公路水泥路面的管理及養(yǎng)護(hù)措施分析

李曉峰

佳木斯市公路管理處，黑龍江佳木斯 154003

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平整體穩(wěn)中向好，我國(guó)居民的生活水平得到了顯著的提高。這其中最為顯著的表現(xiàn)就是我國(guó)居民出行的手段更加豐富、出行也更加便捷。而這離不開(kāi)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平整體提升大背景下，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的整體發(fā)展。尤其是伴隨著改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)公路交通不論從建設(shè)里程上看，亦或是從覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上看均取得了明顯的成績(jī)。目前，我國(guó)的道路交通主要以使用水泥混凝土以及瀝青混凝土路面為主。

一般而言，瀝青混凝土公路主要適用于較高等級(jí)的公路以及城市內(nèi)部道路。而水泥混凝土公路則主要適用于較低等級(jí)的公路以及農(nóng)村道路。這也主要是考慮到高等級(jí)公路以及城市內(nèi)部道路中所行駛車(chē)輛自身重量較輕，對(duì)路面的損耗較少。而較低等級(jí)道路以及農(nóng)村道路經(jīng)常會(huì)有運(yùn)輸車(chē)輛經(jīng)過(guò)，需要耐老化、強(qiáng)度高的道路。但是需要注意到，雖然水泥混凝土公路具有更高的強(qiáng)度，但伴隨著使用年限的增長(zhǎng)，即使是水泥混凝土路面也會(huì)受到各種類(lèi)型的損傷進(jìn)而出現(xiàn)包括裂痕、塌陷等多種情況的病害，嚴(yán)重威脅到水泥混凝土路面的使用安全以及人們的出行安全。因此，有必要從水泥混凝土路面的日常管理、養(yǎng)護(hù)、病害的處置等角度入手分析公路水泥混凝土路面的管理和養(yǎng)護(hù)措施，進(jìn)而保證人們的出行安全、延長(zhǎng)公路的使用年限。

1 公路水泥路面的常見(jiàn)病害成因分析

目前我國(guó)公路在種類(lèi)上主要包括瀝青混凝土公路以及水泥混凝土公路。其中，瀝青混凝土路面屬于柔性路面。瀝青混凝土路面的優(yōu)勢(shì)在于具有良好的減震效果。尤其是配合機(jī)動(dòng)車(chē)自身所具有的減震效果，使得機(jī)動(dòng)車(chē)乘坐的舒適性更為優(yōu)良，且其所產(chǎn)生的噪音也較小。不僅如此，對(duì)于瀝青混凝土路面而言，由于其對(duì)地基以及路基自身潛在的變形和沉降具有一定的適應(yīng)性，因此在修復(fù)速度上也具有一定的優(yōu)勢(shì)。但在溫度穩(wěn)定性上表現(xiàn)較差。

對(duì)于水泥混凝土路面而言，其屬于剛性路面，優(yōu)勢(shì)在于具有更高的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性。這主要是由于其具有耐老化以及強(qiáng)度高的特征。但是其缺點(diǎn)也較為明顯，相對(duì)于瀝青混凝土路面，其減震效果較差、噪音也較大。不僅如此，水泥混凝土路面在適應(yīng)路基的屬性上也不如瀝青混凝土路面具有優(yōu)勢(shì)。目前，在我國(guó)較低等級(jí)的公路以及農(nóng)村道路中多使用水泥混凝土公路。由于水泥混凝土公路在路基的適應(yīng)性上較差。這就使得水泥混凝土路面極容易出現(xiàn)路面沉降、路基翻漿、路面出現(xiàn)裂縫等各類(lèi)病害和破損。而造成上述各類(lèi)病害的原因大致包括以下幾點(diǎn)：

