黄平

（安徽省滁州市琅琊区住房城乡建设交通局，安徽 滁州 239000）

1 引言

农村公路是公路交通网的重要组成， 是直接服务广大农民和农村经济的基础设施，其最大特点是里程短、等级低、分布面广。 近年来，农业经济迅速发展，农村交通量逐年增加，传统的土路和泥结碎石道路已经难以满足居民通行需求。 水泥混凝土路面具有造价低、刚度大、耐久性好等特点，在低等级公路，尤其是农村公路中应用广泛。 但是，随着农村公路运营时间的增加， 在车辆荷载及外界环境作用下混凝土板块现不同程度的破坏，使用功能降低，影响行车安全性和舒适度。 如果对农村公路水泥混凝土路面病害处治不当， 会严重干扰村民的生产和生活[1]。目前，工程人员在处治水泥路面病害时，往往是盲目套用相似项目的图纸，处治方案缺乏针对性。 因此，进一步研究农村公路水泥混凝土路面破坏机理和处治措施具有十分重要的工程意义。

2 农村公路水泥混凝土路面破坏影响因素及病害类型

2.1 水泥混凝土路面破坏影响因素

水泥混凝土路面病害机理复杂， 不同区域的农村公路在运营期间产生的病害可能大不相同， 路面损害程度与车辆荷载、环境因素、原材料性能、施工技术等因素密切相关，具体阐述如下[2]：（1）车辆荷载。在路面行驶时，车辆自身重力、车辆克服行车阻力作用于路面的水平力、 车辆颠簸对路面产生的动压力等车辆荷载都会通过车轮传递到路面结构层， 对路面起到一定的破坏作用。（2）外界环境。路面在运营期间直接暴露在大气中，大气温度的动态变化、大气降水和蒸发、地下水等外界因素都会对水泥混凝土性能产生不利影响，使其路用性能不断衰减，从而导致农村公路的服务水平退化。 （3）施工水平差。 如果施工期间出现原材料不合格、施工设备及组合选择不合理、技术人员综合能力差等，均可能造成路面后期病害频发。

2.2 水泥混凝土路面病害类型

笔者结合多年农村公路路面病害统计结果， 总结出水泥混凝土路面病害主要包括裂缝类病害、接缝类病害、表层类病害，不同病害的具体组成、分级及测量方法如表1 所示[3]。

表1 农村公路水泥路面病害类型

3 农村公路水泥混凝土路面不同病害产生机理分析

3.1 裂缝类病害破坏机理

3.1.1 横向裂缝

水泥混凝土中会存在结合水、物理吸附水等水，会在混凝土水化作用下（水化生热）大量散失。 水分散失后，路面中的水泥浆体收缩， 当收缩应力超过混凝土的抗拉强度就会产生干缩横向裂缝。 这种裂缝多发生在夏季平均温度较高的地区。

3.1.2 纵向裂缝

水泥混凝土路面的纵向裂缝产生主要与路基压实质量和基层强度有关。

当路基填料较差，压实度不满足设计要求时，路基会在填土自重和车辆荷载作用下产生较大的不均匀工后沉降， 使得混凝土面板底部“脱空”。 此时，路基对路面的支承力分布不均匀，使路面产生沉降并纵向开裂；同理，基层材料强度在地表渗水、地下水、毛细水等作用下逐渐降低，也会削弱对混凝土面板的支承作用。

3.1.3 角隅断裂

农村公路水泥混凝土路面出现角隅断裂的原因主要包括：（1）振捣质量差。 水泥混凝土路面的面板板角是路面的最薄弱部位，如果板角处混凝土振捣密实性差，拆模或开通交通过早，会为角隅断裂埋下隐患。（2）昼夜温差大。混凝土具有热胀冷缩效应， 昼夜温差过大容易在面板的板角处产生翘曲应力。（3）角隅钢筋缺乏。农村公路一般建设资金有限，施工单位技术水平也不高，在混凝土面板施工时大多未设置角隅钢筋，使得面板板角侧向约束能力差，容易出现角隅断裂[4]。

3.2 接缝类病害破坏机理

3.2.1 路面接缝破碎、填缝料散失

水泥混凝土路面的接缝碎裂主要是因为施工期间传力杆位置出现较大偏移或滑动端的滑动功能失效或胀缝被砂浆、坚硬杂物等堵塞， 限制了板的伸长， 使得接缝一侧板体被挤碎、拉裂；填缝料散失是由于填缝料老化后，养护人员未能及时更换新填缝料，或填缝料自身物理力学性能较，与水泥混凝土间的黏结力较弱。

3.2.2 路面错台

水泥混凝土路面错台是指在路面接缝处的基层顶面受水流冲刷（地表渗水、地下水、毛细水等）后细集料部分流失，混凝土面板底部脱空， 使得相邻面板在接缝两侧产生高程差路面呈台阶状。 车辆经过错台位置时会发生跳车现象，影响驾驶员行车的舒适度和安全性。

