柳卫红

（岳阳市一零七国道养护中心新市养护所，湖南 岳阳 414000）

水泥混凝土路面，是以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，包括素混凝土路面、钢筋混凝土路面、预应力混凝土路面等类型。该类工程的优点是刚度大、稳定性强、使用寿命长，但施工接缝多、水泥用量大、养护修复困难，施工期间必须加强质量管理。文章以下结合实践，探讨了常见病害和防治措施。

1 公路水泥混凝土路面常见的病害类型

水泥混凝土路面施工的工艺流程如图1所示。

图1 水泥混凝土路面施工工艺流程图

1.1 混凝土板损坏

第一，纵向裂缝。多出现在以下部位：高填方路段、半填半挖路段、软土地基路段，主要是路基施工期间，横向不均匀沉降引起的。在部分高速公路中，先填筑超车道、主车道的一半路基，保持交通贯通后再施工另一半路基，容易产生纵向裂缝。此外，摊铺作业使用大型设备，由于前进速度快、振捣不充分，也会形成纵向裂缝。

第二，横向裂缝。多出现在以下部位：填挖交界断面、新老路基连接处、土基密实度不一致区段、桥涵台背处、软土地基段以及湿陷性黄土地基段。横向裂缝的出现，多是施工技术引起的，例如水泥混凝土浇筑时的温差大，产生翘曲应力；使用振捣棒时操作不当，下层骨料发生离析，上层浆体易发生断裂；养护工作不到位，因强度降低出现裂缝等[1]。

第三，掉角。混凝土板下冲刷掏空，由于板角应力集中而掉角。原因主要是施工填料质量不达标，胀缝缩缝设置不合理；或基层细料过多，在荷载作用下产生真空吸力，板角处出现唧泥；或板角处振捣时间长，导致骨料下沉、强度降低。

第四，孔洞。水泥混凝土路面出现破损，原因主要是施工质量差，或者混凝土材料中含有树叶、纸张、泥块等杂质。

第五，脱皮。路面出现露骨麻面，原因在于车辆行驶中，受到石子、金属硬轮的摩擦；或施工使用缓凝剂时，级配不合理、指标不稳定，面层强度降低；或混凝土板的厚度小，表面水灰比不均匀，影响水泥的稳定性。

1.2 接缝损坏

第一，接缝挤碎。在接近接缝、距裂缝50 cm范围内，混凝土板出现碎块或通缝。一方面，接缝处两端的混凝土强度不同，在传力杆作用下，会导致混凝土板破碎，常见于构造物的接头部位。另一方面，因振捣不密实，会降低混凝土强度。在软弱地基和唧泥部位，混凝土板会沿着接缝边缘脱落，继而出现碎裂。

第二，板底脱空。混凝土板下方的基层细料，从缝隙或边缘唧出，板底和基层顶面出现脱空现象。分析发生原因，主要是排水系统设计不当，导致路基和路面浸泡在水中；或基层材料性能不达标，压实不均匀等。

第三，拱起。路面在长期使用过程中，受到热胀冷缩的影响，板缝逐渐加大，混凝土板的伸胀压力，超过混凝土板和基层的摩擦力，但低于混凝土的抗压强度，此时就会向上拱起，常出现在施工完成后的5～10年[2]。

第四，错台。主要是基层不均匀沉降引起的，常见于填料土质不均匀、碾压不密实、地下水位高的路段；或者胀缝下部、上部的缝隙没有对齐，缝旁两板在伸胀挤压过程中，就会上下错动。

2 水泥混凝土路面病害的形成原因

2.1 设计因素

公路工程设计时，要考虑到环境、气候、交通量、路面荷载、路基深度等要素，针对软弱地基还要特殊处理。实际设计工作中，受限于资金、技术等条件，地质勘察工作不全面，导致基层、面层设计厚度较小，防护工程设计不当。此外，混凝土配合比设计不合理，使用的集料性能较差，不满足连续级配要求，难以形成高密度的骨架结构，形成路面病害隐患。

2.2 施工因素

在施工上，路面病害的形成原因包括：（1）原材料选择。以水泥为例，应该使用强度高、收缩性小、抗水性好的水泥类型。一些拌合站为了降低生产成本，可能将不同生产厂家的水泥混合使用，降低了水泥的热胀稳定性。（2）水泥混凝土覆盖厚度较小，会造成路面承载力不均匀，一旦遇到超载车辆，就会破坏路面结构。（3）工艺技术不当，使用的机械设备落后，影响水泥混凝土的物理力学性能，出现受力断裂现象。

