水泥混凝土路面冷缩、失水干缩、切缝不及时等。大多出现在软弱地基、新老地基交接处和失陷性黄土等特殊的路段。纵向裂缝是指平行于路线走向的裂缝，其主要原因是由于路基体填料土质不均匀、施工方法不当导致路基发生沉降，同时路面板又受到自重和通行车辆的压力作用等。通常出现在高填方、半填半挖路段、填挖交接和软土地基路段等。交叉裂缝是一种较为严重的破坏形式，是指路面由于路基和基层的强度和水稳定性相对较差，使用的水泥性能不是很稳定或者路面板厚度不足，碱骨料反应和水泥的水化反应等原因，导致路面出现的两条或两条以上相互交叉的裂缝。板角断裂是指传透面板板厚且于混凝土板角两边接缝相接的裂缝。因为板角的强度过于薄弱，一旦连续受到高强度的荷载作用、基础支持强度不足时，就会产生断裂（如图3-1）。拱起和沉陷：拱起是指混凝土路面横缝两旁的板体发生的明显的抬高现象。其产生的主要原因是没有设置足够的水泥混凝土路面胀缝，或者路面板受热无法自由伸张等（如图3-2）。沉陷则与之相反，是指水泥混凝土路面的填充物遭到损坏导致雨水渗透，软化基层甚至是路基体，使横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显的下沉现象。图3-1板角的断裂图3-2拱起现象错台：错台是指裂缝两侧路面板端部与接缝之间出现的相对垂直高度差。产生的主要原因可能是没有在横缝设置传力杆，或者没能使路基体和基层得到均匀压实，与此同时又受到重复的荷载作用，就会导致在相邻的路面板发生不均匀的沉降（如图3-3）。图3-3错台现象唧泥：唧泥是指车辆通过时，水泥混凝土路面接缝处的基层细料和水受到挤压一起溢出来的现象。雨水的下渗，会导致水泥混凝土路面的接缝填缝料受到损坏，基层材料经不起雨水的冲刷，再加上反复的车辆荷载作用就会导致水泥混凝土路面产生唧泥现象。3.2预防和处理对策水泥混凝土路面具有强度高，耐久性好，稳定性好等的特点，应用的越来越广泛，如果不进行正常的养护或者重点对症，水泥混凝土路面会在使用中产生许多的病害，会直接影响水泥混凝土路面的使用年限。根据以上混凝土路面病害产生的原因，提出几点修复措施：裂缝的处理：混凝土路面裂缝的由于情况复杂，原因也有很多，所以预防比处理措施更重要。采用的措施也有很多，大致就是几个方面，在设计方面要特别注意那些容易开裂的部位，从源头防治病害；掌握好适时的切割缩缝时机[7]，可以很好的解决横向裂缝；控制好原材料质量；完善和加强施工工艺。加强基层处理和养护等。拱起和沉陷：水泥混凝土路面特别容易产生路面拱起现象，当拱起的程度不严重时，可以通过切碎拱起板间横缝中的硬物，然后清理出其中的杂物，使板块得到复位，最后补充填缝料；当路面产生拱起现象的程度十分严重时，可以通过切宽拱起板块两侧的横缝，去除掉拱起的那端，清理出其中的杂物，等拱起复原后，补充填缝料。路面沉降的治理方法有好几种，最常见的是方法是灌沙顶升法[8]，即测量出下沉量，画出纵断面，求升起值，再在面板上钻出两行垂直孔，用空气压缩机往孔里灌砂浆，直到板块升起，全部顶升就位。错台：当轻微的错台现象时，可以采用切削修补法[9]，即用特殊的风镐，将高起的部位均匀地凿低，凿至与邻近板平齐的高度（如图3-4）。如果产生严重的错台程度时，则采用凿低补平修补法[9]，即从相对较低的水泥混凝土板处凿掉几厘米，再使用快凝修补材料填平（如图3-5）图3-4错台切削修补法图3-5错台凿低补平修补法唧泥：在唧泥的处理措施中，板下封堵灌浆是最常用的方法[9]，即在基层、垫层的细小空隙中和混凝土板下进行灌浆，促使路面结构的支撑得以恢复。特别要注意的是，在这种方法中要控制好灌浆时的压力，压力过大时就会抬高路面板。4气象作用4.1一般气象因素的影响由于水泥混凝土路面长期直接在空气中暴露着，一年四季的大气温度和太阳辐射周期性的变化，甚至每一天的白昼黑夜气温的变化，都会导致混凝土路面的路面结构产生不稳定的热力传导，进而影响水泥混凝土路面的耐久性和使用寿命。由于受季风性气候的影响，我国的无冻地区是在潮湿地区，而一般冰冻地区是在干燥地区。