淺談公路水泥混凝土路面的使用和維護

【摘 要】在農村公路中水泥混凝土路面較為普遍，早期修建的路面病害較多。近幾年，隨著科技的進步，水泥混凝土路面的質量有了較大提高，但壽命短、維修難的問題仍未得到根本解決，嚴重制約了在干線公路上的發展。作為公路管理部門，勢必應因勢利導，結合農村公路的特點，在總結經驗教訓、借鑒國內外最新研究成果的基礎上，制定切實可行的技術標準，同時加大技術指導和質量監管力度，以確保建設質量，提高投資效益。

【關鍵詞】農村公路；水泥混凝土路面；使用壽命

Shallow talk the concrete road of the highway cement usage and maintenance of the noodles

Wei Xu-xiong，Li Yue-fang

(The Xiji county highway management segment Xiji Ningxia 756200)

【Abstract】The cement concrete road noodles is more widespread in the village highway， the earlier period build of the road noodles disease harm more.The last few years， along with science and technology of progress， the quality of the cement concrete road noodles had bigger exaltation， but the life span be short and maintain a difficult problem to not yet get root solve， severity check and supervision in the trunk line highway of development.Be a highway management section， certanly will should because of snobbish lead， combine the characteristics of village highway， at summary experience teach， draw lessons from domestic and international latest research result of foundation up， establishment practical viable technique standard， enlargement technique guidance and quality take charge of strength to insure construction quality in the meantime， exaltation investment performance.

【Key words】Village highway;The cement concrete road noodles;Service life

1. 引言

在農村公路中水泥混凝土路面較為普遍，早期修建的路面病害較多。近幾年，隨著科技的進步，水泥混凝土路面的質量有了較大提高，但壽命短、維修難的問題仍未得到根本解決，嚴重制約了在干線公路上的發展。作為公路管理部門，勢必應因勢利導，結合農村公路的特點，在總結經驗教訓、借鑒國內外最新研究成果的基礎上，制定切實可行的技術標準，同時加大技術指導和質量監管力度，以確保建設質量，提高投資效益。

2. 水泥混凝土路面的受力特點

在水泥混凝土路面設計理論中，將混凝土板看作四邊自由的小撓度彈性矩形薄板，其假定條件是混凝土板與彈性地基間完全接觸（不脫空）。當混凝土板均勻支承時，無論荷載作用的位置，應力都較小；而一旦脫空，板內將產生過大的附加彎拉應力，混凝土板很快達到極限壽命，極端情況下，可以一次壓斷。

3. 水泥混凝土路面的優缺點

3.1 優點。

3.1.1 水穩定性較高，在暴雨及短期浸水條件下，路面可照常通行。

3.1.2 溫度穩定性高，無車轍現象。

3.1.3 水泥混凝土是無機膠凝材料，耐老化、無污染。

3.1.4 在相同技術和工藝水平下，水泥混凝土路面的使用年限長。

3.1.5 水泥混凝土路面可以容納各種類型的集料，只要這些材料滿足一定的標準。

3.1.6 平整度的保持期長。

3.2 缺點。

3.2.1 對路基的穩定性要求高，對不均勻變形的適應性差。

3.2.2 水泥混凝土為水硬性材料，養護期較長，施工和養護用水量大。

3.2.3 水泥混凝土路面強度高、硬度大，斷板后難于清除，修復難度大。

3.2.4 在相同平整度條件下，由于水泥混凝土路面不減振，因此行車舒適性不及瀝青路面且噪音較大。

4．影響使用壽命的主要因素及對策

4.1 路基。路基應穩定，能為路面提供連續均勻的支撐。一般而言，通車前2～3年水泥混凝土路面的破損是由于地基或路基不穩造成的。所以經常會發現這樣的現象，越是高路堤、軟基路堤或半填半挖的路基，越容易出現斷板；相反，低路堤、老路堤早期破損較少。因此，那種認為采用了水泥混凝土面層，路基質量差一些無關緊要的觀點是極端錯誤的。

大量事實證明，路修得愈快，壞得愈快。為減少路基的變形，除在地基、填料和壓實等方面采取相應的措施以外，最好的辦法是留給路基一段自然沉降的時間。確定項目的建設工期是技術問題，行政干預必然帶來質量隱患。

針對農村公路路基大部分由鄉鎮政府負責修建，機械少壓實度無法保證的情況，應靈活掌握工程進度，規定新建路基當年不準鋪筑永久式路面，先鋪筑砂石路面維持通車，第二年經彎沉檢測合格后再實施。采用砂石路面的好處在于容易修補，又可以利用為永久式路面的基層或底基層。

4.2 墊層。特殊路段必須設置墊層。有些人認為路塹地段的路床是原狀土——“硬得很”，可以減薄基層。實際上恰恰相反。土質路塹地段由于地下水位較高和坡面水的匯集，路床的強度、水穩定性將大大降低，不但不能減薄基層，還應增設全寬式隔、排水墊層。

4.3 基層。

4.3.1 水泥混凝土路面與瀝青路面受力特點不同，對基層的要求也存在差異。瀝青路面面層薄而柔，主要是基層受力，對基層的強度、剛度和穩定性都有較高的要求；而水泥混凝土路面面層厚而剛，主要是面層受力，對基層的要求主要是水穩定性尤其是抗沖刷能力。

