公路水泥混凝土路面裂縫病害分析及對策

林細花

摘要：隨著時代的進步，公路建設行業也在不斷飛速發展。目前交通建設項目，已出現了不少新型路面結構，但混凝土路面結構形式，還普遍存在，特別是地方公路工程。本文結合具體實例，就水泥砼路面產生裂縫種類、特征、影響因素、危害進行了全面的剖析，對怎樣避免以及降低其施工過程中產生裂縫總結出了切實可行的處理措施。

關鍵詞：水泥混凝土路面；裂縫；治理措施

中圖分類號：U418 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—195—03

引言

水泥砼路面擁有十分突出的優點：強度高，應用時間長，常規的維護成本較低：其存在的缺點為：投資高、維修難。今后的道路大修由于專業養護工班的減少，其維修的概率也會越來越大。所以，怎樣科學有效的運用其優點，克服其缺點，盡可能的提高其使用性能和壽命，對以后其路面的建設具有現實的指導作用。在對其實施建設時，不管是在其技術方面還是在管理方式上，仍存在諸多缺陷，需要我們去研究解決。其在道路運行過程中出現裂縫病害等是目前亟待解決的問題。

1工程概況

莆田市324國道（81K+940～87K+780）位于莆田市涵江區境內，東起涵江區與福清市交界處的江口大橋，西至荔涵大道，全長約5.840km。經過多年通行，在自然和汽車荷載的作用下，324國道行車道路面出現多種病害，主要表現為：唧泥、錯臺、接縫碎裂、拱起、縱縫張開、填縫料損壞、紋裂或網裂和起皮、縱橫斷板等。從現場調查情況分析和統計，現在水泥板塊破損率較高，且經常呈邊續斷裂或大面積破損，路面承載力，以及行車的安全性和舒適性都受到了很大程度的影響，因此，應對本段水泥混凝土路面進行大修。根據調研，本次路面改造按照板差彎沉評估法對舊有砼路面板進行換板、注漿、裂縫填充等處理方式修復，使其彎沉達到設計要求值，再選用行車安適、噪聲小、粉塵少更加環保的瀝青混凝土路面，以滿足城市交通發展的需求。

2問題解決思路和原則

路面改造工程必須遵循的原則

①功能要求：改造324國道路面是為了提高道路行車的安全性和舒適性。因此為了達到道路的使用功能要求，不僅設計要適應原路面的具體特點，改造后的道路還要能提供全天候、快速、安全、舒適的服務。

②表面抗滑性能：為滿足路面抗滑特性的要求，應該從瀝青混凝土類型的選擇、集料選擇以及混合料級配設計入手，加強面層抗滑性能。

③高溫穩定性：即擁有較強的抗車轍和抗擠壓破碎的能力，避免車轍過深而影響行車安全。尤其是上面層，陽光直射時會導致路面溫度很高，需要選取抗車轍能力強的上面層路面結構。

④水損害問題：莆田地區的年降水量大于1200mm，為多雨地區，同時臺風盛行。根據對全國大部分高等級公路的早期損害研究發現，水是造成路面早期破壞最主要的原因。因此需要鋪裝層有較強的不透水性，石料跟瀝青的粘附性達到5級，并且結合實際情況在結構設計中注意路面的排水要求。

⑤施工工藝簡單：由于本次改造工程時間緊、任務重，因而在進行施工圖設計時，應充分考慮施工的難易程度，在保證質量的前提下，盡量采用施工工藝簡單，施工進度快的設計方案。

3裂縫、病害的危害及處理

3.1裂縫

（1）危害分析

水泥砼路面剛度大，擴散荷載能力強，穩定性好，但隨著里程的增長，由于交通量增大，交通荷載重型化，行車速度的提高，加上水泥砼路面長期暴露在日灑雨淋，凍融，溫差及各種化學物質侵蝕的自然環境中，加速了結構層和路面層的損壞。裂縫的產生會直接影響到面層和結構層的損壞，因而影響著行車速度，舒適性和安全，因此對裂縫的修補尤其重要。

（2）防治措施

①若縫的縫寬小于1.0cm，用清縫機事前清縫，然后用環氧砂漿灌縫。清縫時，縫壁應垂直，若縫寬小于0.5cm，先擴縫寬度到0.6～1.0cm，深度為2.5～3.0cm，然后用環氧砂漿灌縫；若縫寬大于0.5cm，那么清縫后選擇環氧砂漿直接灌縫。

②當縫寬大于1.0cm，小于1.5cm，若裂縫處無翻漿，且彎沉不大于20（0.01mm），證明基層沒有受影響，在不影響行車安全及舒適性的條件下，清除縫內的所有雜物，深度不小于5cm，最后選取環氧砂漿進行灌縫。

③當縫寬大于1.5cm，采用全深補塊處理。

處理過的混凝土板需要達到彎沉（BZZ-100）小于等于20（0.01mm），彎沉差（BZZ-100）小于等于6（0.01mm）的技術要求。

3.2唧泥

（1）危害分析

唧泥主要是由于外界水從路面接縫或裂縫處侵入路面，然后被行車荷載擠壓出路面（如圖1所示），對水泥混凝土板的下臥層造成沖刷，并將下臥層的細料溶蝕，隨水流泵壓到路表的現象。它容易造成下臥層材料逐漸流失，以及路表殘留大量的細集料污跡。

