水泥混凝土路面病害成因與處理技術

鄭淑靈

（山西省晉中路橋建設集團有限公司，晉中 030600）

隨著我國工程建設的大規模展開，水泥混凝土路面在全國公路工程建設中得到了廣泛應用。高速公路及較低等級的公路（收費站及工廠路面等）均由水泥混凝土鋪設而成。水泥混凝土路面優點顯著，其承載力高、耐磨性好、使用壽命長、后期養護簡單且經濟性良好。特別是水泥混凝土路面的抗磨耗能力明顯優于瀝青混凝土路面，其工程應用取得了令人鼓舞的效果。但隨著水泥混凝土路面的廣泛使用，其缺點也暴露于眾。水泥混凝土路面韌性低，其受溫度、濕度等外界環境影響較大。同時由于國家相應規范的不完善，其施工質量往往得不到有效保障，在公路養護管理制度不健全的條件下，水泥混凝土路面極易出現各種病害。該文簡要介紹了水泥混凝土路面在工程實踐中的常見病害，并詳細分析了其成因，在此基礎上提出了相應的處理方法，以期同廣大同行共同討論提高。

1 水泥混凝土路面常見病害

1.1 水泥混凝土路面接縫處的常見病害

1）水泥混凝土路面接縫及周邊處被擠碎。脹縫作為水泥混凝土路面的一種常見結構，其設置一般是為了防止因環境的溫度變化而造成的混凝土路面的熱脹冷縮而造成的破壞。水泥混凝土路面接縫及周邊處被擠碎病害常出現在水泥混凝土路面橫縫兩側10cm寬度的范圍內。當脹縫內的滑動傳力桿位置放樣不正確時，其功能往往不能有效實現，在施工條件下，一旦在脹縫內存在局部混凝土的搭連現象或在脹縫內進入剛度較大異物的情況下，混凝土板的伸長就會受到阻礙。混凝土在溫度作用下發生膨脹時由于受到了上述阻礙，在局部范圍內其擠壓應力一旦超過混凝土的抗剪強度，就會產生混凝土的擠碎破壞。

2）水泥混凝土路面接縫處拱起。通過1）的分析，在混凝土路面受溫度作用膨脹時，由于阻礙的存在還有可能導致接縫處兩側混凝土面板的上拱。這常常是因為混凝土板在溫度較低的環境下收縮時，其填料縫失效，剛度較大的異物落入填料縫并將其塞滿。當季節性的溫度再次提高時，混凝土板的接縫處就會產生較大的壓應力，從而使混凝土板在局部出現屈曲，進而造成水泥混凝土路面接縫處的拱起。

3）水泥混凝土路面橫向接縫兩側的混凝土路面板出現相對豎向位移，即水泥混凝土路面板發生錯臺病害。當脹縫下部嵌縫板與上部縫隙未能有效對齊，或者脹縫兩側的混凝土路面板壁面不平整時，其脹縫兩側的路面板在擠壓的過程中會因擠壓受力不共線而上下錯開導致錯臺病害。此外，在水泥混凝土路面的使用過程中，由于在橫向接縫處防滲處理不到位，造成地表水深入地基。地基在水的作用下承載力降低傳力效果變差，這也可能導致錯臺病害的發生。當然，在公路路面荷載大且橫向分布均勻的情況下，也可能在縱縫處產生錯臺現象。

4）水泥混凝土路面接縫處唧泥，即當車輛通過接縫處時縫內噴出稀泥的病害。在水泥混凝土路面的使用過程中存在車輛荷載的反復作用，水泥路面板基層由于長期的荷載而積累了足夠的塑性變形造成水泥混凝土路面板的局部脫空，地面水經橫縫或縱縫匯集并積累在此類的脫空空間內，一旦有車輛通過，急劇增加的壓力將上述積水同基層內的土料沿縫隙噴濺而出造成唧泥病害。唧泥病害的發生往往意味著水泥混凝土路面板邊緣的局部支撐失效，在工程實踐中應予檢測并處理。

除此之外，縱縫處的病害如縱縫縫隙拉寬填料丟失和脫落也是接縫處的常見病害。

1.2 水泥混凝土路面混凝土板的常見病害

1）水泥混凝土路面混凝土板的病害首先表現為混凝土板的開裂，具體表現為混凝土板的橫向開裂和縱向開裂。

橫向裂縫指垂直于行車方向的有規則的混凝土裂縫，水泥混凝土板的收縮及加工是引起此類病害的最常見的原因。失水干縮裂縫是由于混凝土表層結合水喪失，體積收縮而產生的橫向裂縫，此類裂縫常常發生在混凝土的水化和硬化階段的早期。混凝土冷縮引起的橫向裂縫是由于在溫度作用下，沿線路方向產生的冷縮壓應力過大而導致混凝土拉裂而形成裂縫。

