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【摘 要】水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式，以其强度高、稳定性和耐久性好、耐高温、耐磨耗以及养护费用少等优点而得到了广泛的应用。近年来，相当多的路面在使用2-5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。同时，水泥混凝土路面的维修成本高，养生时间长，维修期间交通干扰严重，一旦破坏就很难修复。因而，认清水泥混凝土路面的产生病害的原因及相应的维修对策，是当今工程界需要解决的问题。
【关键词】水泥混凝土路面 病害 防治
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―546―01
1 水泥混凝土路面常见的病害形式
水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐恶化，以至出现各种类型的损坏现象。混凝土路面的破坏形式的分类方法很多。本文将其分为二大类：一类是接缝处破坏，第二类是混凝土面板内破坏[1][2]。这种分类方式不仅反映了水泥混凝土的破坏部位，也反应了其破坏原因，前者的破坏主要是因应力集中和行车冲击引起，后者是因为过载或混凝土自身劣化引起。本文主要介绍接缝类破坏。
接缝处是混凝土板体的应力分布比较集中的地方，是最容易引起破坏的部位。初期的病害主要是集中在接缝处的破坏，接缝处的破坏可分为：错台、拱起、板块活动和唧泥、填缝材料的破坏等。
1.1错台
错台现象常常与唧泥现象、填缝料丧失、路基的不均匀变形等密切相关。一方面，填缝料的丧失，会造成路面水的渗入，在车辆荷载的作用下，产生唧泥，随着唧泥的连续不断发生，路基游离土被不断带走，路基表面标高不断降低，产生错台。另一方面，路基若处理不好，如压实程度不一致，则会随着通车时间的增长，不均匀沉降和变形也会增加，也可产生错台。此外，以下原因也可造成错台：
1）下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上、下错开而形成错台；
2）地面水通过接缝渗入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台[3] [4]；
3）当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉降不一致时，纵缝也会产生错台。
1.2 挤碎和拱起
在横向接缝、特别是胀缝两侧数十厘米范围内，由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当该应力超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎[5]。
混凝土板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土版收缩是缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使板在膨胀是产生较大的压应力，从而出现纵向压曲失稳。
1.3 脱空、板块活动和唧泥
唧泥一在车辆荷载作用下，板下基层的细粒材料从接缝或裂缝处与水一同喷出，致使板体与基础逐步脱空[6]，并在接缝或裂缝附近常有污迹存在；脱空是面板与基层之间存在一定间隙，脱空往往伴随唧泥的发生和发展而出现[7]；多雨地区，水泥混凝土路面唧泥损坏较为严重。混凝土路面唧泥、脱空。
1.4 填缝料的失效、损坏
使用一段时间后常常会出现填缝料剥落、挤出、老化碎裂现象。填缝料的失效、损坏，接缝内逐渐被砂、石、土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲、破碎和接缝剥落等损坏。路面表面水流入基础，导致基础软化唧泥或冻胀，进而诱发其它病害。
路面的接缝有以下五种：纵向缩缝、纵向施工缝、一般公路横向缩缝特重交通公路横向缩缝、横向胀缝或胀缝处施工缝以上所必须设置的接缝（缩缝、胀缝、施工缝），加上施工期或使用期所产生的各种裂缝，毫无疑问成为路面最薄弱、最易损坏的部位。尽管这些部位均经填缝料处理，但目前的填缝料使用期都较短，2～3 年后都不同程度地出现渗水现象，雨水通过接缝、裂缝及板边缝隙渗入板底，在车辆动荷载的反复作用下，形成高压水流，在板底接缝、裂缝及板边高速流动，对基层顶面进行冲刷，细颗粒从接缝、裂缝和板边被带到路面，泥水在负压作用下被吸入板底，如此反复，板底逐渐脱空，改变了混凝土面板原有的支承条件，造成受力状态的改变，从而产生错台、脱空、板体下沉、严重时断板，进而发展到破碎[8]。
2接缝处损坏的防治
如上所述，唧泥现象往往是错台、脱空、断板的诱因，危害是巨大的，应在设计和施工中尽量采取措施来避免和减少。作者认为可从以下几个方面采取措施：
2.1 选择适宜的基层材料，提高基础的抗冲刷能力。
水泥混凝土路面板体下存在松散细粒土是唧泥产生的内因之一，选择适宜的基层材料是杜绝唧泥现象之根本。高等级公路一般采用强度较高和抗冲刷的无机结合料或是沥青稳定粒料作基层，杜绝细粒土在基层上的应用，给混凝土面板提供均匀支撑，防止卿泥。
2.2 加强防排水措施
路面水通过接（裂）缝或板边缝隙进入基层又无法自行排出是产生唧泥的重要原因，采用适当的路面防排水措施可大大减小唧泥现象产生的概率。这可以从以下四个方面进行：
2.2.1 采用路面排水措施加强路面排水
缩短雨水在路面的滞留时间，减少接（裂）缝和板边缝隙渗水，可通过设置尽可能大的路面横坡（1～1.5%）、设置路肩表面排水系统（如设置路肩排水带、排水槽等）来实现。
2.2.2 加强接缝处理
选择优良的接缝板和填缝料，尽可能地防止雨水进入路面结构中，应加强灌缝工作。如果灌缝工作做得不够，行车数月就有可能产生渗漏。对混凝土板产生的裂缝，也应即时采取措施及时进行填缝处理，防止雨水下渗。
2.2.3 采用合适的路面结构，增强排水能力 改善路面结构形式，使得尽快将进入路面结构中的雨水排出，也可以通过设置路肩排水系统、具有排水功能的基层、垫层等设施，进行路面内部排水，排出路面结构内部淤积的层次水。
2.2.4 加强中央分隔带排水设施建设
如设置进水口、排水沟、集水井、排水管等，对进入分隔带的雨水，若有排水设施，可通过地下排水设施如盲沟、排水管、横向排水管等来解决，若无分隔带排水设施，则应对分隔带底部进行隔水处理，确保分隔带雨水不进入路基.