3.3 表层类病害破坏机理

3.3.1 路面沉陷

水泥混凝土路面沉陷是指路面在外界荷载作用下， 局部路段路基沉降过大，导致路面发生严重的下陷变形，主要原因在于：路基压实度不满足设计要求、路基路面排水不畅、路面基层强度不均匀、地下水位高等引起的不均匀沉降[5]。

3.3.2 路面磨损、露骨

农村公路由于里程较短， 施工时通常不会专门去建设拌和站，而是购买成品混凝土。 而成品混凝土质量参差不齐，比如混凝土坍落度小（夏季施工时失水快）、水灰比过大、集料含泥量高等，以上原因会使得混凝土耐磨性差，路面在行车荷载作用下不断磨损，直到露出骨料。

4 农村公路水泥混凝土路面病害防治措施

4.1 工程概况

笔者以安徽北部地区某农村公路为研究对象， 针对其产生的病害提出了详细的处治和预防措施。 该农村公路为C30水泥混凝土路面，施工时由于重路面，轻路基，在运营3 年后即出现了裂缝、断板、错台、唧泥等病害，给当地村民出行带来了不便。 笔者对现场50 处路面病害进行了调研，其中裂缝病害占比最高，达43%（见图1）。

图1 安徽某农村公路水泥混凝土路面不同类型病害占比

4.2 路面病害处治原则

为了保证路面在未来运营期间具备良好的使用性能，经各参建单位沟通，路面损失在修补时应遵循以下基本原则：第一，考虑未来交通量增加。 随着农村经济的发展，为了避免将来交通量激增影响水泥混凝土路面的正常使用， 应对沿线交通量进行预测。 第二，节约投资。 路面处治方案在选择时应结合具体病害特点，不得盲目照搬其他项目的处治措施。 第三，减小对居民的干扰。 水泥混凝土路面的修补产生的噪声、材料乱堆乱放等问题会影响居民生活， 施工时应选择合适的施工工艺。 第四，生态环保。 水泥混凝土路面病害处治施工时应减少水土流失，保护周边生态环境。

4.3 路面病害防治措施

4.3.1 路面裂缝防治

公路沿线水泥混凝土路面上宽度＜3 mm 的轻微裂缝，缝隙清洁难度大，灌缝料和混凝土界面难以充分黏结，故不宜直接灌浆。此时，可将裂缝适当扩宽，再清理缝隙灌注浆液。施工时首先通过锯缝机把缝口扩宽为1.5～2.0 cm 的槽， 槽深可开3～5 cm，但不宜超过混凝土面板厚度的2/3；开槽后利用压缩空气清除裂缝中的混凝土碎屑后，配制灌缝料灌入缝内，整平填缝料后收浆抹面，并覆盖薄膜洒水养护，1 d 后可开放交通。

4.3.2 路面断板防治

对于裂缝宽度＞3 mm 的水泥混凝土面板，其整体受力性能会有明显降低，承载能力变差，可采用植筋补强+ 灌缝的处治措施。需注意，钢筋打入角度和长度，切不可打穿混凝土面板。

如果混凝土面板表面剥落严重，裂缝宽度较宽，且将面板分割成3 块以上，需凿除原破损面板，换成同标号的混凝土面板。 为了保证新旧面板间能传递荷载，可在接触面上增设光圆钢筋拉杆。

4.3.3 路面错台防治

水泥路面错台处治方法可根据错台高度选择。 如果错台高差小于5 mm，对行车安全和舒适度影响不大，为了控制投资，可不做处理；错台高差介于5～10 mm 时，可采用磨平机磨平，即从错台最高点开向四周磨平，用3 m 直尺找平，直至相邻两块混凝土面板齐平；错台高差超过10 mm 时，可采用水泥混凝土填补处治。 先将下沉面板凿除2 cm 左右，清除混凝土碎屑，并浇筑细石混凝土填平。

5 结语

本文归纳总结了农村公路水泥路面破坏影响因素、 病害类型、破坏机理等，并依托某农村公路，对裂缝、断板、错台等病害提出了处治措施，主要得到以下结论：（1）农村公路水泥混凝土路面破坏与车辆荷载、 外界环境、 施工水平等因素有关，破坏类型有裂缝类、接缝类、表层类；（2）农村公路水泥混凝土路面病害处治应考虑未来交通量增加，遵循节约投资、减小对居民的干扰、生态环保等原则；（3）水泥混凝土路面上的轻微裂缝可扩缝灌浆法， 填缝料建议选择无机材料并利用外掺剂改性；而对于裂缝引起的断板可采用植筋补强+ 灌缝或整块板更换的方式；（4）水泥混凝土路面错台可根据错台高度选择不做处理、机械磨平、混凝土填平等措施。