水泥混凝土路面接縫處破壞的原因與預防措施

李方軍

（河南省公路工程局集團有限公司，河南 鄭州 450052）

我國的水泥混凝土路面發展非常迅猛，目前每年的建設里程已超過1.5萬公里。與其他類型路面相比，混凝土路面具有強度高、穩定性好、耐久性好、經濟效益高和有利于夜間行車等特點。但是一般水泥混凝土路面要形成許多接縫，這些接縫往往成為路面的弱點，如果處理不當，將會嚴重破壞路面。

1 接縫處的破壞及其產生原因

水泥混凝土路面在凝結硬化過程中具有較大的干縮變形和溫縮變形，從而要求混凝土路面設置間距很密的脹縫、縮縫及符合施工要求的施工縫。這些接縫加上施工期或使用期所產生的各種裂縫，毫無疑問成為路面最薄弱、最易損壞的部位。盡管這些部位均經填縫料處理，但目前的填縫料使用期都較短，兩三年后都不同程度地出現滲水現象，雨水通過接縫、裂縫及板邊縫隙滲入板底，在車輛動荷載的反復作用下，形成高壓水流，在板底接縫、裂縫及板邊高速流動，對基層頂面進行沖刷，細顆粒從接縫、裂縫和板邊被帶到路面，泥水在負壓作用下被吸入板底，如此反復，板底逐漸脫空，改變了混凝土面板原有的支承條件，造成受力狀態的改變，從而產生錯臺、脫空、板體下沉、嚴重時斷板，進而發展到破碎。

1.1 錯臺

錯臺現象常常與唧泥現象、填縫料喪失、路基的不均勻變形等密切相關。一方面，填縫料的喪失，會造成路面水的滲入，在車輛荷載的作用下，產生唧泥，隨著唧泥的連續不斷發生，路基游離土被不斷帶走，路基表面標高不斷降低，產生錯臺。另一方面，路基若處理不好，如壓實程度不一致，則會隨著通車時間的增長，不均勻沉降和變形也會增加，也可以產生錯臺。此外，以下原因也可造成錯臺：

(1)下部嵌縫板與上部縫隙未能對齊，或脹縫兩側混凝土壁面不垂直，使縫旁兩板在伸脹擠壓過程中，會上下錯開而形成錯臺。

(2)地面水通過接縫滲入基礎使其軟化，或者接縫傳荷能力不足，或傳力效果降低時，都會導致錯臺。

(3)當交通量或基礎承載力在橫向各幅板上分布不均勻，各幅板沉降不一致時，縱縫也會產生錯臺。

1.2 擠碎和拱起

在橫向接縫、特別是脹縫兩側數十厘米范圍內，由于脹縫內的滑動傳力桿位置不正確，或滑動端的滑動功能失效，或施工時脹縫內部有混凝土搭連，或使用期間脹縫內落入堅硬雜屑等原因，阻礙了板的伸長，使混凝土在膨脹時受到較高的擠壓應力，當該應力超過混凝土的抗剪強度時，板即發生剪切擠碎。混凝土板在受熱膨脹而受阻時，某一接縫兩側的板突然向上拱起。這是由于混凝土板收縮時縫隙張開，填縫料失效，堅硬碎屑等不可壓縮材料塞滿縫隙，使板在膨脹時產生較大的壓應力，從而出現縱向壓曲失穩。

1.3 脫空、板塊活動和唧泥

脫空是面板與基層之間存在的一定間隙，脫空往往伴隨著唧泥的發生和發展而出現。唧泥是在車輛荷載作用下，面板接縫、裂縫和板邊下部產出的水和細粒土混合物的強制性位移造成的。在車輛荷載作用下，板下基層的細粒材料從接縫或裂縫處與水一起噴出，致使板體與基礎逐步脫空。唧泥也往往是錯臺、斷板、接縫附近斷板等病害的誘因。

路面唧泥的產生，一般需具備以下條件：路基或基層的土壤處于松散狀態，即存在松散的細粒土；在面板與基層及路面之間有自有水存在，并與松散細粒土混合形成泥漿；頻繁的重載車輛軸載的作用，水泥混凝土路面板產生泵吸作用將泥漿噴入、吸入。