首先，水是造成水泥混凝土路面出現(xiàn)病害的較為重要的因素之一。傳統(tǒng)的水泥混凝土路面的橫縫大多采用瀝青完成灌縫，而縱縫則不進(jìn)行灌縫的操作。不僅如此，路肩盲溝也大多沒(méi)有進(jìn)行排水的設(shè)計(jì)和施工。這就容易導(dǎo)致水泥混凝土路面存在著排水設(shè)施不健全的問(wèn)題。如果水泥混凝土路面在維護(hù)、保養(yǎng)工作中也沒(méi)有得到足夠的重視，一旦使用年限較長(zhǎng)，尤其是承擔(dān)運(yùn)輸車(chē)輛時(shí)間較長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)路面板塊之間出現(xiàn)相互擠壓或者低洼地排水困難等現(xiàn)象。其中，當(dāng)路面板塊之間出現(xiàn)相互擠壓之后，原有的路面橫縫連接之處的填縫料就會(huì)出現(xiàn)老化或者破損的問(wèn)題，進(jìn)而使得路面上的雨水或者積水沿著裂縫處逐漸滲入到路基上，并給路基帶來(lái)老化、破損以及沉降等各類(lèi)問(wèn)題。而當(dāng)路面出現(xiàn)了低洼處排水困難的問(wèn)題時(shí)，就會(huì)使得路面兩側(cè)產(chǎn)生大量的積水，而積水在毛細(xì)作用的帶動(dòng)下又會(huì)逐漸向路基兩側(cè)以及路基的上部延伸和滲透，最終，水泥混凝土路面在運(yùn)輸車(chē)輛等重量載荷較大的車(chē)輛反復(fù)作用下會(huì)使得路基出現(xiàn)承載力不足而出現(xiàn)不均勻下沉的現(xiàn)象。不僅如此，當(dāng)路基下沉較為嚴(yán)重后還會(huì)產(chǎn)生唧泥。而唧泥又會(huì)將路基的細(xì)料沖走并導(dǎo)致路面板塊之間出現(xiàn)松動(dòng)、冒漿、錯(cuò)臺(tái)等較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

其次，各類(lèi)車(chē)輛，尤其是運(yùn)輸車(chē)輛的超載也會(huì)造成水泥混凝土路面出現(xiàn)病害。雖然水泥混凝土路面的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)在于其耐老化以及承壓能力強(qiáng)。但在我國(guó)的低等級(jí)公路以及農(nóng)村公路中要承擔(dān)著相當(dāng)數(shù)量的運(yùn)輸車(chē)輛。而部分運(yùn)輸車(chē)輛為了獲取更高的利潤(rùn)往往會(huì)通過(guò)加高車(chē)廂或者加厚大梁的方式而存在著超載的現(xiàn)象。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，雙軸運(yùn)輸車(chē)輛的總重量基本保持在25t左右，而三軸運(yùn)輸車(chē)輛的總重量基本保持在35～45t左右，這也是水泥混凝土路面所設(shè)計(jì)的承壓上限。一旦運(yùn)輸車(chē)輛私自進(jìn)行加高車(chē)廂、加厚大梁的操作就會(huì)而超過(guò)水泥混凝土路面自身所設(shè)計(jì)的承載負(fù)荷，出現(xiàn)超載的現(xiàn)象。而超載的運(yùn)輸車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間在水泥混凝土路面上行駛會(huì)給路面本身帶來(lái)較大的負(fù)荷并造成路面板塊的疲勞，最終也會(huì)造成水泥混凝土路面斷板、碎板等問(wèn)題的發(fā)生。

第三，水泥混凝土路面在最初的設(shè)計(jì)方面存在缺陷或者問(wèn)題也會(huì)造成路面出現(xiàn)各類(lèi)病害。在水泥混凝土路面施工建設(shè)之初會(huì)根據(jù)路面的使用性質(zhì)、用途等因素對(duì)路面建成之后的交通流量進(jìn)行一定的預(yù)測(cè)，進(jìn)而根據(jù)預(yù)測(cè)以對(duì)路面的基層和面層的厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。當(dāng)交通流量預(yù)測(cè)與實(shí)際使用量存在一定的差異時(shí)，尤其是交通流量預(yù)測(cè)較實(shí)際使用偏小時(shí)就會(huì)導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的路面難以承受相應(yīng)的路面承載壓力，進(jìn)而給路面帶來(lái)一定的損傷。不僅如此，隨著近年來(lái)我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的快速增長(zhǎng)以及超載車(chē)輛的持續(xù)增多，原有的水泥混凝土基層和面層的設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)輸車(chē)輛的承載需求并最終嚴(yán)重影響了水泥混凝土路面的使用壽命。在這一大背景下，各種水泥混凝土路面病害也隨之出現(xiàn)。

