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【摘 要】水泥混凝土路面是公路工程常用的形式之一，而路面病害问题也日益突出。系统分析水泥混凝土路面常见的病害类型，分析其病害机理，有针对性地提出相应的工程应对措施，可以减少和预防病害的发生，提高水泥混凝土路面的质量，确保道路的运行安全。本文主要就水泥混凝土路面常见病害机理和工程措施进行了探讨，希望可以为水泥混凝土路面的病害预防和处理提供一定的参考。
【关键词】水泥混凝土路面；病害类型；病害机理；工程措施
0.引言
随着国家经济的快速发展，公路建设等基础性项目也得到了迅速发展。公路建设为促进当地区域产业的合理发展、有效配置资源环境、促进国民经济发展的均衡性、促进对外开放程度和社会进步都起到非常重要作用[1-2]。由于水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、耐久性好、稳定性好、使用寿命长、且施工简单、成本低廉等众多优点，因此，在公路工程路面中广泛应用于服务区、收费场站、机场跑道和其他重载路面。
然而，在役的水泥混凝土路面在经过较长时间的运行使用过程中，由于受车辆、天气和养护等主客观因素的影响，有相当一部分道路在远未达到设计年限就出现了不同程度的面板碎裂、短板等病害[3]。各种病害的出现对公路运营、行车安全等造成了严重影响，因此，很有必要对现役水泥混凝土路面出现的各种病害机理进行深入的研究和探讨，有针对性地提出相应的工程应对措施，减少和预防病害的发生，提高水泥混凝土路面的质量，确保道路的运行安全。
1.常见病害机理分析
1.1常见病害类型
由于水泥混凝土路面长期直接暴露于外部环境中，难免会在车辆等荷载、天气环境变化以及人为管理养护不当等因素的综合作用下，产生各种各样的破坏现象。常见的病害类型包括：裂缝、破碎、拱起、坑槽、啃边等，若按其表现位置可分为板接缝处的破坏（前5种形式）及板自身的破坏（后3种形式）[4]，其中最常见的有变形类、面层类、缝隙类和板体类四种病害类型。
1.2病害成因分析
对于引起上述常见病害的原因，整体上可以归纳为以下几个方面：
（1）车载作用：水泥混凝土路面主要是受到车辆等荷载的直接作用，随着国家经济大发展，居民生活水平的不断提高，车辆的数量也大幅度增加，车辆超载也屡见不鲜，也直接导致了路面的破坏。破坏的机理表现在车载作用下路面发生压缩变形，组成路面各层材料的力学性能决定其受压缩产生的变形是非完全弹性的，产生的塑性微变形日积月累，导致路面基础承载力大幅度降低，从而导致底板脱空等现象的产生，降低路面的使用寿命。
（2）水作用：水作用是路面损害不可忽略的因素之一。传统的水泥路面大多采用沥青灌缝，受车辆荷载挤压的影响，路面接缝处的填缝料老化脱落，加上后期养护不到位等因素的综合影响，对于排水不畅的路面，积水渗透造成路基不均匀沉降，路基承载力下降，进而造成面层和板体的损坏。
（3）温度作用：虽然水泥具有抗冻、耐磨，抗渗透性好等优点，但是其导热性能不好，对于一定厚度的水泥混凝土路面，在外界温度变化的过程中，不可避免的受到温差的影响。在长期温差的作用下，路面水泥板块会产生整体胀缩变形应力、翘曲应力等。虽然温度变化是一个缓慢的过程，但是经过反复不断地积累，上述应力就造成了路面的损坏。由于温度对水泥板块的当量作用次数一般要小于荷载次数， 故现行设计规范对温度应力的作用效应一般按折减考虑[5]。因此，应从路面设计等方面入手，减少由于温度变化产生的温度应力等对路面产生的影响。
（4）施工质量影响：公路工程的施工质量取决于路基路面的施工质量[6]，而水泥路面的施工质量包括施工结构设计、施工工艺、原材料质量等。有些水泥路面在设计施工初期就存在先天不足，对于以后的车辆荷载没有进行有效预测和全面考虑，路面结构设计不合理，施工质量不达标，造成道路在建成投入使用不久便产生损害。
（5）养护影响：养护不当也是造成路面损坏的一个重要因素。当路面投入使用后，若施工单位养护灌浆不及时，容易造成路面出现缩缝、胀缝等；当施工沥青灌封老化脱落时，若没有及时填补新料，会导致雨水等渗入缝隙中，损坏道路的基层和垫层，从而导致接缝处的变形和损坏。日常养护中，若路面排水不畅，路面积水等也会加速路面损坏。
2.工程处理措施
针对水泥混凝土路面常见的病害，在实际工程中，应从以下几个方面入手：
2.1病害修复技术
对于已经发生病害的路面，我们常采用病害修复技术来减轻病害对路面的影响。由于混凝土路面裂缝的形成是时间的函数，对于不同时期形成的裂缝，其病因大多不同，表现形式也不尽一样，应该针对具体病因和发展程度，采取相应的治理补救措施，选取不同的补救方法、施工工艺和施工材料等。对于选用的路面裂缝材料应具备良好的物理化学性质、满足力学要求及耐久性要求，同时与旧混凝土还要有良好的相容性等。快速修补技术有助于减少病害修复时间，因此，在病害修复过程中可以选用新型高效的修复方法和施工材料[7]，提高修复质量。