所以一般情况下的气象因素对水泥混凝土路面的影响是表现在湿度和温度两个方面。路面结构的湿度和温度的变化随着周围气候因素的变化而变化。这些变化会影响水泥混凝土路面的耐久性和使用寿命。湿度的影响：湿度状况的变化对路面结构强度、稳定性和刚度产生深刻的影响，而该地区的自然情况和道路本身的排水能力等因素都会致使混凝土路面湿度的变化。降水量过多会浸湿透水的路面并会下渗透到路基，使路基材料过分潮湿，强度大大降低，增大变形。过强的蒸发力则会使水分从路基中逸出，促使路基过于干燥，发生松散。温度的影响：大气温度同样是影响路面结构强度的重要因素，气温的变化会导致路面本身的温度发生变化。以北京地区为例，张倩倩、田波、谢晋德等[10]，观测了该地区在2008年6月~2019年5月一年间的太阳辐射量变化（如表4-1）。由于在一天内太阳辐射热和气温发生了变化，不同深度处的水泥混凝土路面温度受到热交换和热传导的作用影响，也随之发生了变化（如表4-2）由表可知，太阳辐射量的变化趋势大致呈季节性分布，全年辐射量密集在夏季，而最大的日辐射量也在夏季。其次可以得知水泥混凝土路面深刻受到太阳日辐射量的影响，只是不同深度受到的影响不同。面层的深度越深，受到的影响越小，变化的幅度也越小。表4-12008年~2009年太阳热辐射量变化曲线表4-22008-07-21混凝土板不同深度温度变化曲线。4.2极端气象因素的影响水泥混凝土路面是条形板状结构，大面积长期暴露在自然环境下，受环境的影响比任何结构都要严重，在不同的气象环境影响下，尤其是极端天气，路面会表现出不同的特性，不论是在施工设计还是在治理养护过程中，如果不能适应环境的变化，就会造成路面病害的产生，破坏道路的耐久性，进而缩短道路使用寿命。对水泥混凝土路面的影响最为严重的是以下几种极端气象特征，极端高温天气：高温天气下路面温度沿着垂向不均匀分布时，水泥混凝土路面很容易会产生较大的翘曲应力，在温度作用和车辆荷载的作用下，就特别容易产生病害[11]。因为混凝土导热性较差，热量很难向路面下面传导，就会致使路面结构温度变得极不均匀，根据热胀冷缩的作用，这种不均匀的温度分布就会使路面产生较大的翘曲应力。而且在高温天气下，混凝土搅拌时，会加快水分蒸发的速度，增加用水量，不同程度地降低混凝土的流动性，进而会影响混凝土拌和的质量。极端的寒冷天气：在寒冷地区，对水泥混凝土路面造成影响最大的是冻融破坏。特别是冻融循环，会使混凝土的强度特性随着冻融次数的增加逐渐下降。由于混凝土内会有多余的水分，水遇冷时会结冰，体积变大，造成水泥混凝土路面内部的损坏。此外，经过反复的冰冻和车辆荷载，混凝土路面内部的损坏会不断扩散。经过一段时间的冻融循环后，混凝土内部的裂缝会相互联通，就会致使混凝土的强度逐渐降低，直至完全消失，导致水泥混凝土路面的结构由表及里遭到破坏。4.3预防和解决措施气象因素一直是影响水泥混凝土路面的一个重要方面，对于复杂多变的的自然环境，为了确保水泥混凝土路面的耐久性和较长的使用使用寿命，必须探究出不同气象因素对于水泥混凝土路面的作用，并根据情况的不同，总结出预防和解决措施，以保证路面质量。（1）一般的气象情况下，对于混凝土路面起影响作用最多的是湿度和温度的变化。气温的变化是直接对混凝土路面内部应力带来影响，根据产生的原因，可以通过换用更适应的水泥、采用外加剂、使用干燥集料时，充分洒水润湿来控制温度；或者通过合理的分缝分块、对于基层顶面充分洒水、合理的进行施工工序等来改善约束条件。湿度方面可以通过进行正确的排水设计，设置必要的隔离层隔绝毛细水上升等来控制混凝土路面内部的湿度。（2）极寒天气下浇筑使用混凝土路面时，要注意提高混凝土的抗冻能力，可以从混凝土的原材料、配合比、浇筑和保温养护4个环节着重考虑[5]。选用水泥时，应优先选用水化发热容量大的R型水泥或者单位水泥用量比较多的32.5级别的水泥[12]；在施工时，要注意控制好砂石料中的软弱颗粒和含土含水量，防范好冰雪等杂物温度掺入；在拌合物中可以适当掺加一些添加剂来提升抗冻性能；养护期间，应注意始终控制水泥的最低温度，出料时的温度也需要注意控制；加强保温保湿覆盖养生措施。