论文部分内容阅读
摘要：在日常车辆通行过程中，路面结构会受到环境气候、温度和水等自然因素的影响，交通荷载也会对其造成一定程度的破坏。我国现已投入运行的高等级公路，大部分高水泥混凝土路面板在使用过程中都或多或少地出现了过错台、沉陷、开裂、断板等病害。本文针对具体分析其发生的原因，给出了相应的防治对策。
关键词：水泥 混凝土 路面 病害 处理
水泥混凝土路面是一种扩散能力强、刚度大、稳定性好的路面结构。加之水泥混凝土路面的适应性及抗灾能力强，能较好的满足现代化交通的要求，因此，水泥混凝土路面得到了较快地发展。
1 病害的类型
1.1 裂缝
1.1.1 横向裂缝。垂直于路线方向的有规则的裂缝是横向裂缝。根据形成原因，可将其分为干缩裂缝和冷缩裂缝。前者多发生在水泥混凝土水化或硬化的早期，是由于混凝土表层水分散失或体积收缩被约束而产生；而后者则由水泥混凝土冷缩产生拉应力使路面板开裂而引起。
1.1.2 纵向裂缝。平行于路线走向的裂缝属于纵向裂缝。它的产生主要是由于路基体填料的土质或含水量不均匀，或采用了不合理的施工方法，铺筑的路面就容易发生不均匀沉降，加上路面板自重和交通荷载的影响，就会发生纵向裂缝。
1.1.3 交叉裂缝。水泥路面出现两条或两条以上相互交叉的裂缝就是交叉裂缝。产生交叉裂缝的原因主要是：路基和路面基层的强度和水稳定性差；水泥混凝土路面自身强度不足；采用质量较差的水泥材料铺筑而成的路面也有可能发生大面积龟裂。
1.1.4 板角断裂。与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝是板角断裂。如果板角处基础支撑强度达不到施工要求，那么在翘曲应力和连续荷载的共同作用下就容易断裂。从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。
1.2 表面损坏
1.2.1 网裂、纹裂、板面剥落和起皮。纹裂和网裂指的是路面板表层出现的发丝状细浅的表面裂纹和网状裂纹。拌制水泥混凝土原料的过程中，水灰比设计和集料选择达不到施工要求，水中含盐较多；施工过程中过度抹面，养护时间把握不准，都可能导致水泥路面投入使用后出现纹裂或网裂病害。因此，在铺筑混凝土路面过程中，施工人员一定要严把原料质量关，注意控制水的含盐量。
1.2.2 麻面、露骨。若在施工过程中，尤其在混凝土初凝前碰上雨水天气，水泥混凝土路面板表面结合料磨失，致使大面积路面板的表面过于粗糙，就会产生麻面现象。
露骨是路面混凝土保护层脱落致使骨料裸露的现象。施工时泌水提浆，混凝土表面灰浆较少，致使混凝土路面表层强度达不到使用要求，就容易产生这种问题。
1.2.3 磨光。磨光指的是路面连续受车轮荷载碾压，使水泥混凝土路面板表面的磨擦系数大大超出安全值限定范围，影响行车安全。水泥及集料等原材料耐磨性差，水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低是磨光的主要原因，路面使用时间较长也会引起路面的磨光。
1.2.4 坑槽、孔洞。孔洞是指在路面板强度小的部位，混凝土混合料不均匀，致使水泥混凝土路面局部破损而形成较深的洞穴。混凝土面层骨料局部脱落就会出现坑槽。若施工时采用了含泥量过大的集料，使混凝土内掺入了泥土或其他杂物，在路面投入使用后就容易出现孔洞和坑槽。
1.3 接缝损坏 接缝八廓施工缝、横缝和纵缝。水泥混凝土热胀冷缩形成的应力容易损坏路面板结构，预留接缝可防止破坏的发生。进行接缝施工时，若处理不当，反而会加重路面板损坏的程度。为避免这种情况发生，施工人员应特别注意以下几方面。
1.3.1 填缝料损坏。填缝料损坏是指填料损坏，或接缝被砂石等杂物填充。道路投入使用后，长期受气候、温度和水等自然因素的影响而逐渐老化，造成路面脆裂，若铺筑时采用了劣质填缝料，或因混凝土路面板受热膨胀，挤压胀缝，将填缝料挤出缝隙，不能正常复原等是填缝料损坏的主要原因。
1.3.2 接缝碎裂。接缝碎裂是水泥混凝土路面板接缝两侧60cm的宽度范围内倾斜的剪切挤碎现象。这种病害主要是由于填缝料损坏后灌入了泥砂等杂物，引起基层、垫层内渗水，而后路面板再次膨胀时受阻，降低了基层强度，最终出现了破损或变形等问题。
1.4 变形损坏 水泥混凝土硬化后就具有了非塑性，因此水泥混凝土路面板一旦发生变形，将导致路面板接缝处拱起、沉降或出现错台等病害。
