水泥混凝土路面脹縫處理的探討

摘要：工程實踐表明，鑒于水泥混凝土路面脹縫設置不當、施工質量差是導致多種路面病害發生的主要因素，通過結合筆者工程實踐經驗，就水泥混凝土路面的脹縫問題，分析其病害原因，同時提出水泥混凝土路面在脹縫中處理技術，以有效地確保水泥混凝土路面的使用性能。

關鍵詞：公路施工；水泥混凝土路面；脹縫施工；傳力桿

引言

水泥混凝土路面鑒于其使用壽命長、養護費用小的優點，有效地緩解了我國道路建設資金短缺的矛盾。目前我國公路、城市道路中水泥混凝土路面還占很大的比重，并將長期與瀝青路面并存發展。鑒于水泥混凝土路面在我國公路建設中的重要性，針對其突出問題——脹縫的病害而對其進行深入探討，以尋求解決該通病的對策。

1#8195;脹縫病害分析

脹縫的病害集中表現為脹縫兩側的板塊擠碎破角、錯臺、啃邊，出現這樣的病害主要原因是從思想對脹縫施工不重視、不按規范要求施工、未能按要求進行養護，主要表現為：片面理解“脹縫應少設或不設”，認為脹縫無關緊要；在灌縫時石渣掉入縫內或灌縫前縫內石渣未清凈造成脹縫無法伸長；施工中傳力桿及套管的安裝位置不正確，傳力桿放置時未用支架固定或固定支架不牢固，脹縫處相鄰板塊分兩次澆注時兩側未同時固定傳力桿，先施工一側因機械振搗造成桿端或套管端下降，后澆的一側因不斷被碰撞雖經調整仍然難以保證傳力桿垂直于脹縫平面，當脹縫變形時傳力桿阻礙了混凝土伸長，并形成混凝土板的板頂或板邊劈裂破壞。清理脹縫時，因施工不當，造成脹縫邊緣破壞，然后用水泥砂漿修整補缺，造成邊緣兩側混凝土強度較低，強度低的脹縫邊緣混凝土首先破壞。填縫料施工不規范，脹縫下未設防水設施，造成路面基層浸水，在車輛荷載的反復作用下破壞，造成面板斷裂、錯臺。

2#8195;脹縫的設置

脹縫設置的目的是為了消除因溫度變化，混凝土板內產生的應力，筆者認為在進行脹縫設置時應如下考慮：

（1）從防止脹縫破壞的觀點出發，脹縫宜盡可能少設，但又不能不設。按設計規范要求，脹縫盡量少設，筆者根據實踐經驗認為在《公路水泥混凝土路面設計規范》中規定必須設置脹縫的部位，如臨近橋梁或其他固定構造物銜接處、與柔性路面相接處、板厚改變處、交叉口處、隧道口處等，應考慮設置脹縫。而其他處脹縫的設置，可根據施工季節或集料的膨脹性，結合當地經驗確定。另外在道路的小半徑平曲線路段上也需設置脹縫，當道路有豎曲線時，在凹曲線的反彎點也應設置脹縫，凸曲線路段不設置脹縫。

（2）對于脹縫間距，規范中沒有明確規定，這就給脹縫的設計和施工帶來不確定因素，脹縫的設置間距主要從混凝土板的年溫差、混凝土的溫度系數、基層的約束情況及縮縫的密合情況等綜合確定。多年的工程實踐表明：脹縫一般按200-500m設置一條。在冬季施工季節施工時，脹縫一般每100~150m設置一道；夏季施工時，如板厚大于等于20cm，可不設脹縫，其它情況施工時一般200~250m設置一道。除特殊位置外，一般可不設脹縫。城市道路交叉口各向切點處需設置脹縫；與固定構筑物相接處應該設置脹縫。一般情況下在轉彎半徑R<150m的平曲線和曲經半徑R<150m的豎曲線應設置無傳力桿型脹縫。豎曲線可以在變坡點處設置無傳力桿型脹縫，但對于凹形豎曲線可以不設脹縫，因為溫度產生的張力相當于給混凝土面板施加了一個相對穩定的預應力，屬于對板塊有利的應力。而對于縱坡小的城市道路在凸形曲線上一般可不另外增設脹縫。

（3）通過分析脹縫問題，對于不設置脹縫的水泥混凝土路面，其幾種應力迭加的應變反而減小，在高溫和雨季所引起的壓應力，并不會超過水泥砼的抗壓強度。而且這種由膨脹產生的壓應力相當于一種預加應力，可以抵消一部分荷載引起的彎拉應力，減少因不均勻受熱產生的翹曲應力，因此，單從熱脹冷縮這一角度出發，是可以不設置脹縫的。設置脹縫后，脹縫處的間隙會逐漸縮小，從而引起縮縫處的裂縫寬度大于0.9-1.0mm時，水泥砼的骨料嵌鎖作用就會消失，不能再起到傳荷和相互約束作用，引起縮縫處水泥鹼路面的破壞。