2.2路面养护技术
由于水泥混凝土路面损坏后，修复比较困难，因此， 加强预防性养护对水泥混凝土路面来说尤其重要。在水泥路面的正常使用过程中，做好日常养护工作，例如及时清理缝隙，做好灌缝工作；对于已经出现损坏的部分及时修补；对路面进行压浆养护等，预防板块脱空等病害的发生。目前预防性养护的研究尚存在一些不足之处，对于路面的养护技术，尤其是预防性养护可以参考相关文献[8]，切实树立预防性养护意识，加强病害的早期防治，从源头上减少病害的发生。
2.3管理技术
加强管理也是减少和预防路面病害发生的重要方法。对于施工企业，应该加强施工质量的管理，坚持把质量放在第一位，从搅拌、运输、摊铺、接缝治理和养护这五个环节进行施工全过程的控制，严格控制质量，业主和监理部门还要加强质量监督和验收工作；对于道路管理部门，要加强日常养护管理工作，切实做好日常养护工作，还要完善车辆超限超载的治理工作，严防车辆超载超限行驶，合理引导车流，降低对水泥混凝土路面的损坏。
3.结论
水泥混凝土路面常见的裂缝、破碎、拱起、坑槽、啃边等病害问题，严重影响了道路的安全运营，因此，应提高对水泥路面常见病害的重视。系统分析水泥混凝土路面常见病害机理，有助于我们有针对性地提出相应的工程应对措施。在实际病害的处治过程中，应结合理论知识，根据病害产生的具体情况，因地制宜，从病害修复、预防性养护和管理方面，做好病害的预防和处理工作，以提高水泥混凝土路面的质量。希望可以为水泥混凝土路面的病害预防和处理提供一定的参考。
【参考文献】
[1]金仲秋，俞高明.公路工程（第2版）[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2]邢萌.沥青路面病害处理技术及工程运用[D].济南：山东大学，2014.
[3]王显平.农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层应用技术研究[D].济南：山东大学，2013.
[4]郭院成，周同和.高速公路高填方软基后处理机理与实践研究[J].哈尔滨建筑大学学报，2002，35（6）：116-119.
[5]公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40-2002）[S].
[6]陆书斋.施工技术管理[M].武汉：华中科技大学出版社，2008.
[7]温伟标.水泥路面病害维修关键技术研究[D].广州：华南理工大学，2009.
[8]张增强，李昶等.水泥路面预防性养护研究[J].华东公路，2009（6）：58-60.
【关键词】水泥混凝土路面；病害类型；病害机理；工程措施
0.引言
随着国家经济的快速发展，公路建设等基础性项目也得到了迅速发展。公路建设为促进当地区域产业的合理发展、有效配置资源环境、促进国民经济发展的均衡性、促进对外开放程度和社会进步都起到非常重要作用[1-2]。由于水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、耐久性好、稳定性好、使用寿命长、且施工简单、成本低廉等众多优点，因此，在公路工程路面中广泛应用于服务区、收费场站、机场跑道和其他重载路面。
然而，在役的水泥混凝土路面在经过较长时间的运行使用过程中，由于受车辆、天气和养护等主客观因素的影响，有相当一部分道路在远未达到设计年限就出现了不同程度的面板碎裂、短板等病害[3]。各种病害的出现对公路运营、行车安全等造成了严重影响，因此，很有必要对现役水泥混凝土路面出现的各种病害机理进行深入的研究和探讨，有针对性地提出相应的工程应对措施，减少和预防病害的发生，提高水泥混凝土路面的质量，确保道路的运行安全。
1.常见病害机理分析
1.1常见病害类型
由于水泥混凝土路面长期直接暴露于外部环境中，难免会在车辆等荷载、天气环境变化以及人为管理养护不当等因素的综合作用下，产生各种各样的破坏现象。常见的病害类型包括：裂缝、破碎、拱起、坑槽、啃边等，若按其表现位置可分为板接缝处的破坏（前5种形式）及板自身的破坏（后3种形式）[4]，其中最常见的有变形类、面层类、缝隙类和板体类四种病害类型。
1.2病害成因分析
对于引起上述常见病害的原因，整体上可以归纳为以下几个方面：
（1）车载作用：水泥混凝土路面主要是受到车辆等荷载的直接作用，随着国家经济大发展，居民生活水平的不断提高，车辆的数量也大幅度增加，车辆超载也屡见不鲜，也直接导致了路面的破坏。破坏的机理表现在车载作用下路面发生压缩变形，组成路面各层材料的力学性能决定其受压缩产生的变形是非完全弹性的，产生的塑性微变形日积月累，导致路面基础承载力大幅度降低，从而导致底板脱空等现象的产生，降低路面的使用寿命。