縱向裂縫是與行車方向平行或基本平行的裂縫。路基填料不均勻造成的線路方向的剛度不平順是造成此類裂縫的主要原因之一。此外，路基含水量不均勻與施工方法不當等造成的線路方向的幾何不平順也是造成此類裂縫的主要原因。

實際工程中，還常常存在兩條及以上的相互交叉的裂縫，即交叉裂縫。交叉裂縫的產生可簡單總結為：（1）水泥混凝土路面混凝土板自身承載力不足；（2）路面基層和路基的強度不足；（3）施工材料，尤其是水泥的穩定性差，造成其澆筑過程中水泥混凝土路面造成大面積網裂。

2）水泥混凝土路面混凝土板出現坑槽、孔洞等破壞。水泥混凝土是一種由多種不同的材料混合制成的膠凝混合建筑材料，由于其內部材料分布的不均勻而極易形成局部混凝土強度低。由于粗骨料和細骨料的分布不均，在局部可能形成具有既定規模的洞穴，即混凝土板出現孔洞。而因混凝土板表面骨料脫落形成的長槽，即為混凝土板的坑槽。混凝土板坑槽、孔洞產生的根本原因是混凝土水膠比及配置過程中的級配不合格或混泥（凝）土集料中含有不同程度的雜物。

2 水泥混凝土路面病害成因分析

2.1 路基路面排水不暢，水穩定性差

目前，水泥混凝土路面的橫向縫都是采用瀝青灌縫，縱縫為施工縫不灌縫，這樣很容易使水滲透進路面以下，破壞基、墊層的穩定。路基上部土變濕、變軟后，出現基層承載力下降、地基產生不均勻下沉的現象。產生的唧泥將基層細料沖走導致板端脫空，路面板塊松動、錯臺，板角冒漿，最后出現斷板、碎板。

2.2 車輛荷載超重

我國近十年的經濟增長遠超預期，其交通量增長也遠超設計預期。在此基礎上，路面所受荷載也遠超設計荷載，其直接導致了水泥混凝土路面混凝土板斷裂、破碎等病害頻發，加之混凝土板的疲勞現象顯著增強造成水泥混凝土路面使用壽命明顯降低。

2.3 施工質量控制不嚴

目前，還有很多水泥混凝土道路采用的是二灰基層。這種基層形式強度本身不是很好，加之在施工中拌和也不均勻，壓實度不夠，造成基層不板結，局部還有松散現象，在此條件下其基層強度必然達不到設計要求。在公路交付使用后，混凝土板底拉應力因基層剛度不足會明顯增大，隨著時間的推移，使板底出現裂縫，再貫穿整個混凝土板，最終導致混凝土板出現斷板這類嚴重病害。

2.4 公路路面養護不到位

水泥混凝土路面工程施工過程中，其灌入伸縮縫中的瀝青材料在工作2～3年后老化現象嚴重，如不及時進行更換，一旦將雨水或路面積水深入伸縮縫中將會對路面工程的基層、路基工程總的路基造成永久性破壞，其防治難度極大。此外，若邊溝等防滲防水構造不通暢也會導致路基承載力下降或路基沉降等一系列病害問題。在公路的養護過程中，切莫只重視病害的防治而忽略了對水的處理，否則只能進一步加劇病害的發生發展。

3 水泥混凝土路面病害處治技術

3.1 對水泥混凝土路面接縫處擠碎的處治方法

水泥混凝土接觸處對雜物的要求較高，在公路養護管理過程中必須對雜物進行定期處理，以保證接縫功能的正常使用。對已發生擠碎的接縫，由于雜物的作用，其破壞面積會加速增大。對小面積的擠碎破壞，在只有1～3cm輕微破壞的條件下，可對接縫處的雜物進行簡單的清理并對已破壞的混凝土進行補平。上述處理方法可遏制避免擠碎破壞的發展趨勢，也是在擠碎面積較小時的理想處理方法。當擠碎面積較大時，根據受破壞混凝土路面的高度和寬度，將混凝土路面用大型切割機械切開，清理切割槽內的雜物。待切割槽坑內基本晾干后，用（水泥）瀝青混凝土將坑槽補平，以防止此類病害再次發生。

