重視水泥混凝土路面路基和基層的質(zhì)量

陳濤 郭鵬飛 王志威

摘 要：本文通過實(shí)例論述了水泥混凝土公路路基、基層的重要性，提出了提高強(qiáng)度的措施。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；路面；基層；質(zhì)量

水泥混凝土路面以其強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性長、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少而廣泛用于通鄉(xiāng)、通村公路。興安盟自2003年以來，已經(jīng)修筑水泥混凝土公路945公里。有一些公路不同程度地出現(xiàn)了病害。本文主要對(duì)路基和基層強(qiáng)度不夠出現(xiàn)的病害提出一些防治措施，以供同行參考。

實(shí)踐證明：水泥混凝土路面的損壞尤其是早期損壞大多數(shù)原因是路基不穩(wěn)定，不均勻沉降和基層壓實(shí)度不夠，板底支撐不穩(wěn)定，造成裂縫、斷板及沉陷等病害，路基和基層強(qiáng)度不足的問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過面板本身問題帶來的損壞。由于通村、通鄉(xiāng)水泥路的建設(shè)大多是由當(dāng)?shù)亟M織施工，往往忽視 路基和基層的壓實(shí)問題。

1 路基和基層壓實(shí)對(duì)水泥路質(zhì)量的作用

現(xiàn)有水泥混凝土路面板的力學(xué)分析是建立在板底均勻支撐的假設(shè)之上，因此，在路基或基層局部沉降不勻的路段上，這種假設(shè)如果得不到滿足，勢必產(chǎn)生一定的附加應(yīng)力。有關(guān)研究表明，由于支撐不均勻引起的應(yīng)力可增大20%～140%，過大的應(yīng)力將急劇地減少面板的使用壽命，甚至?xí)?dǎo)致面板在一次較大的荷載作用下發(fā)生斷裂損壞。

施工中如果路基壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)產(chǎn)生較大的沉降量，出現(xiàn)底板脫空現(xiàn)象，繼而產(chǎn)生面板斷裂破碎等病害。因此，施工規(guī)范明確規(guī)定：對(duì)于高速公路、一級(jí)公路和國家主干線二級(jí)公路，要對(duì)橋涵兩側(cè)、較弱路基、高填方路基、填挖交界處等處的土基進(jìn)行連續(xù)沉降的觀測，并采取切實(shí)有效的措施保證路基穩(wěn)定。

通縣、通鄉(xiāng)小水泥路沒有力量也沒有必要去連續(xù)觀測路基沉降量，但有必要也必須達(dá)到規(guī)范要求的密實(shí)度。

據(jù)筆者和有關(guān)單位對(duì)有關(guān)路段的實(shí)地調(diào)查，因?yàn)槁坊蚧鶎訅簩?shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，而又鋪筑了路面，路基和基層自然沉降的幅度很大，板底局部與基礎(chǔ)表面最大間隙有的竟達(dá)到10毫米之多；某膨脹土路基是新建二級(jí)路，還沒有通車就發(fā)現(xiàn)多處填挖處路面開裂，經(jīng)開挖發(fā)現(xiàn)此處路基沉降量達(dá)5.0厘米，局部底板脫空達(dá)10厘米，在目前超載、重載的交通作用下，破壞速度必定加快。

2 對(duì)路基沉降不均勻采取的措施

2.1 減少不均勻沉降。首先，要提高施工人員和指揮人員對(duì)壓實(shí)度的認(rèn)識(shí)。有的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為有那么厚的水泥混凝土板（規(guī)范規(guī)定在18厘米以上），抗壓，壓不壞，對(duì)路基壓實(shí)度的要求可以放松一些，這是極其錯(cuò)誤的想法和做法。路基是百病之源，沒有穩(wěn)定、密實(shí)、勻質(zhì)的路基作支撐，水泥混凝土路面的壽命絕不會(huì)長久。

2.2 提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)橋涵兩側(cè)、較弱路基段、高填方路段、填挖交界處的路基，其壓實(shí)度應(yīng)比《公路路基建設(shè)規(guī)范》（JTJOB—95）的要求提高一級(jí)，即將規(guī)定的93%區(qū)提高到95%，95%區(qū)提高到96%，97%區(qū)提高到98%。提高壓實(shí)度多花一點(diǎn)費(fèi)用，但比出現(xiàn)病害再治理的費(fèi)用少得多，而且還有很好的社會(huì)效益。

2.3 地質(zhì)不良地段要預(yù)先處理。如果遇到低洼路段、沼澤或稻田地，路線無法繞行又必須通過時(shí)，要用土工織物或塑料布處理好地下水；如果用石灰土或水泥進(jìn)行改善，具體摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定，關(guān)鍵是石灰或水泥與土要拌和均勻。

