论述公路水泥路面产生病害的原因与养护技术

摘要: 作者对水泥混凝土路面病害产生及养护技术进行了分析，市南北出口修筑的水泥混凝土路面，经过二十多年的大交通量、重交通量荷载作用，目前仍具有很好的功能，本文作者结合在养护和施工中积累的经验和教训，对于水泥混凝土路面进行回顾和探讨。

关键词:公路水泥路面养护技术路面裂缝

1水泥路面病害及分类

1．1水泥混凝土面板断裂类病害

1)贯穿水泥混凝土面板的断裂裂缝，按裂缝出现的方位和板断裂的块数，分为下列4种病害。

①平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝。

②垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝。

③从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。

④两条以上裂缝交叉，使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。

2)纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂病害，按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度，可分为下列3种轻重程度。

①轻微――缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝，缝隙宽度小于3mm；或者，填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝。

② 中等――缝隙边缘中等碎裂(或)错台小于1Omm的裂缝，且缝隙宽度小于15mm。

③严重――缝隙边缘严重碎裂或错台大于10mm，且缝隙宽度大于15mm。

3)交叉裂缝和断裂板病害，按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3种轻重程度等级。

①轻微――板被轻微裂缝分割成2―3块。

②中等――板被中等裂缝分割成3 4块，或被轻微裂缝分割成5块以上。

③严重――板被严重裂缝分割成4―5块，或被中等裂缝分割成5块以上。

1．2 水泥混凝土面板竖向位移类病害

1)水泥混凝土面板竖向位移，按产生原因的不同分为下列2种病害。①沉陷。②胀起。

2)沉陷和胀起病害，按其对行车的影响可分为下列3种轻重程度等级。

①轻微――车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动。

② 中等一车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动。

③严重――车辆驶过时产生过大的跳动，引起严重不舒适或不安全。1.3 水泥混凝土路面接缝类病害

1)水泥混凝土路面板接缝处的损坏，按损坏的形态和影响范围可分为下列6种病害。①接缝填缝料损坏。②纵向接缝张开。③唧泥和板底脱空。④错台。⑤接缝碎裂。⑥拱起。

2)接缝填缝料损坏，按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况，可分为3种轻重程度等级。①轻微――整个路段接缝填缝料情况良好，仅有少量接缝出现上述损坏。②中等一整个路段接缝填缝料情况尚可，1／3以下的接缝长度出现上述损坏，水和硬质材料易渗入或挤入。③严重――接缝填缝料情况很差，1／3以上的接缝长度出现上述损坏，水和硬质材料能自由渗入或挤入，填缝料需立即更换。

3)纵向接缝张开病害，按接缝的张开量可分为2种轻重程度等级。①轻微――接缝张开lOmm以下。②严重――接缝张开10mm以上。

4)唧泥和板底脱空病害，可分为2种轻重等级。

①轻微――车辆驶过时，有水从板缝或边缘外唧出，或者在板接(裂)缝或边缘的附近表面残留有少量唧出材料的沉淀物；

②严重――在板接(裂)缝或边缘的表面残留有大量唧出材料的沉淀物，车辆驶过时，板有明显的颤动和脱空感。

5)错台病害，按相邻板边缘的高差大小可分为3种轻重程度等级。①轻微――错台量小于5mm；②中等――错台量5～lOmm；③严重――错台量大于10mm。

6)接缝碎裂病害，按碎裂范围和程度可分为3种轻重程度等级。①轻微――碎裂仅出现在接缝或裂缝两侧8cm范围内，尚未采取临时修补措施；②中等――碎裂范围大于8cm，部分碎块松动或散失，但不影响安全或危害轮胎；③严重――影响行车安全或危害轮胎。

1.4 水泥混凝土路面表层类病害

1)水泥混凝土路面的表层损坏，可分为下列5种病害。①磨损和露骨。②纹裂、网裂和起皮。③活性集料反应引起的网裂。④坑洞。

2)磨损和露骨病害，按磨损或露骨的深度分为2种轻重程度等级。①轻微――磨损、露骨深度小于等于3mm。②严重――磨损、露骨深度大于3mm。

3)纹裂，网裂和起皮病害，按是否出现起皮和起皮的面积，可分为3种轻重程度等级。①轻微――板的大部分面积出现纹裂或网裂，但表面状况良好，无起皮。②中等――板出现起皮，面积小于等于混凝土板面积的10％。③严重――板出现起皮，面积大于混凝土板面积的10％。

4)活性集料反应病害可分为3种轻重程度等级。①轻微――板出现网裂，面层可能变色，但未出现起皮和接缝碎裂。②中等――板出现起皮和(或)接缝碎裂，沿裂缝和接缝有白色细屑。③严重――板出现起皮和(或)接缝碎裂的范围发展到危害轮胎或影响行车安全，路表面有大量白色细屑。

5)集料冻融裂纹病害可分为3种轻重程度等级。①轻微――裂纹出现在缝或自由边附近0．3m范围内，裂缝未发生碎裂；②中等――裂纹出现在裂缝或自由边附近，范围大于0．3m，受影响区内裂缝出现轻微或中等碎裂；③严重――裂纹影响区内裂缝出现严重碎裂，不少材料散失。