2.3 减小荷载应力以防止唧泥发展
唧泥的发展与荷载应力的大小有关，要想方设法减小混凝土板接缝、裂缝及板边底部荷载应力，有利于减少唧泥的发生。加强接缝的传荷能力，将板上所承受的荷载有效地传递给相邻板，降低板底应力。可对横向接缝（缩缝、胀缝、施工缝）设置传力杆，纵向接缝（施工缝、缩缝）设置拉筋。
参考文献：
[1] Colley，B.E.，Ball，G.G. and Arrigavat，P. Evaluation of Concrete Pavementswith Tied Shoulders or Widened Lanes. Transportation Research Record. 1978，666
[2] Huang Wei，Zhang Ning. Working Mechanism of Doweled Joints Under Repetitive loading.The Seventh International Conference on Computing in Civil and Building Engineering. 1997
[3] 张宁.重复荷载下传力杆接缝运行特性.东南大学学报.1998. 2：
[4] 闰兴明.水泥混凝土路面接缝破坏原因及预防措施.筑路机械及施工机械化.1998，6：；
[5] 赫大力等.水泥混凝土路面典型结构研究.西安公路交通大学学报.1999 3：。
[6] 肖盖民，唐凛，王族友.水泥混凝土路面唧泥与压浆发生的再认识.华东公 路.2001，20（6）：20-22，
[7] 钟发林.压浆技术在水泥混凝土路面养护和改善中的应用.公路.2000，7：66～65（77）
[8] 公路自然区划标准（（JTJ003-86）.北京：人民交通出版社.1986
【关键词】水泥混凝土路面 病害 防治
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―546―01
1 水泥混凝土路面常见的病害形式
水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐恶化，以至出现各种类型的损坏现象。混凝土路面的破坏形式的分类方法很多。本文将其分为二大类：一类是接缝处破坏，第二类是混凝土面板内破坏[1][2]。这种分类方式不仅反映了水泥混凝土的破坏部位，也反应了其破坏原因，前者的破坏主要是因应力集中和行车冲击引起，后者是因为过载或混凝土自身劣化引起。本文主要介绍接缝类破坏。
接缝处是混凝土板体的应力分布比较集中的地方，是最容易引起破坏的部位。初期的病害主要是集中在接缝处的破坏，接缝处的破坏可分为：错台、拱起、板块活动和唧泥、填缝材料的破坏等。
1.1错台
错台现象常常与唧泥现象、填缝料丧失、路基的不均匀变形等密切相关。一方面，填缝料的丧失，会造成路面水的渗入，在车辆荷载的作用下，产生唧泥，随着唧泥的连续不断发生，路基游离土被不断带走，路基表面标高不断降低，产生错台。另一方面，路基若处理不好，如压实程度不一致，则会随着通车时间的增长，不均匀沉降和变形也会增加，也可产生错台。此外，以下原因也可造成错台：
1）下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上、下错开而形成错台；
2）地面水通过接缝渗入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台[3] [4]；
3）当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉降不一致时，纵缝也会产生错台。
1.2 挤碎和拱起
在横向接缝、特别是胀缝两侧数十厘米范围内，由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当该应力超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎[5]。
混凝土板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土版收缩是缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使板在膨胀是产生较大的压应力，从而出现纵向压曲失稳。
1.3 脱空、板块活动和唧泥
唧泥一在车辆荷载作用下，板下基层的细粒材料从接缝或裂缝处与水一同喷出，致使板体与基础逐步脱空[6]，并在接缝或裂缝附近常有污迹存在；脱空是面板与基层之间存在一定间隙，脱空往往伴随唧泥的发生和发展而出现[7]；多雨地区，水泥混凝土路面唧泥损坏较为严重。混凝土路面唧泥、脱空。
