基于水泥路面病害问题及养护措施研究

沙凯

前言

作为国民经济基础建设的重要内容，公路工程建设质量是否优质，对其发展具有至关重要的作用。目前我国公路运输存在重载、超载现象，导致公路运输出现“重载、大流量”的特点。这种情况的出现，不仅加重了水泥路面病害情况，还给行车安全性与舒适度造成了极大的影响，同时也加大了水泥路面养护的难度。为此施工单位必须重视水泥路面病害问题，及时采取科学有效的养护措施，才能提升工程建设的整体质量。本文主要对水泥混凝土路面唧泥、裂缝及断面产生的原因进行了分析，并提出了相应的预防措施。

公路工程作为国民经济增长的根本保障，只有在全面完善公路网规划，推进国家公路网建设的前提下，才能形成布局合理、层次清晰、功能完善、权责分明的干线公路网络。预计今年（2015年）我国公路总里程将达到450万公里，高速公路总里程达到10.8万公里，覆盖90%以上的20万以上城镇人口城市，二级及以上公路里程达到65万公里，国、省道总体技术状况达到良等水平，农村公路总里程达到390万公里。通过公路工程建设规划的不断扩大，不仅可以实施国、省干线公路升级改造，还能继续推进农村公路建设。水泥路面作为公路工程的重要组成部分，因自然因素与人为因素的长期影响，将出现诸多病害问题，如裂缝、断板等，这种问题的大量出现，将严重影响到水泥路面的使用性能及行车的安全性，甚至出现重大事故。为此，施工单位在分析水泥路面病害原因时，应做好养护工作，才能提升水泥路面施工的质量，才能实现公路工程的社会效益与经济效益。

一、水泥混凝土路面唧泥产生原因及预防措施

作为现阶段我国水泥混凝土路面的主要病害，唧泥损坏的大量出现将对正常交通运输造成极大的影响，进而造成极大的经济损失。错台、脱空及断板产生的原因为唧泥现象，在通车1到2年后水泥混凝土路面将呈现出不同程度的唧泥损坏情况。

1、水泥混凝土路面唧泥损失的原因

在车辆荷载作用下，面板接缝、裂缝及板边下部出现的水、细粒土混合物的强制性位移将导致唧泥情况的出现。车辆通行时，从板接缝位置将一同挤出基层细料与水，导致基础将逐渐失去支撑能力。在荷载重复作用下，板断裂情况将出现在水泥路面。如在细粒高缩性土与易冲刷基层上直接铺筑水泥面板，将产生错台或接缝周围断板破坏等病害。

2、水泥混凝土路面唧泥损坏机理

在凝结硬化过程中，水泥混凝土路面具有较大的干缩变形与温宿变形，进而要求将胀缝、缩缝设置在混凝土路面。遵循现行《公路水泥混凝土设计规范》相关规定，纵向缝应平行与中线，当一次铺筑宽度在4.5米以上时，必须进行纵向缩缝的增加，并进行拉杆设置，如图1所示。

图1 纵向缩缝设置示意图

3、唧泥损坏预防措施

（1）选用合理基层材料，提升基础抗冲刷能力。松散细粒土存在于水泥混凝土路面板体下是产生唧泥现象的主要原因，避免该现象出现的方式为基层材料的合理选择。一般公路基层材料选择较高强度的无机结合稳定材料，如水泥稳定碎石等，这样可避免唧泥现象的出现，并能将均匀支撑提供给混凝土面板。

（2）唧泥产生的主要原因还包括通过接缝、板边缝隙路面水渗入基层，选用合理的路面防排水措施，可降低唧泥产生率。其方式如下：

首先，选用合理处理方式确保表面水排泄的通畅性，避免雨水在路面停留过长时间，降低路面结构渗入水量，同时可进行路面横坡的设置，一般坡度控制在1%到1.5%之间，并进行路肩表面排水系统的设置。