1.4.1 错台。错台是指相邻水泥混凝土路面板的接缝处出现垂直高差。错台产生的原因是由于基层或路基体压实不均匀，横缝处未设置传力杆，在车辆的重复荷载作用下，致使相邻水泥混凝土路面板产生不均勻沉降。
1.4.2 沉陷和拱起。拱起和沉陷指的是横缝两侧的混凝土路面板板体拱起和下沉的现象。硬物阻塞胀缝，路面板受热后伸张程度受限制，或预留的胀缝较少造成路面拱起。而路面沉陷则因损坏后的填料缝发生雨水倒灌，使基层和路基体软化，基层承载力下降所致。
2 水泥混凝土路面病害的处治对策
2.1 裂缝修补 处治时要根据具体情况采用合理的技术方案，因为水泥混凝土路面裂缝形式多样。采用压注灌浆法修补缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝；通过扩缝灌浆法处理较宽的局部裂缝；贯穿全厚的裂缝则通过条带罩面法来处理。用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注裂缝宽度大于3mm的裂缝。
2.2 接缝修补 为保证清缝质量，处理接缝时，要求用切缝机切割施工缝，若纵缝内灌入大量老化的填料或杂物，用铁铲彻底清理后，再进行高压吹气。将加热型填缝材料熔化成流质材料，为避免材料老化影响其流动性，必须控制好加热温度和加热时间。灌缝深度至少应大于1.5cm，加热后的填缝料至缝填满为止（不宜过高或过低）用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌。保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出，灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行。施工时，在交通管制部门的配合下根据施工进度合理安排车辆限行计划，一般待填缝料冷却后才允许车辆通行，防止铺筑好的路面遭到人为的破坏。道路交付使用后，管理部门应该督促相关人员定期保养混凝土路面，对所有构造缝进行一次全面清缝和普灌后，还要在降水期及入冬前补灌一次，以确保构造缝的密封性能。 2.3 局部修补 通过压浆的办法将存在错台的板块调整平顺。调整后的错台量若在10mm以内，仍存在高差，施工人员可利用打磨机或通过人工的方式整平高出的部分，打磨或人工凿除的宽度控制在10～30cm。如果错台量超过10mm，重点处理低洼面层，先用钢丝刷彻底清理需要修补的路面，取高差的1～2%的长度来设计衬补长度，采用聚合物水泥砂浆薄层进行修补，或采用细粒式沥青碎石（或沥青砂）将较低的部位衬平。常采用沥青混凝土罩面处理大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害，罩面前应该修补好破碎板及整个路面，并进行压浆处理，压降厚度至少为2.5cm。若露骨程度较为严重，则要处理整段路面基层，用聚合物砂浆作薄层处理麻面。
2.4 破碎板块修补 若水泥混凝土路面板破碎程度较为严重，需更换路面板。先将整块破碎板挖除，再根据原有路面板厚度重新浇筑路面板，也可通过钢筋混凝土进行修复。若只是板角断裂，则进行局部修补。先将断裂处处理成矩形，将传力杆安装在原板壁上，在矩形内进行面板浇筑。
2.5 脱空板块处治技术 板底脱空的问题较为隐蔽，对行车安全的危害极大，而且与裂缝、破碎板之间存在一定的联系。修复破损路面时，如果没有及时发现脱空板现象，即使加铺的面层超过了20cm，反射裂缝也难以避免。一般可通过钻孔压浆法处理此类病害，该方法是在后张法预应力构件的孔道压浆原理的基础上，在混凝土面板底部脱空的部位钻孔，将流质材料通过高强压力压入脱空部位，利用其凝固后的强度承托路面板，使路面结构更加稳固。
2.6 加铺沥青层 目前很多施工单位常采用此法来修补破损的水泥混凝土路面板。加铺沥青层能在一定程度上补救原接缝处存在的脱空、卿泥、断裂等病害，同时能增强路面的抗滑能力和承载能力，使路面更为平整。
3 结语
以上归纳了近年来我国水泥混凝土路面损坏的主要原因，并针对性地提出了水泥混凝土路面修复方案。最好的治理方法就是防范于未然，最佳的防治时机在建设阶段。病害出现以后，要查明其根源对症下药。在路面投入使用后，应该由交通管制部门和道路管理部门共同配合，定期养护，实行合理的交通管制，综合治理，保障道路安全运行。
参考文献：
[1]王涛.浅析水泥混凝土路面的病害成因与处理方法[J].山西建筑，2008（21）.
[2]李响.公路工程大体积混凝土裂缝产生的原因及防治[J].西部探矿工程，2006（S1）.