6)修补损坏病害，按修补处再次出现的损坏情况，分为3种轻重程度等级。①轻微――轻微破损，或边缘处有轻微碎裂。②中等――轻微裂缝或车辙、推移，边缘处有中等碎裂和lOmm以下错台。③严重――出现严重裂缝、车辙、推移或错台，需重新进行修补。

2在国道某线所使用的养护措施及效果

2．1 水泥混凝土路面冲击压实破碎加铺技术

对于整板破碎的病害采用对原路面进行击碎压实，加铺二灰碎石基层和水泥混凝土面层，几年来，该方法在本地区国、省干线公路上推广应用取得了显著的成效。在较大面积破损的旧水泥混凝土路面，采用冲击压实破碎机的施工设备，保证了工程质量；同时解决了置换板修补法而引起的废料堆积占地的问题，起到了保护环境、节约资源、加快工程进度、节省投资等优点。

2．2 纤维加筋混凝土修复旧水泥混凝土路面

对于表面裂缝没有达到整仓修复标准时的面板，采用钢纤维结构修筑，在普通水泥混凝土中掺入钢纤维提高混凝土延展性、坚韧性、抗渗性、抗冲击能力和抗疲劳能力，掺入纤维后，混凝土抗压、抗折

强度提高幅度很大。钢纤维混凝土具有良好的物理力学性能，其抗

折强度、抗冲击、抗裂等性能优越，与普通混凝土比较，其抗断裂性明显提高，而且即使出现裂缝，也不会迅速扩张而断裂。实践证明该种方法有效，但是，造价较高，适合于交通量大的重要公路。

2.3 唧泥和脱空病害

水泥路面唧泥和脱空是一种水泥路面普遍存在且危害严重的病害，因为水泥路面基层材料一般都选用半刚性材料，其模量小于混凝土面层的模量，水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下，板下基面板底与基层之间将出现微小的空隙，即出现了板下局部脱空，或称为原始脱空区。同时温度湿度的变化，以及温度引起板向上或向下的翘曲，加速了板与基础之间的分离，形成板底脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件，当路面接缝或裂缝养护不及时，雨水从破损处浸入基层，渗入的水将在板下形成积水(自由水)。积水与基层材料中的细料形成泥浆，并沿面板接缝缝隙处喷溅出来，形成唧泥，唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空，这样周而复始，恶性循环最终导致路面的损坏。我们在实际工作首先对于脱空位置的确定采用弯沉测定法。

(1)须用5．4m长杆弯沉仪及相当于BZZ一10的重型标准汽车。

(2)弯沉仪的测点与支座不应放在相邻两块板上，待弯沉车驶离测试板块，方可读取百分表值。

(3)凡弯沉超过0．2mm的，应确定为面板脱空。养护中，灌浆孔布设基本要求：

1)灌浆孔布设应根据路面板的尺寸、下沉量大小、裂缝状况以及灌浆机械确定。

2)用凿岩机在路面上打孔，孔的大小应和灌注嘴的大小一致，一般为50mm左右。

3)灌浆孔与面板边的距离不应小于0．5m。在一块板上，灌浆孔德数量一般为5个，也可根据情况确定。我们在养护中主要采用灌浆技术根据实际工程，灌浆后充填了板底出现的脱空，经过灌浆处治，从检测资料可看出原混凝土面板通过灌浆提高了承载力，通过多年的使用，证明该养护方法有效而且经济。

2．4 对严重裂缝主要采用设置传力杆法

①设置传力杆方法，见图1。

1一保留板；2一全深度补块；3一缩缝；4一施工缝

图1 设置传力杆法(单位：cm)

②处理基层后，修复、安设传力杆和拉杆。③原混凝土面板没有传力杆或拉杆折断时，应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设。安装时应在板厚1／2处钻出比传力杆直径大约2～4mm的孔，孔中心距30cm，其误差不应超过3mm。④横向施工缝传力杆直径为Φ25mm，长度为45cm，嵌入相邻保留板内深22．5cm。⑤拉杆孔直径宜比拉杆直径大2～4mm，并应沿相邻板块间的纵向接缝板厚1／2处钻孔，中心距80cm。拉杆采用中l6螺纹钢筋，长80cm，40cm嵌入相邻车道的板内。

⑥传力杆和拉杆宜用环氧砂浆牢牢地固定在规定位置，摊铺混凝土前，光圆传力杆的伸出端应涂少许油。⑦新补板块与沥青路肩相接时，应和现有路肩齐平。

图2l一膨胀空间；2一填入接缝材料；3-支撑条；4一导裂缝

2．5 接缝保养

1)应对接缝进行适时的保养，见图2，保持接缝完好，表面平顺。

①填缝料凸出板面，高速公路、一级公路超出3mm，其他等级公路超过5mm时应铲平。

②填缝料外溢流淌到接缝两侧面板，影响路面平整度和路容时应予清除。

③杂物嵌入接缝时应予清除，若杂物系小石块及其他坚硬物时，应及时剔除。

2)应对填缝料进行周期性或日常性的更换。

①填缝料的更换周期一般为2～3年。

②填缝料局部脱落时应进行灌缝填补；填缝料脱落缺失大于1／3缝长或填缝料老化、接缝渗水严重时应立即进行整条接缝料更换，

③填缝料技术要求应符合规范的规定。

3 结束语

通过多年来的养护，对于水泥混凝土路面的养护经验进行了简单总结，来起到抛砖引玉的作用。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。