水泥路面病害產生原因及改善措施分析

程建彬

（成安縣交通運輸局公路站，河北 邯鄲 056700）

0 引言

目前，我國道路工程路面主要有瀝青路面與水泥路面兩種類型，兩者都有各自的優缺點。隨著國民基礎工程建設的快速發展，交通行業的優化設計受到很高的重視。我國的高速公路就目前來說多為瀝青路面，但是，由于水泥路面具有選材方便、有利于夜間行駛、使用年限長以及造價低等優勢，仍然在國道以及比較低等級公路廣泛應用[1]。然而，由于超載或重載現象以及溫度變化加劇等一系列問題的出現，傳統的水泥混凝土路面已經滿足不了這些技術要求，將會導致路面過早出現斷板、板角開裂、面板破碎和錯臺等病害[2]。克服此困難成為道路行業的當務之急，本文闡述了在水泥路面中通過加鋪鋼筋網形式來改善水泥路面產生的病害現象，為提高水泥路面的使用壽命提供良好的技術前景。

1 水泥路面技術經濟分析

目前，重載交通成為交通行業發展的考慮目標，我國的道路常用面層結構見圖1。

圖1 重載交通路面常用面層結構圖

按照高速公路平均預算單價計算可得，以上三種面層結構預算單價如表1所示。

表1 不同路面結構平均單價預算表

由上表可以看出：在重載交通條件下，水泥混凝土面層的工程造價低于瀝青混凝土面層，具有良好的經濟效益。

2 主要病害的原因

水泥路面產生病害的原因很多，本文主要從內因（路基穩定性）與外因（超載或重載現象）兩個方面介紹[3]。

2.1 路基穩定性影響

道路工程在應用過程中，路基有下列不均勻變形時，將導致混凝土面板斷板和破損：a）軟基或壓實度的強度不足產生不均勻沉降；b）路基固結不均勻導致沉降；c）由于路基原材料及含水率的不同或陰、陽坡面影響導致的不均勻凍脹；d）路基濕度不同產生的變形。

2.2 超載現象嚴重

汽車在水泥路面上行駛，荷載相對于標準軸載（100kN）的疲勞作用次數與軸載比的16次方成正比。因此，雙倍或三倍標準軸載的汽車通過一次，即相當于標準軸載65 536次和4.3×107次的行車疲勞破壞作用；表2是某高速公路（未配筋水泥路面板厚26cm，水泥穩定碎石基層厚20cm，綜合穩定土底基層厚20~30cm）使用5年后，早期換板面積統計情況如表2所示。

表2 水泥混凝土路面早期換板面積統計表

由表2可以看出：輕車方向面板破碎換板共50塊，重車方向換板2 611塊，可見重載或是超載現象對路面破壞影響之大。

3 改善措施分析

經研究表明，水泥路面產生病害主要是路面的彎拉應力或是抗拉強度不足，因此本文通過對水泥路面施行鋼筋網處理以達到提高路面強度的目的[4]。

3.1 鋼筋網在水泥路面中的功能作用

鋼筋網在水泥路面中具有以下功能作用：

a）在路面中起構造筋作用，承受混凝土板溫度應力，預防或減少路面溫縮裂縫（見圖2）；

圖2 鋼筋網承擔路面溫度應力

b）擴散車輛荷載應力，使水泥混凝土面板底部不易產生彎拉開裂，從而可適當減薄面板厚度，保證路面平整度，延長路面使用壽命[5]（如圖3所示）；

圖3 鋼筋網擴散荷載應力

c）預防路面施工中微小裂縫擴展；

d）減少伸縮縫數量，改善路面平整度。

增設鋼筋網的普通混凝土面層縮縫間距可由5m增為10m；連續配筋混凝土面層在兩端脹縫間可不設縮縫，從而改善了水泥路面平整度。

3.2 鋪設鋼筋網水泥路面的應用效果

圖4、圖5是（未配筋與鋪設連續鋼筋網的水泥路面）同級高速公路在使用兩年后的路面整體狀況圖。

圖4 未配筋的水泥路面

圖5 鋪設連續鋼筋網的水泥路面

由圖4、圖5可知，未配筋的路面出現橫向裂縫，鋪設鋼筋網的路面未發現任何裂縫，使用狀況良好，可見鋪設鋼筋網能夠防止路面裂縫的產生，提高路面的使用壽命，并且效果顯著。

4 結語

隨著道路建設的發展以及交通量的逐漸增長，必須提高路面的整體使用性能以滿足日益增長的重交通需求；因此，采用鋼筋網為主的水泥混凝土路面以良好的性能在我國將會得到快速的發展，也必將推動我國交通基礎建設的更大發展。

[1]李曉群.基于病害發展演化機理的水泥混凝土路面預防性養護對策研究[J].華東公路，2006，（2）：26-28.

[2]甘立剛.水泥路面病害調查及維修對策[J].公路交通科技，2007，（增）：25-28.

[3]黃權英.水泥砼路面病害調查與維修方案設計[J].公路與汽運， 2006， （1）： 48-50.

[4]潘志歆.舊水泥路面瀝青加鋪層中鋼絲網的防裂作用研究[D].長沙：湖南大學，2011.

[5]虞文景.鋼筋焊接網在水泥路面中的應用[J].山西交通科技， 2010， （5）： 1-4.