[3]勞芳菲.水泥混凝土路面施工中几个问题的探讨[J].山西交通科技，1998（03）.
[4]李刘秀.混凝土路面施工应注意的几个问题[J].科技情报开发与经济，2001（01）.
关键词：水泥 混凝土 路面 病害 处理
水泥混凝土路面是一种扩散能力强、刚度大、稳定性好的路面结构。加之水泥混凝土路面的适应性及抗灾能力强，能较好的满足现代化交通的要求，因此，水泥混凝土路面得到了较快地发展。
1 病害的类型
1.1 裂缝
1.1.1 横向裂缝。垂直于路线方向的有规则的裂缝是横向裂缝。根据形成原因，可将其分为干缩裂缝和冷缩裂缝。前者多发生在水泥混凝土水化或硬化的早期，是由于混凝土表层水分散失或体积收缩被约束而产生；而后者则由水泥混凝土冷缩产生拉应力使路面板开裂而引起。
1.1.2 纵向裂缝。平行于路线走向的裂缝属于纵向裂缝。它的产生主要是由于路基体填料的土质或含水量不均匀，或采用了不合理的施工方法，铺筑的路面就容易发生不均匀沉降，加上路面板自重和交通荷载的影响，就会发生纵向裂缝。
1.1.3 交叉裂缝。水泥路面出现两条或两条以上相互交叉的裂缝就是交叉裂缝。产生交叉裂缝的原因主要是：路基和路面基层的强度和水稳定性差；水泥混凝土路面自身强度不足；采用质量较差的水泥材料铺筑而成的路面也有可能发生大面积龟裂。
1.1.4 板角断裂。与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝是板角断裂。如果板角处基础支撑强度达不到施工要求，那么在翘曲应力和连续荷载的共同作用下就容易断裂。从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。
1.2 表面损坏
1.2.1 网裂、纹裂、板面剥落和起皮。纹裂和网裂指的是路面板表层出现的发丝状细浅的表面裂纹和网状裂纹。拌制水泥混凝土原料的过程中，水灰比设计和集料选择达不到施工要求，水中含盐较多；施工过程中过度抹面，养护时间把握不准，都可能导致水泥路面投入使用后出现纹裂或网裂病害。因此，在铺筑混凝土路面过程中，施工人员一定要严把原料质量关，注意控制水的含盐量。
1.2.2 麻面、露骨。若在施工过程中，尤其在混凝土初凝前碰上雨水天气，水泥混凝土路面板表面结合料磨失，致使大面积路面板的表面过于粗糙，就会产生麻面现象。
露骨是路面混凝土保护层脱落致使骨料裸露的现象。施工时泌水提浆，混凝土表面灰浆较少，致使混凝土路面表层强度达不到使用要求，就容易产生这种问题。
1.2.3 磨光。磨光指的是路面连续受车轮荷载碾压，使水泥混凝土路面板表面的磨擦系数大大超出安全值限定范围，影响行车安全。水泥及集料等原材料耐磨性差，水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低是磨光的主要原因，路面使用时间较长也会引起路面的磨光。
1.2.4 坑槽、孔洞。孔洞是指在路面板强度小的部位，混凝土混合料不均匀，致使水泥混凝土路面局部破损而形成较深的洞穴。混凝土面层骨料局部脱落就会出现坑槽。若施工时采用了含泥量过大的集料，使混凝土内掺入了泥土或其他杂物，在路面投入使用后就容易出现孔洞和坑槽。
1.3 接缝损坏 接缝八廓施工缝、横缝和纵缝。水泥混凝土热胀冷缩形成的应力容易损坏路面板结构，预留接缝可防止破坏的发生。进行接缝施工时，若处理不当，反而会加重路面板损坏的程度。为避免这种情况发生，施工人员应特别注意以下几方面。
1.3.1 填缝料损坏。填缝料损坏是指填料损坏，或接缝被砂石等杂物填充。道路投入使用后，长期受气候、温度和水等自然因素的影响而逐渐老化，造成路面脆裂，若铺筑时采用了劣质填缝料，或因混凝土路面板受热膨胀，挤压胀缝，将填缝料挤出缝隙，不能正常复原等是填缝料损坏的主要原因。
1.3.2 接缝碎裂。接缝碎裂是水泥混凝土路面板接缝两侧60cm的宽度范围内倾斜的剪切挤碎现象。这种病害主要是由于填缝料损坏后灌入了泥砂等杂物，引起基层、垫层内渗水，而后路面板再次膨胀时受阻，降低了基层强度，最终出现了破损或变形等问题。
1.4 变形损坏 水泥混凝土硬化后就具有了非塑性，因此水泥混凝土路面板一旦发生变形，将导致路面板接缝处拱起、沉降或出现错台等病害。
1.4.1 错台。错台是指相邻水泥混凝土路面板的接缝处出现垂直高差。错台产生的原因是由于基层或路基体压实不均匀，横缝处未设置传力杆，在车辆的重复荷载作用下，致使相邻水泥混凝土路面板产生不均勻沉降。