第四，針對(duì)水泥混凝土路面的日常養(yǎng)護(hù)工作不到位也在一定程度上加劇了路面出現(xiàn)病害的頻率和程度。根據(jù)水泥混凝土路面的日常養(yǎng)護(hù)規(guī)定，當(dāng)路面出現(xiàn)了包括脹縫、縮縫等病害時(shí)需要使用瀝青進(jìn)行灌縫的操作。同時(shí)，當(dāng)水泥混凝土路面使用年限達(dá)到3年左右時(shí)，由于填縫處所使用的瀝青材料會(huì)出現(xiàn)老化和松脫的現(xiàn)象，也需要及時(shí)使用瀝青進(jìn)行填縫工作。如果沒(méi)能夠及時(shí)進(jìn)行填縫，就會(huì)發(fā)生雨水滲透到路基的現(xiàn)象，進(jìn)而嚴(yán)重地?fù)p壞路基和墊層，并使得路面在接縫處出現(xiàn)破損的現(xiàn)象。因此，需要定時(shí)、定期的對(duì)水泥混凝土路面開(kāi)展維護(hù)和保養(yǎng)工作。

2 公路水泥路面病害預(yù)防及管理措施分析

在我國(guó)的交通運(yùn)輸體系中，基礎(chǔ)公路是重要組成部分。在對(duì)水泥公路的施工、管理和養(yǎng)護(hù)工作中主要以預(yù)防為主、防治結(jié)合為基本方針。即在水泥公路還沒(méi)有出現(xiàn)較為嚴(yán)重的病害時(shí)就及時(shí)地開(kāi)展相應(yīng)的修補(bǔ)工作。而通過(guò)上述討論可以看出水泥混凝土路面如果沒(méi)有及時(shí)、定期開(kāi)展維護(hù)和保養(yǎng)工作就會(huì)存在一定的損害。因此，需要定期對(duì)路面開(kāi)展相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作以保證路面的正常使用、減少因路面存在病害而給車(chē)輛行駛造成影響。事實(shí)上，水泥混凝土路面病害的預(yù)防以及養(yǎng)護(hù)工作可以從設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)3個(gè)方面入手開(kāi)展相應(yīng)的工作。

2.1 設(shè)計(jì)層面

根據(jù)我國(guó)有關(guān)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)理論，已經(jīng)在設(shè)計(jì)之初考慮到了溫度給水泥混凝土路面所造成的影響。但需要注意到，這一設(shè)計(jì)理論制定之初時(shí)的年車(chē)輛通行量與現(xiàn)階段我國(guó)年車(chē)輛通行量已經(jīng)存在很大的差異。尤其是在近年來(lái)車(chē)輛保有量呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)的大背景下，水泥混凝土路面所要承擔(dān)的載荷已經(jīng)在急劇地增長(zhǎng)。加之在低等級(jí)公路以及農(nóng)村公路中經(jīng)常出現(xiàn)的運(yùn)輸車(chē)輛超載現(xiàn)象，使得根據(jù)設(shè)計(jì)理論所給出的路板厚度存在較薄的問(wèn)題。而一旦路板厚度較薄就難以承受較大的沖擊破壞動(dòng)能。因此，在現(xiàn)階段開(kāi)展水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮到車(chē)輛通行量的增長(zhǎng)，尤其是要重視在未來(lái)數(shù)年里車(chē)輛通行量的增長(zhǎng)，進(jìn)而給出一定的提前量并充分重視應(yīng)力的計(jì)算。

具體而言，在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)工作時(shí)，要逐漸由靜力學(xué)計(jì)算向動(dòng)力學(xué)計(jì)算轉(zhuǎn)變，通過(guò)適當(dāng)?shù)丶哟舐访娴脑O(shè)計(jì)厚度以及用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方式增強(qiáng)路面對(duì)沖擊荷載的承受力。同時(shí)，針對(duì)軟基路段、橋頭下挖路段以及填挖路段等交換頻繁、承壓較大的路基上還需要開(kāi)展相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。還需要通過(guò)提高路基的耐沖刷和彎沉均勻性而進(jìn)一步提高路基的穩(wěn)固性。這就要求在材料設(shè)計(jì)的選取上需要充分地結(jié)合本地氣候特征以及車(chē)輛通行量等因素，進(jìn)而選取適當(dāng)?shù)牟牧稀＞唧w而言，在路基基層之下，當(dāng)?shù)叵滤惠^高或者地處多雨區(qū)域時(shí)，需要額外設(shè)計(jì)并建設(shè)具有一定厚度的用于滲透排水的墊層。而對(duì)于溫度較低的嚴(yán)寒或者高原地區(qū)，在路基基層之下除了考慮設(shè)計(jì)有排水層還需要設(shè)計(jì)有防凍層。在設(shè)計(jì)層面上還需要提高路板之間接縫所使用材料的質(zhì)量以防止因?yàn)榻涌p材料的膨脹而給路面造成損壞。