1.4 填缝料的失效、损坏
使用一段时间后常常会出现填缝料剥落、挤出、老化碎裂现象。填缝料的失效、损坏，接缝内逐渐被砂、石、土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲、破碎和接缝剥落等损坏。路面表面水流入基础，导致基础软化唧泥或冻胀，进而诱发其它病害。
路面的接缝有以下五种：纵向缩缝、纵向施工缝、一般公路横向缩缝特重交通公路横向缩缝、横向胀缝或胀缝处施工缝以上所必须设置的接缝（缩缝、胀缝、施工缝），加上施工期或使用期所产生的各种裂缝，毫无疑问成为路面最薄弱、最易损坏的部位。尽管这些部位均经填缝料处理，但目前的填缝料使用期都较短，2～3 年后都不同程度地出现渗水现象，雨水通过接缝、裂缝及板边缝隙渗入板底，在车辆动荷载的反复作用下，形成高压水流，在板底接缝、裂缝及板边高速流动，对基层顶面进行冲刷，细颗粒从接缝、裂缝和板边被带到路面，泥水在负压作用下被吸入板底，如此反复，板底逐渐脱空，改变了混凝土面板原有的支承条件，造成受力状态的改变，从而产生错台、脱空、板体下沉、严重时断板，进而发展到破碎[8]。
2接缝处损坏的防治
如上所述，唧泥现象往往是错台、脱空、断板的诱因，危害是巨大的，应在设计和施工中尽量采取措施来避免和减少。作者认为可从以下几个方面采取措施：
2.1 选择适宜的基层材料，提高基础的抗冲刷能力。
水泥混凝土路面板体下存在松散细粒土是唧泥产生的内因之一，选择适宜的基层材料是杜绝唧泥现象之根本。高等级公路一般采用强度较高和抗冲刷的无机结合料或是沥青稳定粒料作基层，杜绝细粒土在基层上的应用，给混凝土面板提供均匀支撑，防止卿泥。
2.2 加强防排水措施
路面水通过接（裂）缝或板边缝隙进入基层又无法自行排出是产生唧泥的重要原因，采用适当的路面防排水措施可大大减小唧泥现象产生的概率。这可以从以下四个方面进行：
2.2.1 采用路面排水措施加强路面排水
缩短雨水在路面的滞留时间，减少接（裂）缝和板边缝隙渗水，可通过设置尽可能大的路面横坡（1～1.5%）、设置路肩表面排水系统（如设置路肩排水带、排水槽等）来实现。
2.2.2 加强接缝处理
选择优良的接缝板和填缝料，尽可能地防止雨水进入路面结构中，应加强灌缝工作。如果灌缝工作做得不够，行车数月就有可能产生渗漏。对混凝土板产生的裂缝，也应即时采取措施及时进行填缝处理，防止雨水下渗。
2.2.3 采用合适的路面结构，增强排水能力 改善路面结构形式，使得尽快将进入路面结构中的雨水排出，也可以通过设置路肩排水系统、具有排水功能的基层、垫层等设施，进行路面内部排水，排出路面结构内部淤积的层次水。
2.2.4 加强中央分隔带排水设施建设
如设置进水口、排水沟、集水井、排水管等，对进入分隔带的雨水，若有排水设施，可通过地下排水设施如盲沟、排水管、横向排水管等来解决，若无分隔带排水设施，则应对分隔带底部进行隔水处理，确保分隔带雨水不进入路基.
2.3 减小荷载应力以防止唧泥发展
唧泥的发展与荷载应力的大小有关，要想方设法减小混凝土板接缝、裂缝及板边底部荷载应力，有利于减少唧泥的发生。加强接缝的传荷能力，将板上所承受的荷载有效地传递给相邻板，降低板底应力。可对横向接缝（缩缝、胀缝、施工缝）设置传力杆，纵向接缝（施工缝、缩缝）设置拉筋。
参考文献：
[1] Colley，B.E.，Ball，G.G. and Arrigavat，P. Evaluation of Concrete Pavementswith Tied Shoulders or Widened Lanes. Transportation Research Record. 1978，666
[2] Huang Wei，Zhang Ning. Working Mechanism of Doweled Joints Under Repetitive loading.The Seventh International Conference on Computing in Civil and Building Engineering. 1997
[3] 张宁.重复荷载下传力杆接缝运行特性.东南大学学报.1998. 2：
[4] 闰兴明.水泥混凝土路面接缝破坏原因及预防措施.筑路机械及施工机械化.1998，6：；
[5] 赫大力等.水泥混凝土路面典型结构研究.西安公路交通大学学报.1999 3：。
[6] 肖盖民，唐凛，王族友.水泥混凝土路面唧泥与压浆发生的再认识.华东公 路.2001，20（6）：20-22，
[7] 钟发林.压浆技术在水泥混凝土路面养护和改善中的应用.公路.2000，7：66～65（77）
[8] 公路自然区划标准（（JTJ003-86）.北京：人民交通出版社.1986