4.3.2 農村公路與高等級公路在基層結構類型的選擇上應有所區別。半剛性穩定基層與柔性基層是兩種同等的結構形式，無所謂誰比誰好，各有其使用條件和特點。半剛性穩定基層強度高、剛度大，但也存在造價高、工藝復雜、養護期長、不利于行車干擾路段的施工、且開裂后沒有愈合能力等缺點。級配碎石和填隙碎石柔性基層不僅能彌補半剛性穩定基層的不足，而且在農村公路水泥路面上使用，又避免了其整體強度低，抗變形能力差的弱點。

在有條件的農村公路建設項目中推廣應用了級配碎石和填隙碎石柔性基層，使用期最長的已有三年，至今未出現早期破壞的現象。

4.3.3 基層集料的質量對路面使用壽命有著非常重要的影響。影響基層集料質量的因素，從主觀講，源于認識上的誤區——只知道水泥混凝土路面各結構層的強度和剛度自上而下逐層降低，不知道對穩定性的要求是相同的，甚至是提高的；只知道用水泥等結合料來提高強度，不知道摻結合料的主要目的是將集料穩定，保證其在荷載、環境的作用下，強度和剛度不發生突變；甚至誤認為不管什么樣的集料，摻了結合料就會具有良好的性能。導致施工中“強度不夠水泥來'湊'”的現象十分普遍，以至放松乃至放棄了對集料質量的控制。從客觀上講，是由于我國砂石生產工藝落后，加上施工中供不應求、價格上漲等因素的影響。

對基層集料質量進行控制時，遵循以下幾個基本原則：一是間斷級配比連續級配好。間斷級配可以形成既具有高密實度又具有高內摩阻力的密實骨架結構，具有良好的穩定性；而連續級配形成密實懸浮結構，其性能取決于結合料的工程性質，導致穩定性趨劣。二是粗集料多比細集料多好。粗集料多，可以形成開級配結構，有利于內部排水；而細集料多尤其是含泥量多，將導致抗開裂、抗沖刷能力降低。三是提倡充分利用當地材料，但不是任意取材。當材料達不到要求時，應采取“一摻二改”的方法進行改善。“摻”即摻一部分合格的材料，“改”即將粒徑大改小、將塑性高改低。

4.4 面層。面層厚度應有較多的安全儲備。不能因為基層較厚強度較高，就隨意減薄面層；實際上，提高基層的強度和剛度，對于降低面層的應力或者減薄面層的厚度，影響很小。而且路面的使用年限與水泥混凝土面層厚度的五次方成正比，面層厚度的微小變化，對路面的使用壽命有明顯影響。如20cm厚的面層，減薄1cm，使用壽命將縮短23%，減薄2cm，縮短41%。 另外農村公路的施工水平偏低，在確定面層厚度時，還應將此類因素考慮在內。4.5 路面內部排水水是導致路面損壞的“元兇”。不應將排水系統看作是“附屬”設施，而應將其放在與路面結構同等重要的位置。而在建設過程中，由于技術和經濟條件的限制，往往顧此失彼，未能將排水設施作為一個“系統”來全面考慮，尤其容易忽視路面內部排水。以增強晴雨通行能力、延長路面使用壽命為質量目標的農村公路，更應重視路面內部排水。國外的研究表明，設置了內部排水的水泥混凝土路面，使用壽命提高50%左右。具體采取了設置排水基層、用透水性材料填筑路肩、用漿砌片石（不勾縫）或無砂大孔混凝土預制塊砌筑路緣石等綜合措施，以提高路面內部排水能力。

4.6 養護。

4.6.1 農村公路有失養的危險。經濟欠發達地區，養護資金匱乏、專業人員不足，養護機制短期內難以落實。另一方面，一些公路建成后交通量陡增，也會造成路面的早期破壞。這就要求建設者能預見到以上不利因素，并在設計和施工中采取相應對策，以延長路面的維修養護周期。

4.6.2 了解水泥混凝土路面的維修特性。對于已經斷裂并伴有嚴重沉陷的混凝土板，目前普遍采用普通混凝土按常規技術進行翻修，該方法雖然工藝簡單，但效果不理想，常常出現前補后壞，左補右壞的情況。分析后認為，除存在軟基處理不徹底、基層邊角壓實不到位、混凝土板養生期短等因素外，還與不了解水泥混凝土路面的維修特性有關。翻修過程中，不可避免會對四周結構造成擾動，破壞了原有的平衡狀態，降低了四周結構的強度、剛度和水穩定性，因此，在對混凝土板進行翻修的同時，應加強四周混凝土板基礎的強度和穩定性并進行防排水處理。

5. 結語

5.1 水泥混凝土路面在農村公路上使用，可以揚長避短，延長路面的使用壽命。

5.2 延長水泥混凝土路面的使用壽命，關鍵在于提高地基、路基以及基層的穩定性，完善路面內部排水設施。為減少路基不均勻沉降帶來的危害，路基、路面工程可分期實施。基層的穩定性首先在于集料質量的優劣。基層結構類型的選擇應與當地自然、經濟狀況及交通條件相適應，比較而言，級配碎石和填隙碎石柔性基層更適合農村公路水泥混凝土路面。采用內部排水設施所增加的資金投入，可以從路面使用性能的提高、使用壽命的增加和養護工作的減少中得到補償。

5.3 經濟欠發達地區，農村公路有失養的危險，直接影響到路面的使用壽命。 

5.4 農村公路建設總量大、等級低、投資少，但不等于質量差、隱患多、壽命短。在建設中應遵循“充分利用舊路資源，合理用地，避免大填大挖”的原則，將有限的資金用在提高路面的使用壽命上。