（2）水作用：水作用是路面损害不可忽略的因素之一。传统的水泥路面大多采用沥青灌缝，受车辆荷载挤压的影响，路面接缝处的填缝料老化脱落，加上后期养护不到位等因素的综合影响，对于排水不畅的路面，积水渗透造成路基不均匀沉降，路基承载力下降，进而造成面层和板体的损坏。
（3）温度作用：虽然水泥具有抗冻、耐磨，抗渗透性好等优点，但是其导热性能不好，对于一定厚度的水泥混凝土路面，在外界温度变化的过程中，不可避免的受到温差的影响。在长期温差的作用下，路面水泥板块会产生整体胀缩变形应力、翘曲应力等。虽然温度变化是一个缓慢的过程，但是经过反复不断地积累，上述应力就造成了路面的损坏。由于温度对水泥板块的当量作用次数一般要小于荷载次数， 故现行设计规范对温度应力的作用效应一般按折减考虑[5]。因此，应从路面设计等方面入手，减少由于温度变化产生的温度应力等对路面产生的影响。
（4）施工质量影响：公路工程的施工质量取决于路基路面的施工质量[6]，而水泥路面的施工质量包括施工结构设计、施工工艺、原材料质量等。有些水泥路面在设计施工初期就存在先天不足，对于以后的车辆荷载没有进行有效预测和全面考虑，路面结构设计不合理，施工质量不达标，造成道路在建成投入使用不久便产生损害。
（5）养护影响：养护不当也是造成路面损坏的一个重要因素。当路面投入使用后，若施工单位养护灌浆不及时，容易造成路面出现缩缝、胀缝等；当施工沥青灌封老化脱落时，若没有及时填补新料，会导致雨水等渗入缝隙中，损坏道路的基层和垫层，从而导致接缝处的变形和损坏。日常养护中，若路面排水不畅，路面积水等也会加速路面损坏。
2.工程处理措施
针对水泥混凝土路面常见的病害，在实际工程中，应从以下几个方面入手：
2.1病害修复技术
对于已经发生病害的路面，我们常采用病害修复技术来减轻病害对路面的影响。由于混凝土路面裂缝的形成是时间的函数，对于不同时期形成的裂缝，其病因大多不同，表现形式也不尽一样，应该针对具体病因和发展程度，采取相应的治理补救措施，选取不同的补救方法、施工工艺和施工材料等。对于选用的路面裂缝材料应具备良好的物理化学性质、满足力学要求及耐久性要求，同时与旧混凝土还要有良好的相容性等。快速修补技术有助于减少病害修复时间，因此，在病害修复过程中可以选用新型高效的修复方法和施工材料[7]，提高修复质量。
2.2路面养护技术
由于水泥混凝土路面损坏后，修复比较困难，因此， 加强预防性养护对水泥混凝土路面来说尤其重要。在水泥路面的正常使用过程中，做好日常养护工作，例如及时清理缝隙，做好灌缝工作；对于已经出现损坏的部分及时修补；对路面进行压浆养护等，预防板块脱空等病害的发生。目前预防性养护的研究尚存在一些不足之处，对于路面的养护技术，尤其是预防性养护可以参考相关文献[8]，切实树立预防性养护意识，加强病害的早期防治，从源头上减少病害的发生。
2.3管理技术
加强管理也是减少和预防路面病害发生的重要方法。对于施工企业，应该加强施工质量的管理，坚持把质量放在第一位，从搅拌、运输、摊铺、接缝治理和养护这五个环节进行施工全过程的控制，严格控制质量，业主和监理部门还要加强质量监督和验收工作；对于道路管理部门，要加强日常养护管理工作，切实做好日常养护工作，还要完善车辆超限超载的治理工作，严防车辆超载超限行驶，合理引导车流，降低对水泥混凝土路面的损坏。
3.结论
水泥混凝土路面常见的裂缝、破碎、拱起、坑槽、啃边等病害问题，严重影响了道路的安全运营，因此，应提高对水泥路面常见病害的重视。系统分析水泥混凝土路面常见病害机理，有助于我们有针对性地提出相应的工程应对措施。在实际病害的处治过程中，应结合理论知识，根据病害产生的具体情况，因地制宜，从病害修复、预防性养护和管理方面，做好病害的预防和处理工作，以提高水泥混凝土路面的质量。希望可以为水泥混凝土路面的病害预防和处理提供一定的参考。
【参考文献】
[1]金仲秋，俞高明.公路工程（第2版）[M].北京：人民交通出版社，2010.
[2]邢萌.沥青路面病害处理技术及工程运用[D].济南：山东大学，2014.
[3]王显平.农村公路旧水泥砼路面碎石化改造加铺层应用技术研究[D].济南：山东大学，2013.
[4]郭院成，周同和.高速公路高填方软基后处理机理与实践研究[J].哈尔滨建筑大学学报，2002，35（6）：116-119.
[5]公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40-2002）[S].
[6]陆书斋.施工技术管理[M].武汉：华中科技大学出版社，2008.
[7]温伟标.水泥路面病害维修关键技术研究[D].广州：华南理工大学，2009.
[8]张增强，李昶等.水泥路面预防性养护研究[J].华东公路，2009（6）：58-60.