2.3 气候因素

相关研究显示，水泥混凝土路面发生病害，和气候温度变化有关。夏季施工时，外界环境温度高，此时混凝土内部的应力不平衡，导致路面容易出现裂缝。此外，温差过大或气候干燥，混凝土路面容易出现干缩裂缝。

2.4 水文因素

水泥混凝土路面在使用中，水文因素的影响明显。例如，车辆超载产生的荷载超限，会导致自由水产生动水压力，冲刷基层细集料，长时间后形成细料浆，最终面层出现裂缝、唧泥现象。随着使用寿命延长，路面横缝的填缝料破损脱落，地表水深入基层，就会造成基层软化，为病害形成创造了条件。

3 针对水泥混凝土路面病害的施工预防措施

3.1 合理选择材料

水泥混凝土路面施工中，水泥的质量直接影响整个路面质量，选择水泥材料时，应该注意以下两点：（1）尽量选择收缩量小、发热量小的普通硅酸盐水泥，通过检测，保证水泥强度、安定性等指标满足设计要求。（2）不同生产厂家、不同等级、不同规格的水泥，不能混合使用，入库前核实袋装水泥的重量。选择砂石材料时，注意以下两点：（1）碎石要洁净坚硬，满足规定级配要求，将最大粒径控制在40 mm以内；（2）中粗砂含泥量控制在3%以内，不能使用混合砂。选用拌合水时，不能使用污水、废水、酸性水、碱性水，一般选择饮用水或自来水。

3.2 加强工艺控制

在施工工艺方面，控制措施如下：（1）精确测量放样，保证基层平整度，能满足强度、水稳性要求；（2）支设模板时，优先选用钢模板，保证边线顺直无扭曲，相邻模板紧密连接；（3）传力杆的设置，主要包括拉杆、传力杆、胀缝板、套帽、滑移端，复核精度满足规范要求；（4）混凝土浇筑完成后，及时修整表面，指压不会留下痕迹即可保养，避免水分蒸发造成干缩裂缝。在养护上，常采用保湿法，降低混凝土内部温差，避免出现断裂；养护时间一般为28 d，开放交通前使用沥青玛蒂脂进行填缝，保证填缝密实饱满。

3.3 科学设置接缝

第一，纵缝设置。路面宽度超过4.5 m时，必须设置纵缝，配合使用拉杆，能避免两侧路拱滑移形成错台。拉杆的长度一般控制在50～70 cm，间距按照80～100 cm控制，使用直径为14～16 cm的螺纹钢筋。

第二，胀缝设置。结合以往工程实践，应尽量减少胀缝数量，避免低温季节施工。依据《水泥混凝土路面设计规范》，钢筋混凝土搭板两端，要分别设置胀缝；路面和桥梁、涵洞等结构物连接部位要设置胀缝；板厚变化、纵坡变化大、小半径曲线段，均要设置胀缝。具体操作上，胀缝和纵缝保持垂直，胀缝处混凝土板要完全断开，宽度控制在2 cm左右；胀缝内不能出现连浆、杂质，填缝时上部使用沥青材料，下部使用嵌缝板，保持清洁干燥。

3.4 及时处理病害

水泥混凝土路面使用期间，应定期开展监测工作，观察位移、沉降变化，一旦位移或沉降超限，就要采用相应的加固处理措施。以裂缝为例，常见修补方法有灌浆法、植筋法，两种方法示意图分别如图2、图3所示。需要局部修补时，技术要点如下：（1）在混凝土板上，凿出深度为5～7 cm矩形槽，使用水泥砂浆涂抹槽壁，然后利用混凝土进行填补；（2）对于损害较严重的情况，应该将凹槽贯穿整个混凝土板，并在边缘打洞，深度控制在10 cm，直径控制在4 cm，间距控制在30～40 cm。向洞内插入钢筋，然后浇筑快凝砂浆，待砂浆硬结，向槽壁涂抹水泥浆。

图2 灌浆法处理裂缝的示意图

图3 路面板植筋法处理裂缝的示意图/mm

4 结语

综上所述，水泥混凝土路面在公路工程中比较常见，病害类型可分为混凝土板损坏、接缝损坏两个方面。分析病害形成原因，主要受到设计、施工、气候、水文等因素的影响。施工期间，应该合理选择材料，加强工艺控制，科学设置接缝，及时处理病害，以此提高施工质量，延长公路的使用寿命。