水泥混凝土路面病害成因与处理技术

郑淑灵

（山西省晋中路桥建设集团有限公司，晋中 030600）

随着我国工程建设的大规模展开，水泥混凝土路面在全国公路工程建设中得到了广泛应用。高速公路及较低等级的公路（收费站及工厂路面等）均由水泥混凝土铺设而成。水泥混凝土路面优点显著，其承载力高、耐磨性好、使用寿命长、后期养护简单且经济性良好。特别是水泥混凝土路面的抗磨耗能力明显优于沥青混凝土路面，其工程应用取得了令人鼓舞的效果。但随着水泥混凝土路面的广泛使用，其缺点也暴露于众。水泥混凝土路面韧性低，其受温度、湿度等外界环境影响较大。同时由于国家相应规范的不完善，其施工质量往往得不到有效保障，在公路养护管理制度不健全的条件下，水泥混凝土路面极易出现各种病害。该文简要介绍了水泥混凝土路面在工程实践中的常见病害，并详细分析了其成因，在此基础上提出了相应的处理方法，以期同广大同行共同讨论提高。

1 水泥混凝土路面常见病害

1.1 水泥混凝土路面接缝处的常见病害

1）水泥混凝土路面接缝及周边处被挤碎。胀缝作为水泥混凝土路面的一种常见结构，其设置一般是为了防止因环境的温度变化而造成的混凝土路面的热胀冷缩而造成的破坏。水泥混凝土路面接缝及周边处被挤碎病害常出现在水泥混凝土路面横缝两侧10cm宽度的范围内。当胀缝内的滑动传力杆位置放样不正确时，其功能往往不能有效实现，在施工条件下，一旦在胀缝内存在局部混凝土的搭连现象或在胀缝内进入刚度较大异物的情况下，混凝土板的伸长就会受到阻碍。混凝土在温度作用下发生膨胀时由于受到了上述阻碍，在局部范围内其挤压应力一旦超过混凝土的抗剪强度，就会产生混凝土的挤碎破坏。

2）水泥混凝土路面接缝处拱起。通过1）的分析，在混凝土路面受温度作用膨胀时，由于阻碍的存在还有可能导致接缝处两侧混凝土面板的上拱。这常常是因为混凝土板在温度较低的环境下收缩时，其填料缝失效，刚度较大的异物落入填料缝并将其塞满。当季节性的温度再次提高时，混凝土板的接缝处就会产生较大的压应力，从而使混凝土板在局部出现屈曲，进而造成水泥混凝土路面接缝处的拱起。

3）水泥混凝土路面横向接缝两侧的混凝土路面板出现相对竖向位移，即水泥混凝土路面板发生错台病害。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能有效对齐，或者胀缝两侧的混凝土路面板壁面不平整时，其胀缝两侧的路面板在挤压的过程中会因挤压受力不共线而上下错开导致错台病害。此外，在水泥混凝土路面的使用过程中，由于在横向接缝处防渗处理不到位，造成地表水深入地基。地基在水的作用下承载力降低传力效果变差，这也可能导致错台病害的发生。当然，在公路路面荷载大且横向分布均匀的情况下，也可能在纵缝处产生错台现象。

4）水泥混凝土路面接缝处唧泥，即当车辆通过接缝处时缝内喷出稀泥的病害。在水泥混凝土路面的使用过程中存在车辆荷载的反复作用，水泥路面板基层由于长期的荷载而积累了足够的塑性变形造成水泥混凝土路面板的局部脱空，地面水经横缝或纵缝汇集并积累在此类的脱空空间内，一旦有车辆通过，急剧增加的压力将上述积水同基层内的土料沿缝隙喷溅而出造成唧泥病害。唧泥病害的发生往往意味着水泥混凝土路面板边缘的局部支撑失效，在工程实践中应予检测并处理。