1.4 填縫料的失效、損壞

使用一段時間后常常會出現填縫料剝落、擠出、老化碎裂等現象。填縫料失效或損壞后，接縫內逐漸被砂、石、土等填塞，阻礙了板的膨脹，從而引起板的壓曲、破碎和接縫剝落等損壞。路面表面水流入基礎，導致基礎軟化唧泥或凍脹，進而誘發其它病害。

2 接縫處破壞的預防措施

唧泥現象往往是錯臺、脫空、斷板的誘因，危害是巨大的，應在設計和施工中盡量采取措施來避免和減少。根據成功的工程實踐，筆者認為可從以下幾個方面采取措施：

2.1 選擇適宜的基層材料，提高基礎的抗沖刷能力

水泥混凝土路面板體下存在松散細粒土是唧泥產生的內因之一，選擇適宜的基層材料是杜絕唧泥現象之根本。高等級公路一般采用強度較高和抗沖刷的無機結合料或是瀝青穩定粒料作基層，杜絕細粒土在基層上的應用，給混凝土面板提供均勻支撐，防止唧泥。

2.2 加強防排水措施

路面水通過接縫或板邊縫隙進入基層又無法自行排出是產生唧泥的重要原因，采用適當的路面防排水措施可大大減少唧泥現象產生的概率。這可以從以下三方面進行：

(1)采用路面排水措施加強路面排水，采取的措施應保證表面水的排泄暢通，縮短雨水在路面的滯留時間，減少接縫和板邊縫隙滲水，可通過設置盡可能大的路面橫坡（1～1.5%）、設置路肩表面排水系統來實現。

(2)采取合適的路面結構，增強排水能力

改善路面結構形式，盡快將進入路面結構中的雨水排出，也可以通過設置路肩排水系統、具有排水功能的基層、墊層等設施，進行路面內部排水，排出路面結構內部分淤積的層次水。

(3)加強中央分隔帶排水設施建設，如設置進水口、排水溝、集水井、排水管等，對進入分隔帶的雨水，若有排水設施，可通過地下排水設施如盲溝、排水管、橫向排水管等來解決，若無分隔帶排水設施，則應對分隔帶底部進行隔水處理，確保分隔帶雨水不進入路基。

2.3 減少荷載應力以防止唧泥發展

唧泥的發展與荷載應力的大小有關，要想方設法減少混凝土板接縫、裂縫及板邊底部荷載應力，有利于減少唧泥的發生。加強接縫的傳荷能力，將板上所承受的荷載有效地傳遞給相鄰板，降低板底應力。可對橫向接縫（縮縫、脹縫、施工縫）設置傳力桿，縱向接縫（施工縫、縮縫）設置拉筋。

2.4 選用合適的填縫料

選用合適的填縫料是一種簡單有效的辦法。性能良好的填縫料應能與板壁很好地粘結、回彈性好、能適應水泥混凝土路面的脹縮、不溶于水、不滲水、高溫時不溢出、低溫時不脆裂、抗嵌入性和耐久性好，同時應具有施工便捷、性能價格比高等特點。在工程實踐中，以橡膠瀝青和QF-94Ⅲ型嵌縫料用作水泥混凝土路面接縫進行施工，效果較理想。

2.5 嚴格控制施工質量

施工前必須仔細核對傳力桿和拉桿的數量、長度、規格是否滿足設計要求。在兩側模板安裝好后，應嚴格按設計要求正確安裝傳力桿，防止上下翹動，并按設計要求安放塑料套管和涂瀝青隔層，以保證傳力桿的滑動功能。路面的鋸縫要及時，并保證縫槽斷面和尺寸正確。進行填縫之前應清縫吹塵，保持接縫表面清潔干燥，填縫時應飽滿密封。

水泥混凝土路面接縫處破壞的預防是一項系統工作，日常養護是水泥混凝土路面養護工作的一個重要內容，是防止路面板出現病害的關鍵環節。對填縫料加強養護能夠延長混凝土板的使用壽命，填縫料流失或失效應及時增補或更換，以保持良好的彈性和防水功能。同時，在日常養護中，要及時處理好排水系統中出現的問題，以免造成較大的病害。

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