2.2 施工層面

在施工層面，第一，需要嚴(yán)格的選擇施工原材料。優(yōu)質(zhì)、嚴(yán)格把控施工材料是保證水泥混凝土路面施工質(zhì)量的前提。這就要求在混凝土配比上保證均勻、配比準(zhǔn)確。同時(shí)，在施工中建議使用機(jī)械式的施工方式以保證路面面板的質(zhì)量。第二，在嵌縫處需要使用混凝土和瀝青。這就要求加強(qiáng)接縫和板角處的振搗工作。當(dāng)板塊成形之后，還需要根據(jù)施工地所處的氣溫和濕度條件進(jìn)行切割。第三，在對(duì)路基基層進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要將施工材料進(jìn)行集中廠拌并使用機(jī)械攤鋪機(jī)開(kāi)展攤鋪工作。當(dāng)基層路面完成整平壓實(shí)工作后進(jìn)行一定的養(yǎng)護(hù)以防止基層出現(xiàn)裂縫或干縮的現(xiàn)象。

2.3 養(yǎng)護(hù)層面

對(duì)于水泥混凝土路面而言，需要及時(shí)進(jìn)行清掃和養(yǎng)護(hù)工作，尤其是對(duì)路面接縫處要定期進(jìn)行清掃以防止接縫處材料出現(xiàn)老化、脫落或者是包括水、石子、泥沙等透過(guò)接縫處滲透到路基之中。同時(shí)，對(duì)于路面上的碎石或者各種較為堅(jiān)硬的物品也要及時(shí)進(jìn)行清掃以防止路面受到往來(lái)車(chē)輛的碾壓而出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。尤其是對(duì)于路面上以及路面兩側(cè)可能存在的積水問(wèn)題，需要通過(guò)建設(shè)相應(yīng)的排水系統(tǒng)和設(shè)施的方式加強(qiáng)路面的排水效果，進(jìn)而防止積水對(duì)水泥混凝土路面和路基造成的危害。

其次，除了建設(shè)有排水系統(tǒng)以防止積水對(duì)路面的危害，還需要對(duì)路面之間的裂縫處使用瀝青進(jìn)行填縫以防止積水滲透入路基而破壞路面的穩(wěn)定性。針對(duì)這一情況，要先對(duì)路面的老舊的填縫材料進(jìn)行清理，進(jìn)而為新的填縫材料的灌入提供基礎(chǔ)條件。在完成陳舊材料清除工作后要將瀝青加熱到150℃左右再將瀝青灌入到填縫處。完成填縫后在瀝青上鋪撒石灰粉以將瀝青固定。

第三，在日常養(yǎng)護(hù)工作中還需要對(duì)脫空板進(jìn)行處置。當(dāng)路面出現(xiàn)隱蔽的脫空板時(shí)，需要及時(shí)對(duì)板塊進(jìn)行更換并使用瀝青進(jìn)行填塞工作，即將已經(jīng)破損的板塊進(jìn)行挖出然后重新鋪筑混凝土板塊。另外，在養(yǎng)護(hù)工作中需要注意因外界溫度的因素而導(dǎo)致的路面病害。水泥混凝土路面往往會(huì)隨著外界溫度的變化而出現(xiàn)細(xì)微的熱脹冷縮現(xiàn)象。同時(shí)，在熱脹冷縮的過(guò)程中還會(huì)釋放出大量的熱能。在這一情況下，板面往往會(huì)因外界溫度過(guò)低而存在收縮的現(xiàn)象，進(jìn)而形成內(nèi)外部的壓力差。一旦外部混凝土受到來(lái)自?xún)?nèi)部膨脹或者收縮的沖擊就會(huì)造成板面的破裂。針對(duì)這一情況，在日常的養(yǎng)護(hù)工作中需要嚴(yán)格關(guān)注各個(gè)切縫之間的距離并在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中適當(dāng)?shù)販p少泥漿的使用。同時(shí)，還可以通過(guò)在高溫天氣下向路面噴水的方式以降低路面溫度、防止路面出現(xiàn)變形的問(wèn)題。不僅如此，開(kāi)展路面的養(yǎng)護(hù)工作還需要建立有定期的巡視和清掃制度。在日常的巡視和清掃過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)裂縫或早期病害時(shí)，需要及時(shí)地采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)工作。