除此之外，纵缝处的病害如纵缝缝隙拉宽填料丢失和脱落也是接缝处的常见病害。

1.2 水泥混凝土路面混凝土板的常见病害

1）水泥混凝土路面混凝土板的病害首先表现为混凝土板的开裂，具体表现为混凝土板的横向开裂和纵向开裂。

横向裂缝指垂直于行车方向的有规则的混凝土裂缝，水泥混凝土板的收缩及加工是引起此类病害的最常见的原因。失水干缩裂缝是由于混凝土表层结合水丧失，体积收缩而产生的横向裂缝，此类裂缝常常发生在混凝土的水化和硬化阶段的早期。混凝土冷缩引起的横向裂缝是由于在温度作用下，沿线路方向产生的冷缩压应力过大而导致混凝土拉裂而形成裂缝。

纵向裂缝是与行车方向平行或基本平行的裂缝。路基填料不均匀造成的线路方向的刚度不平顺是造成此类裂缝的主要原因之一。此外，路基含水量不均匀与施工方法不当等造成的线路方向的几何不平顺也是造成此类裂缝的主要原因。

实际工程中，还常常存在两条及以上的相互交叉的裂缝，即交叉裂缝。交叉裂缝的产生可简单总结为：（1）水泥混凝土路面混凝土板自身承载力不足；（2）路面基层和路基的强度不足；（3）施工材料，尤其是水泥的稳定性差，造成其浇筑过程中水泥混凝土路面造成大面积网裂。

2）水泥混凝土路面混凝土板出现坑槽、孔洞等破坏。水泥混凝土是一种由多种不同的材料混合制成的胶凝混合建筑材料，由于其内部材料分布的不均匀而极易形成局部混凝土强度低。由于粗骨料和细骨料的分布不均，在局部可能形成具有既定规模的洞穴，即混凝土板出现孔洞。而因混凝土板表面骨料脱落形成的长槽，即为混凝土板的坑槽。混凝土板坑槽、孔洞产生的根本原因是混凝土水胶比及配置过程中的级配不合格或混泥（凝）土集料中含有不同程度的杂物。

2 水泥混凝土路面病害成因分析

2.1 路基路面排水不畅，水稳定性差

目前，水泥混凝土路面的横向缝都是采用沥青灌缝，纵缝为施工缝不灌缝，这样很容易使水渗透进路面以下，破坏基、垫层的稳定。路基上部土变湿、变软后，出现基层承载力下降、地基产生不均匀下沉的现象。产生的唧泥将基层细料冲走导致板端脱空，路面板块松动、错台，板角冒浆，最后出现断板、碎板。

2.2 车辆荷载超重

我国近十年的经济增长远超预期，其交通量增长也远超设计预期。在此基础上，路面所受荷载也远超设计荷载，其直接导致了水泥混凝土路面混凝土板断裂、破碎等病害频发，加之混凝土板的疲劳现象显著增强造成水泥混凝土路面使用寿命明显降低。

2.3 施工质量控制不严

目前，还有很多水泥混凝土道路采用的是二灰基层。这种基层形式强度本身不是很好，加之在施工中拌和也不均匀，压实度不够，造成基层不板结，局部还有松散现象，在此条件下其基层强度必然达不到设计要求。在公路交付使用后，混凝土板底拉应力因基层刚度不足会明显增大，随着时间的推移，使板底出现裂缝，再贯穿整个混凝土板，最终导致混凝土板出现断板这类严重病害。

2.4 公路路面养护不到位

水泥混凝土路面工程施工过程中，其灌入伸缩缝中的沥青材料在工作2～3年后老化现象严重，如不及时进行更换，一旦将雨水或路面积水深入伸缩缝中将会对路面工程的基层、路基工程总的路基造成永久性破坏，其防治难度极大。此外，若边沟等防渗防水构造不通畅也会导致路基承载力下降或路基沉降等一系列病害问题。在公路的养护过程中，切莫只重视病害的防治而忽略了对水的处理，否则只能进一步加剧病害的发生发展。