3#8195;脹縫構造處理

關于脹縫的構造型式在設計規范、設計圖紙及一些專業書籍中都很明確，這里不再多做介紹，但在排水不暢路段，一般構造型式脹縫的防水效果往往不理想，容易引起路面基層浸水造成路面斷板或錯臺，如果在普通的脹縫下鋪設二氈三油防水層，則能有效地預防因脹縫路面基層浸水而造成的病害。

通過工程實踐表明，鑒于脹縫病害的普遍存在，脹縫設不設傳力桿或者說脹縫采用何種構造形式，目前尚無統一意見。但工程實踐表明不設傳力桿類型的脹縫，因脹縫兩側板塊缺乏聯系，面板之間不能有效地傳遞荷載，而且隨著時間的推移在重型車輛的反復作用下，土基與基層發生不均勻沉降，脹縫兩側板塊易產生錯臺而成病害。但該類脹縫因不設傳力桿，施工的工藝簡單，施工方便快捷，混凝土路面質量容易保證，適合在交通量比較少的路段上采用。另外一種是設有傳力桿的脹縫，在施工時比較復雜，若傳力桿的設置不符合設計要求，如傳力桿歪斜、套管無間隙、少放塑料套管、甚至不放套管，而直接澆筑，不能保證其水平滑動伸縮。這樣在溫度及荷載的作用下，在脹縫兩側容易造成板塊壓碎、錯臺而成為病害。

通過以往工程發現，部分水泥混凝土路面上出現了不少有病害的脹縫。如路面多處出現脹縫錯臺現象，造成這樣的原因可能是傳力桿堵死，地基不均勻沉降或未設傳力桿。顯然，傳力桿的設置能有效地抑制脹縫病害的產生。從工程實踐來看，對于水泥混凝土路面的脹縫構造形式的選用，筆者總結可采取以下構造設置：對于交通量很大的道路，應采用設傳力桿類型的脹縫，并在脹縫兩側50 cm范圍內鋪設上下兩層鋼筋網補強。對于交通量較大的道路應選用設傳力桿類型脹縫。對于交通量較小的城市小區道路或廠區道路可不設傳力桿類型的脹縫，可采用邊緣鋼筋型。

4#8195;脹縫施工控制技術

通過以上對水泥混凝土路面脹縫的破壞機理分析，在進行脹縫施工時應控制好以下幾點關鍵技術：

（1）傳力桿施工控制。脹縫傳力桿的定位是否準確是脹縫施工成敗的關鍵，傳力桿要求必須清潔無銹，長度尺寸符合設計要求，端部應光滑，傳力桿的硬質套子端部必須封閉，嚴防混凝土或稀漿進入，另外，絕對不能因某種原因用帶肋鋼筋代替圓鋼。套管與傳力桿端應留3cm的空隙，內可填塞瀝青麻絮或紗頭。用來固定傳力桿的鋼支架必須牢固，用來固定套子的一端應比另一端稍低，使傳力桿能恰好在套子中心，傳力桿還必須與路中線（或脹縫點的切線）平行。

（2）脹縫板施工控制。近年來施工普遍采用的一般有杉木板、松木板等軟木類板材和粘膠板、泡沫板、瀝青浸制壓制板等合成材料類板材。板材要求平直，尺寸要準確。軟木板類板材板中不能有硬結，在板上應按設計鉆出略大于傳力桿直徑的孔，以利于傳力桿安裝且不至于漏漿。脹縫板寬通常有二種做法：一種板寬比路面板厚小4cm，然后用膠帶粘4cm寬的泡沫板，在澆筑后混凝土達到5mPa后鑿除泡沫板，灌入填縫料。另一種脹縫板寬度與路面厚度相同，然后直接鑿除脹縫板3~4cm，灌入填縫料。

（3）脹縫及灌縫料施工控制。脹縫要求同時垂直于路面和縱縫，寬度為2.0~2.5cm，上下寬度應一致，縫內不得有硬物或水泥混凝土漿，填縫料最好選用合格廠家生產的聚氯乙稀膠泥或自已按要求配制，但不得直接用加熱瀝青進行灌縫。

5#8195;結論

脹縫是水泥混凝土路面中最薄弱的環節，施工人員應當充分重視脹縫問題，建造真正合格的水泥混凝土路面。在水泥混凝土路面脹縫施工中應當把脹縫施工好，首先必須重視每道工序質量，并在管理工藝上采取相應的措施給予保證。澆筑混凝土前必須有工程技術人員、質檢員及監理人員對脹縫施工前的準備工作進行全面檢查，合格后才能進行混凝土路面澆筑。

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