1.4.2 沉陷和拱起。拱起和沉陷指的是横缝两侧的混凝土路面板板体拱起和下沉的现象。硬物阻塞胀缝，路面板受热后伸张程度受限制，或预留的胀缝较少造成路面拱起。而路面沉陷则因损坏后的填料缝发生雨水倒灌，使基层和路基体软化，基层承载力下降所致。
2 水泥混凝土路面病害的处治对策
2.1 裂缝修补 处治时要根据具体情况采用合理的技术方案，因为水泥混凝土路面裂缝形式多样。采用压注灌浆法修补缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝；通过扩缝灌浆法处理较宽的局部裂缝；贯穿全厚的裂缝则通过条带罩面法来处理。用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注裂缝宽度大于3mm的裂缝。
2.2 接缝修补 为保证清缝质量，处理接缝时，要求用切缝机切割施工缝，若纵缝内灌入大量老化的填料或杂物，用铁铲彻底清理后，再进行高压吹气。将加热型填缝材料熔化成流质材料，为避免材料老化影响其流动性，必须控制好加热温度和加热时间。灌缝深度至少应大于1.5cm，加热后的填缝料至缝填满为止（不宜过高或过低）用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌。保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出，灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行。施工时，在交通管制部门的配合下根据施工进度合理安排车辆限行计划，一般待填缝料冷却后才允许车辆通行，防止铺筑好的路面遭到人为的破坏。道路交付使用后，管理部门应该督促相关人员定期保养混凝土路面，对所有构造缝进行一次全面清缝和普灌后，还要在降水期及入冬前补灌一次，以确保构造缝的密封性能。 2.3 局部修补 通过压浆的办法将存在错台的板块调整平顺。调整后的错台量若在10mm以内，仍存在高差，施工人员可利用打磨机或通过人工的方式整平高出的部分，打磨或人工凿除的宽度控制在10～30cm。如果错台量超过10mm，重点处理低洼面层，先用钢丝刷彻底清理需要修补的路面，取高差的1～2%的长度来设计衬补长度，采用聚合物水泥砂浆薄层进行修补，或采用细粒式沥青碎石（或沥青砂）将较低的部位衬平。常采用沥青混凝土罩面处理大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害，罩面前应该修补好破碎板及整个路面，并进行压浆处理，压降厚度至少为2.5cm。若露骨程度较为严重，则要处理整段路面基层，用聚合物砂浆作薄层处理麻面。
2.4 破碎板块修补 若水泥混凝土路面板破碎程度较为严重，需更换路面板。先将整块破碎板挖除，再根据原有路面板厚度重新浇筑路面板，也可通过钢筋混凝土进行修复。若只是板角断裂，则进行局部修补。先将断裂处处理成矩形，将传力杆安装在原板壁上，在矩形内进行面板浇筑。
2.5 脱空板块处治技术 板底脱空的问题较为隐蔽，对行车安全的危害极大，而且与裂缝、破碎板之间存在一定的联系。修复破损路面时，如果没有及时发现脱空板现象，即使加铺的面层超过了20cm，反射裂缝也难以避免。一般可通过钻孔压浆法处理此类病害，该方法是在后张法预应力构件的孔道压浆原理的基础上，在混凝土面板底部脱空的部位钻孔，将流质材料通过高强压力压入脱空部位，利用其凝固后的强度承托路面板，使路面结构更加稳固。
2.6 加铺沥青层 目前很多施工单位常采用此法来修补破损的水泥混凝土路面板。加铺沥青层能在一定程度上补救原接缝处存在的脱空、卿泥、断裂等病害，同时能增强路面的抗滑能力和承载能力，使路面更为平整。
3 结语
以上归纳了近年来我国水泥混凝土路面损坏的主要原因，并针对性地提出了水泥混凝土路面修复方案。最好的治理方法就是防范于未然，最佳的防治时机在建设阶段。病害出现以后，要查明其根源对症下药。在路面投入使用后，应该由交通管制部门和道路管理部门共同配合，定期养护，实行合理的交通管制，综合治理，保障道路安全运行。
参考文献：
[1]王涛.浅析水泥混凝土路面的病害成因与处理方法[J].山西建筑，2008（21）.
[2]李响.公路工程大体积混凝土裂缝产生的原因及防治[J].西部探矿工程，2006（S1）.
[3]勞芳菲.水泥混凝土路面施工中几个问题的探讨[J].山西交通科技，1998（03）.
[4]李刘秀.混凝土路面施工应注意的几个问题[J].科技情报开发与经济，2001（01）.