极端寒冷气候下的水泥混凝土路面与平常情况下的水泥混凝土道路变化作用存在着显著的不同，必须充分了解到这一点，才能保证寒冷地区混凝土路面的抗冻性能，从而保障水泥混凝土路面的质量和使用寿命。（3）针对极端高温天气，可以通过原材料的选择，控制配合比例等措施，来尽可能的减少其对混凝土浇筑后的特性产生较大的不利影响。此外也可以通过降低拌和物的温度，使得混凝土冷却至理想温度，这种方法最多可以使混凝土的温度降低6℃，同时也可以使用液氨来冷却混凝土的拌和用水，通过向水池中或者混凝土搅拌器中注入液氨使拌和用水变成冰水混合物，最多可以使混凝土降温11℃，也可以选择用冰代替部分拌和用水来降低混凝土的温度，最多可以降低10℃[13]。最后混凝土原料中的粗集料可以通过用冷水喷洒或者用大量的水冲洗来达到降温的目的。5地质作用5.1一般地质因素的影响水泥混凝土路面强度高，耐久性好，使用寿命长，是应用越来越广泛的重要路面形式。而且水泥路面的刚度较大、扩散荷载应力能力强，对路基强度的要求不高，一般情况下的天然地基经过简单的处理都可以满足使用的强度要求。混凝土属于脆性材料，具有很差的下路基变形的适应能力，难以使混凝土面层随着路基发生的不均匀变化而变形，而会与下卧结构层脱空，呈现出简支或者悬臂结构的受力状态，影响路面的使用寿命，因此我国现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》并没有过多的要求路基强度，仅仅是要求路基稳定、密实、均质，可以为路面结构提供均匀支撑。由于路基土本身的不均匀和外界影响因素时空上的不均匀性，会使路基产生不均匀变形，进而导致水泥路面结构发生相应的变化，同时水泥板的挠度和应力的变化也会导致路基产生变形差异。从空间分布形式上看，路基的不均匀变形可以分为横向不均匀变形和纵向不均匀变形。纵向不均匀变形：路基的纵向不均匀变形产生的主要原因是土质的差异。这种不均匀变形会造成路面产生大波浪型的不平整，破坏路面平整性，严重影响了路面的使用功能。横向不均匀变形：路基的横向不均匀变形主要表现在路基土沿横向自身的不均匀变化，以及地下水、车辆荷载和自重等的作用，沿路基横向分布的差异。而其带来的公路工程病害已经成为道路工程质量通病之一。5.2极端地质因素的影响水泥混凝土路面具有高强度，较好的稳定性，较长的使用寿命等特点，同时也有一些不足存在，比如容易受到温度和湿度以及地质环境的影响，出现不同情况的病害。这些病害在一定程度上会影响混凝土路面的耐久性和使用寿命，而在这些病害产生的原因当中，地质因素是占比最大的，尤其是在地质比较差，地形情况特殊，极端地质地形地区等[14]。山脉地区：相比于地形平坦的地区，山脉地区地质特殊，地形也比较复杂，在施工过程中，往往会由于风干的速度快，养护难以到位等问题，致使该地区的水泥混凝土路面容易产生路面质量差，易破损，使用寿命不长等问题。其中破坏较多较严重的主要是两个地段，一是所处较陡陡坡的直线段，另一种是半填挖路段[15]。而且施工环境也很恶劣，时常会有山体滑坡、洪水、泥石流等地质性灾害发生，会给水泥混凝土路面带来致命性的病害。地震频发地区：近几年，世界各地地震频发，处于地震频发地带的建筑物和人为构筑物面临着越来越严峻的考验。地震发生时，一般会致使水泥混凝土路面产生路面沉陷、开裂断板、破碎变形等病害，尤其是高填方、半填挖地段，病害最为明显[16]。而且路面开裂时又特别容易产生水下渗，对路基等造成不同程度的损害。如果是在低洼潮湿地段和河流两岸，沿着断板的裂缝常常会出现大量的喷砂冒水。如果是山岭地区，更多的则是上塌和下陷，此类病害较为普遍并且很严重。5.3预防和解决措施地质因素一直是影响水泥混凝土路面的重要因素之一，尤其是特殊的地质地形，而这些影响往往都会使水泥混凝土路面产生一些病害。为了更好的保障混凝土路面的耐久性和长期的使用寿命，必须加大对地质因素的研究，从中找出混凝土路面病害发生的主要原因以及相应的解决措施。