3 水泥混凝土路面病害处治技术

3.1 对水泥混凝土路面接缝处挤碎的处治方法

水泥混凝土接触处对杂物的要求较高，在公路养护管理过程中必须对杂物进行定期处理，以保证接缝功能的正常使用。对已发生挤碎的接缝，由于杂物的作用，其破坏面积会加速增大。对小面积的挤碎破坏，在只有1～3cm轻微破坏的条件下，可对接缝处的杂物进行简单的清理并对已破坏的混凝土进行补平。上述处理方法可遏制避免挤碎破坏的发展趋势，也是在挤碎面积较小时的理想处理方法。当挤碎面积较大时，根据受破坏混凝土路面的高度和宽度，将混凝土路面用大型切割机械切开，清理切割槽内的杂物。待切割槽坑内基本晾干后，用（水泥）沥青混凝土将坑槽补平，以防止此类病害再次发生。

3.2 对水泥混凝土路面胀缝处拱起的处治方法

胀缝拱起作为水泥混凝土路面的一种典型病害，在其病害发生发展前一般很难发现。而胀缝拱起一旦发生就会迅速发展并导致胀缝两端混凝土路面板的破坏。因此我们必须采取切实有效的措施处理胀缝的拱起。在工程实践中，应及时拆除被拱起损坏的混凝土路面板，并局部重建水泥混凝土路面，最大程度降低胀缝拱起对公路交通运输的影响。

3.3 对水泥混凝土路面接缝处错台的处治方法

水泥混凝土路面发生错台病害时，应根据错台发生的严重程度对其进行相应处理，具体阐述如下：

1）对轻微错台或不太严重的错台病害而言，应及时清理错台部分或其裂缝部分并酌情清理相应路面。然后，用沥青砂或密级配沥青混凝土将其夯实补平以恢复路面行车的平顺性，保证路面交通的正常运行。

2）当错台病害发生较严重，即水泥混凝土路面相邻混凝土板有翘起现象时，应及时切割掉水泥混凝土板的翘起部分，然后采用新的水泥混凝土对路面进行修补。

3）当连续多块混凝土板均发生错台病害时，其一般情况下往往伴随着混凝土板的龟裂现象。若混凝土板使用时间尚短，可用高压喷射混凝土来对路面进行修补；若混凝土板使用年限较长，则建议拆除发生错台病害的水泥路面混凝土板块，并重建路面。

3.4 对水泥混凝土路面裂缝的处治方法

水泥混凝土路面的裂缝形式多种多样，应根据裂缝的宽度采取相应的技术手段进行处治。对宽度小于0.5mm的表面裂缝，其宽度和长度往往不会再度发展，公路养护过程中可采用注浆法或灌浆法对表面裂缝进行修补。对宽度较大的裂缝（0.5～3mm）或者结构裂缝，工程实践中往往采用扩缝灌浆法进行处理。对裂缝宽度大于3mm的裂缝或者通长、通厚裂缝，应及时采用环氧树脂进行闭缝处理。

3.5 对水泥混凝土路面混凝土板孔洞、坑槽的处治方法

在公路路面工程的施工过程中，由于施工工艺及管理细节的丢失，极易造成水泥混凝土路面混凝土板的孔洞、坑槽，此类病害严重影响行车的安全性和舒适性。对水泥混凝土路面混凝土板坑孔洞、坑槽的处治应集中在施工过程中。保证混凝土集料中无土块、泥块等杂物，同时确保混凝土无离析在振动过程中充分捣实并搅拌充分（均匀）是防治此类病害的关键。当孔洞、坑槽出现后应将其凿成规则的坑槽，在进行清理后用沥青（水泥）混凝土进行修补并夯平。

4 结 语

水泥混凝土路面的病害形式多种多样，其成因也不一而足，但其主要成因集中在路基强度不均、接缝功能失效、施工不规范和养护管理不足。在工程实践中，广大从业人员应从实际出发，对症下药，必然会达到事半功倍的效果。广大公路从业人员应根据当地的地质状况结合相应的施工技术资料做好水泥混凝土路面的预防、养护、处治工作，以延长公路的使用寿命。只有这样，行车过程中的安全性与舒适性才能得到有效保障。

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