（2）防治措施

對板底脫空（唧泥）的評定標準：現狀砼板按接縫處主點彎沉≤0.2mm、差異彎沉≤0.06mm雙指標控制，即這兩個指標均需滿足的板不需要處理；若0.2mm<彎沉≤0.45mm或差異彎沉>0.06mm，則采取灌漿法進行處理。

施工過程中按照目測和實測彎沉值相結合的方法考察唧泥脫空板，標記鉆孔的位置，每塊混凝土板需要鉆4～5個孔。鉆孔定位非常緊要，需要長時間的總結經驗，盡量爭取孔位處于脫空深度最大處。鉆孔位置跟板自由邊縫和裂縫的距離不能小于50cm。

施工鉆孔孔位和設計孔位的偏差不大于20cm，注漿孔是注漿漿液的滲透通道，洗孔排渣選用壓縮空氣，禁止將水作為沖洗液。注漿孔鉆孔全是垂直孔，要小于3%的偏差率。鉆孔與注漿協作進行，從外往內實行分序成孔注漿，首先是外圍孔的成孔注漿，當相鄰孔或接縫中冒漿，停止泵送水泥漿間隔45～60分鐘，然后實行中部的成孔注漿。

將水泥沙漿在灰漿拌和機中按1：2的配合比進行拌和，漿液需要在初凝前使用完畢以避免沉淀，同時謹防石塊、雜物摻入漿液。注漿壓力把握在1.5～2.0Mpa，若壓力不足1.5 Mpa，則在0.5～1.0 Mpa時，注漿直到鄰孔或接縫中溢漿為止，或者沒有溢漿但板塊稍有上升（小于等于2cm）。

為避免壓力過度散失，在灌漿過程中溢漿的孔要迅速用圓木塞封堵。在設定的壓力下，當注漿量小于1L/min，并且穩壓2～3min后，如果壓力沒有降低或壓力降低沒有超過5%，就可以正常止漿。

注漿孔在灌漿頭拔出后也要馬上用木塞封堵，避免灰漿返流。全部木塞要保持8～10min后才能拔除。完成全孔灌漿后，用純漿或剩余濃漿拌細砂石封堵鉆孔直到孔口。

板塊灌漿結束后，制止車輛通行，等到灰漿強度達到3.0Mpa以上時方可進行瀝青面層的施工，修復后路面如圖2所示。

3.3錯臺

（1）危害分析

錯臺損壞的發展過程中，接縫的密封性能和基層材料的耐沖刷性是最為關鍵的兩個影響因素。錯臺損壞不但降低了路面平整度，而且在部分板底造成了嚴重脫空。脫空使水泥板處于不利的受力狀態，如圖3（a）所示。當車輪荷載作用于前板脫空上方時，會在板內形成一個強大的彎矩M，該彎矩的反復出現促使水泥板在板端至板中之間的位置經常發生橫向斷裂，如圖3（b）所示。

（2）防治措施

5mm<錯臺高差≤20mm的錯臺，可采用銑刨處理，將較高一側的板塊邊緣在50 cm范圍內，按斜度削平至與下沉板邊緣齊平：錯臺高差>20mm的嚴重錯臺，采用灌漿頂升，頂升后剩余的錯臺采用銑刨，銑刨后相鄰板的相對高差控制在5mm內。本工程先用人工將高出的錯臺板基本鑿平，然后用磨平機再磨平，并清縫灌入填縫料，修補后路面如圖4所示。

3.4接縫碎裂

（1）危害分析

接縫屬于水泥混凝土路面的脆弱環節，接縫兩端易被傾斜剪切擠碎。接縫擠碎是指在靠近橫向和縱向兩邊的數十厘米的寬度范圍內，路面板熱脹受阻，發生較高的熱壓應力而擠壓成碎塊，如圖5所示。接縫的碎裂導致傳力桿接連失效，相鄰兩塊混凝土板間失去牽制，導致板塊的自由度變大。由于傳力桿安裝平行度不足、傳力桿瀝青涂層過厚或脫落、漏裝套筒、留縫過寬、縫內填料老化消散等因素導致水泥混凝土脹縫變得有相當高的破壞率。而接縫的破壞將會增加混凝土板上的瀝青罩面層出現反射裂縫的可能性。

（2）防治措施

接縫作脹縫修補時，首先要用建筑熱瀝青涂刷縫壁，再將接縫板嵌進縫內。用填縫料將對接縫板接頭及接縫與傳力桿之間的間隙灌實抹平，上部用嵌縫條的要及時壓入嵌縫條。

用加熱式填縫料進行修補時，首先要將填縫料加熱到灌入溫度，去除雜物，倒入填縫機內進行填縫。在填縫的同時，宜用鐵鉤來回拌動，以增加與縫壁的黏結以及填縫的飽滿。當施工氣溫較低時，需要先將接縫用噴燈進行預熱。加熱施工式填縫料的技術要求見表1。填充維修之后，再在道路橫縱縫上鋪設50cm型抗裂貼，減緩道路裂縫反射。

4結論

近年來國家在加大對公路建設的同時，對破損或未達到等級公路的原有國道、省道也在逐年加大投資力度，因為對原有道路的等級改造更有利于國家有限資金的發揮。投資少、見效快、收益高，這是舊有路面改造與投資新建公路相比的顯著優勢。其中加鋪不同厚度的水泥混凝土路面又是舊有路面改造的一種重要形式。因此就必須要求我們工程建設者本著對國家負責的態度采用多種有效措施，著重在水泥混凝土路面施工過程中防止各種裂縫的出現，而不是等著裂縫出現甚至引起斷板等各種質量問題后再去處理問題。