3.2 對水泥混凝土路面脹縫處拱起的處治方法

脹縫拱起作為水泥混凝土路面的一種典型病害，在其病害發生發展前一般很難發現。而脹縫拱起一旦發生就會迅速發展并導致脹縫兩端混凝土路面板的破壞。因此我們必須采取切實有效的措施處理脹縫的拱起。在工程實踐中，應及時拆除被拱起損壞的混凝土路面板，并局部重建水泥混凝土路面，最大程度降低脹縫拱起對公路交通運輸的影響。

3.3 對水泥混凝土路面接縫處錯臺的處治方法

水泥混凝土路面發生錯臺病害時，應根據錯臺發生的嚴重程度對其進行相應處理，具體闡述如下：

1）對輕微錯臺或不太嚴重的錯臺病害而言，應及時清理錯臺部分或其裂縫部分并酌情清理相應路面。然后，用瀝青砂或密級配瀝青混凝土將其夯實補平以恢復路面行車的平順性，保證路面交通的正常運行。

2）當錯臺病害發生較嚴重，即水泥混凝土路面相鄰混凝土板有翹起現象時，應及時切割掉水泥混凝土板的翹起部分，然后采用新的水泥混凝土對路面進行修補。

3）當連續多塊混凝土板均發生錯臺病害時，其一般情況下往往伴隨著混凝土板的龜裂現象。若混凝土板使用時間尚短，可用高壓噴射混凝土來對路面進行修補；若混凝土板使用年限較長，則建議拆除發生錯臺病害的水泥路面混凝土板塊，并重建路面。

3.4 對水泥混凝土路面裂縫的處治方法

水泥混凝土路面的裂縫形式多種多樣，應根據裂縫的寬度采取相應的技術手段進行處治。對寬度小于0.5mm的表面裂縫，其寬度和長度往往不會再度發展，公路養護過程中可采用注漿法或灌漿法對表面裂縫進行修補。對寬度較大的裂縫（0.5～3mm）或者結構裂縫，工程實踐中往往采用擴縫灌漿法進行處理。對裂縫寬度大于3mm的裂縫或者通長、通厚裂縫，應及時采用環氧樹脂進行閉縫處理。

3.5 對水泥混凝土路面混凝土板孔洞、坑槽的處治方法

在公路路面工程的施工過程中，由于施工工藝及管理細節的丟失，極易造成水泥混凝土路面混凝土板的孔洞、坑槽，此類病害嚴重影響行車的安全性和舒適性。對水泥混凝土路面混凝土板坑孔洞、坑槽的處治應集中在施工過程中。保證混凝土集料中無土塊、泥塊等雜物，同時確保混凝土無離析在振動過程中充分搗實并攪拌充分（均勻）是防治此類病害的關鍵。當孔洞、坑槽出現后應將其鑿成規則的坑槽，在進行清理后用瀝青（水泥）混凝土進行修補并夯平。

4 結 語

水泥混凝土路面的病害形式多種多樣，其成因也不一而足，但其主要成因集中在路基強度不均、接縫功能失效、施工不規范和養護管理不足。在工程實踐中，廣大從業人員應從實際出發，對癥下藥，必然會達到事半功倍的效果。廣大公路從業人員應根據當地的地質狀況結合相應的施工技術資料做好水泥混凝土路面的預防、養護、處治工作，以延長公路的使用壽命。只有這樣，行車過程中的安全性與舒適性才能得到有效保障。

［1］雷迎松.高速公路某服務區水泥路面病害成因分析及處治措施［J］.山西交通科技，2012，40（3）：35－36.

［2］李 林，王 瓊.淺析車輛超載對水泥混凝土路面的破壞作用及對策［J］.公路，1998，43（11）：36－39.

［3］鄭錦得，余少君.水泥混凝土路面病害原因及施工預防措施淺析［J］.中國西部科技，2005，4（09A）：4－6.

［4］姜海林.淺析水泥混凝土路面開裂的原因及防治［J］.湖南交通科技，2003，29（1）：40－41.

［5］林俊杰.淺析水泥混凝土路面的病害成因與處理方法［J］.山西建筑，2008，34（21）：284－285.

［6］傅志勇.淺析水泥混凝土路面裂縫的成因及預防措施［J］.西部探礦工程，2005，17（5）：167－168.