2.4 防止?jié)B水。路肩除保護(hù)路面外，還有排水功能。路肩橫坡要與路面橫坡相同，或略大于路面，要與路面板連接平順、密實(shí)。如若設(shè)土路肩，橫坡大于路面橫坡1%～2%，或者設(shè)排水盲溝，或者鋪設(shè)粒料排水層，確保滲入基層的水分順利排除，切不可形成路肩把面板圍成“蓄水槽”形式。水滲入基層，不僅能降低強(qiáng)度，如果排不出去，還可能形成凍脹，非常容易形成路面病害。在水穩(wěn)性差的路段，雨季過后，要清理邊溝，適量加深，以利路基中水分順利排出。

3 基（墊）層的重要性和施工要求

3.1 基層的作用。基層是設(shè)在面層下的結(jié)構(gòu)層。主要承受由面板傳遞的車輛荷載，并將荷載分布到墊層和土基上。在行車荷載下，面板與基層共同承受荷載，以下兩個(gè)例子可以證明基層的重要作用：

突泉縣突泉鎮(zhèn)至寶石公路72公里，2005—2006年改建為水泥混凝土路面，設(shè)18厘米水泥穩(wěn)定砂礫基層，水泥劑量5%。是迄今為止興安盟修筑的質(zhì)量最好的一條水泥混凝土公路，使用了5年，基本沒有病害。而這個(gè)縣的另外一條水泥混凝土路24公里，2007年竣工。 這段公路在1996年以前是111國道，為砂石路，經(jīng)上百年的行車碾壓，幾十年的專業(yè)養(yǎng)護(hù)，路基的強(qiáng)度是很好的。水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)為20厘米天然碎石土墊層，20厘米級(jí)配砂礫基層，20厘米水泥混凝土板。行車2年后，全線面板出現(xiàn)裂紋，斷板及沉陷損壞，比比皆是。通過研究、分析，其原因是基層強(qiáng)度不夠，不是水泥穩(wěn)定基層，也有超載超限為逃費(fèi)而集中在這條路上的原因，但不是主要的。如果設(shè)水泥穩(wěn)定基層，按5米寬路面計(jì)算，5%水泥劑量，每公里只是多用5萬元的水泥款，但如果使用幾年后就翻修，每公里就需要20萬元，而且路況質(zhì)量不好期間，社會(huì)效益也不好，翻修期間，又不能正常通車，走便道，影響社會(huì)效益。

3.2 基（墊）層材料。通鄉(xiāng)、通村小水泥路的行政等級(jí)和技術(shù)等級(jí)一般較低，交通量也比干線公路小得多，又受資金的限制，所以在土基上只設(shè)一層結(jié)構(gòu)層，既是墊層也是基層，厚度一般的都在18-22厘米，這就需要在材料上和壓實(shí)度上下功夫。材料應(yīng)是經(jīng)過選擇的天然砂礫，級(jí)配合理，含泥量不能超過3%，最好能摻入一定比例的機(jī)軋碎石，增加內(nèi)摩阻力，基層的強(qiáng)度會(huì)更好。因?yàn)榭梢跃偷厝〔模軌蚪档驮靸r(jià)，但是必須要保證壓實(shí)度。

基層厚度一般為等厚，基層橫坡可與路面相同，也可以比路面稍大0.15%～0.20%，但不得小于路面橫坡。這實(shí)際上是將行車道的面板邊緣加厚了，面板設(shè)計(jì)厚度以內(nèi)側(cè)最薄部位的厚度為準(zhǔn)。將基層頂面做成加大橫坡形式，這是針對(duì)我國各級(jí)公路和面板的破壞最先從行車道兩側(cè)邊緣開始斷裂的現(xiàn)狀提出來的做法，是從大多數(shù)重車行駛的位置、交通量、超軸載的作用大小及面板使用壽命等因素綜合考慮的。是一種正確的方法，通鄉(xiāng)、通村小水泥路設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)參考這一做法，因?yàn)樾拗男∷嗦范急容^窄，3.5～6米不等，在會(huì)車時(shí)更容易壓到邊緣部分，適量對(duì)這一部分加厚，將會(huì)延長小水泥路的使用時(shí)間。

3.3 基層溫縮、干縮裂縫預(yù)先進(jìn)行處理。對(duì)基層產(chǎn)生的非擴(kuò)展性的溫縮、干縮裂縫應(yīng)灌注瀝青密封防水，進(jìn)行修復(fù)的目的是防止施工期間面板強(qiáng)度正在發(fā)展過程中產(chǎn)生反射斷板。

3.4 路基填料的產(chǎn)地和質(zhì)量要一致，更換填料時(shí)，一定要注

意接茬處的壓實(shí)度。否則，會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，產(chǎn)生面板斷裂等病害。