任何的变形或者不均匀沉降都可能导致作为刚性结构的混凝土路面面板开裂，只要路基的稳定性才能保证水泥混凝土路面的使用质量[17]。针对路基不均匀沉降的不同情况，可以从设计方面做准备，如提前做好地质勘查报告，明确路基填充料的质量要求，完善路基的综合排水设计等，也可以从施工方面下手，如严格控制好填土的含水量，仔细的清除地表土杂物，换填透水性材料，严格选取路基填料用土，控制半填挖部位产生的不均匀沉降等。除此之外，在错台现象不严重的地段，对开裂的路面可以使用沥青砂或者水泥浆进行灌缝处理[18]，以避免路面水的侵入。山脉地区的道路中，水泥混凝土路面所占的比例越来越高，为了更好的保障水泥混凝土路面在山脉地区的应用，必须做好预防和解决可能会发生的病害的措施。首先从设计方面，要遵循“注重实效、确保质量、因地制宜、保护生态”的原则[17]，根据当地的实际情况，强化路面结构和材料的科学合理搭配，制定出合理的设计方案。其次从养护方面，及时清理路面的砂石杂物，做好边沟的清理疏通工作和路面通水工作，定期进行路面检查，及时修补路面的破损，加强对路肩养护和加固的重视，可以很好的保障路面和路肩的良好衔接，而且必须及时更换已经老化或者破损的填缝料，使填缝料始终保持良好的状态。（3）地震的发生会导致路面发生大规模的裂缝。而且次生灾害也会对路面结构造成二次伤害，对道路的保通有一定程度的影响，因此必须采取合理的针对地震频发地区的预防和解决措施[16]。首先修筑路基时，应尽量避免在地势低洼地带；如果在软弱地基上修筑路基时，应注意采取相应的加固措施，努力做好路基的排水工作，避免产生积水，而且应该注意采取粘性土做填充路堤的材料 。其次，严格控制挖方边坡高度，并根据可能的地震震级适当放缓坡度，在岩体松散，易崩塌和易滑坡地段，注意采取防护加固措施[19]。结论本文针对水泥混凝土路面的特点，充分地调查分析其容易产生的病害以及原因，总结出了一些针对水泥混凝土路面易产生的病害进行预防、修补、解决的措施。尽管水泥混凝土路面具有高强度、高耐久性，较长的使用寿命等特点，但随着使用时间的增长依然会在不同程度上产生磨损，尤其是在地质因素和气象因素的影响下，病害尤为复杂，不同的地质因素和气象因素可能会给水泥混凝土路面带来的病害，都不尽相同。本文还对水泥混凝土路面常见的病害做了一个较为全面的分类，发现其病害大致为裂缝、拱起和沉降、错台和唧泥等，并分析研究了这些病害产生的原因和相应机理，针对任何可能产生病害的情况，都提出了相应的预防和解决措施。如针对裂缝，就掌握好切割缩缝时机，加强预防；针对拱起的灌沙顶升法；针对错台的切削修补和凿低补平修补法；针对唧泥，则是板下封堵灌浆法等等一系列的研究调查。而且本文还明确指出了地质因素和气象因素对水泥混凝土路面的深刻影响，并且详细总结出了一般地质和气象因素和极端的地质因素和气象因素分别对于水泥混凝土路面都有什么样的影响，经过对其影响的调查研究，找出相应的预防和解决措施，有效的控制住影响。比如对于地质因素，一般情况下，从设计和施工方面，控制好路基的稳定性就可以基本保障水泥混凝土路面的使用质量，当位于极端地形时，就要具体问题具体分析了，典型的山脉地质，就从设计和养护着手，制定合理的设计方案，确保质量；地震频发的地质，则预防为主，尽量避免在危险可能性大的地段修筑。对于气象因素，一般情况下，采用较好的材料，进行合理的分配就足以控制温度的影响，当极端天气发生时，从混凝土的原材料、配合比、浇筑和保温养护等方面着手，选取更适宜的原材料，控制好配合比例，选用适当的添加剂等来控制好混凝土的理想温度，从而保证水泥混凝土路面的耐久性和长期的使用寿命。参考文献[1]梁宝华.地质雷达在水泥砼路面脱空检测中的应用[J].广东交通职业技术学院学报,2010,09(2):19-22.[2]胡瑾,许强,李清龙,etal.考虑地震影响的最优水泥混凝土路面研究[J].四川建筑科学研究,2010,36(6):205-209.[3]张伟.湿热地区水泥混凝土路面沥青加铺结构温度应力分析[D].2