其次，通过接缝板与填缝料的选择，降低雨水渗入路面结构的水量。如裂缝出现在原有混凝土板内，可选用填缝处理的方式，避免雨水渗入路面结构。在板边结构路肩施工中，为防止通道有雨水渗入，必须进行硬化处理，并控制好板体、路肩缝隙质量。施工过程中往往有纵向裂缝出现在板体和路肩之间，导致路肩下沉等情况的出现，进而对边坡稳定性造成极大的影响。

二、水泥混凝土路面的裂缝产生原因及预防措施

表面裂缝、贯穿裂缝为混凝土路面裂缝的主要类型。根据时间可将裂缝分为初期裂缝与使用期裂缝。早期裂缝是指完成水泥混凝土路面板浇筑工作后，交通未开放时产生的裂缝。使用期裂缝是指在行车荷载下，加剧应力分布，导致原有早期裂缝扩展及出现的新裂缝，裂缝的产生将导致基层、土基有路面水渗入，同时大大减小其稳定性与强度，致使板脱空、唧泥等情況的出现。

1、混凝土路面裂缝产生的原因

（1）表面裂缝

施工混凝土板体时，因混凝土混合料具有不同的固体颗粒及密度，混凝土将出现离析分层现象。该情况的出现，导致混合料内有骨料分出，集中颗粒下沉，水分上升，进而产生表面泌水现象。泌水时间与裂缝出现时间存在着必然的联系，在浇筑混凝土几个小时后，混凝土表面都会产生裂缝，这种裂缝被称为龟裂。混凝土碳化收缩也会产生这种裂缝，如混凝土具有较小水泥用量、较大水灰比时，空气内的二氧化碳极易向混凝土内部渗入，这种情况下，二氧化碳与碱性物质将产生化学反应，其生成公式为：

碳化产生的收缩只作用于水泥混凝土路面表层相应深度，因此被称为混凝土表面裂缝。

（2）贯穿裂缝

水泥混凝土路面贯穿裂缝是指贯穿于板厚的裂缝，横向裂缝、纵向裂缝等都属于贯穿裂缝。这种裂缝的产生不仅于基层有关，还与路面混凝土材料、施工等存在一定的联系。平整、密实、强度高及稳定性良好是混凝土面层对基层施工的要求。在具体施工中，往往存在诸多问题，导致混凝土出现板厚差，在凝固硬化过程中，混凝土往往出现收缩现象，在板厚较薄位置因混凝土收缩将出现裂缝。

2、混凝土路面裂缝预防

（1）材料控制

水泥作为水泥混凝土路面施工的重要材料，其质量是否符合施工要求，对公路工程整体质量具有至关重要的作用。在水泥选择中，应严格遵循《公路水泥混凝土设计规范》相关规定进行选择与施工。在交通量大的路段，一般选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等作为主要材料，其标号应超过52.5，在交通量较小的路段，可选用矿渣硅酸盐水泥，其标号控制在42.5以上。选用质地坚硬、干净的河砂作为细骨料，细度模数大于2.5，级配与设计规定相符合，将砂含量在3%左右进行控制。选用质地坚硬的碎石作为粗骨料，粒径最大不能在40毫米，含泥量在1%以下，15%为针状、片状颗粒的最大含量。

（2）基层质量控制

只有确保基层具有良好的平整度，才能确保混凝土面板厚度的均匀性，为避免基层裂缝的产生，一般都选用粘性小的土。如将砂添加到土内。为对灰土配比加以改善，可进行一定量粗骨料的掺加，如碎石、煤渣等。将其添加量在10%到50%的范围内加以控制。这样对避免浪费具有至关重要的作用，同时可避免碾压施工涌堆情况的出现。将塑料薄膜平铺到支好的模板内，确保其两端长于模板，直角为底角形状，混凝土浇筑施工应在薄膜固定后进行，随后隔离基层和面层，以此达到反射裂缝消除的作用。

三、水泥混凝土路面断板原因及预防措施

1、水泥混凝土路面断板原因

因纵向、横向及斜向裂缝延展而出现的完全折断为2块或多于2块的水泥混凝土路面板被称为混凝土路面断板。按照路面损坏程度，混凝土路面斷板可分为3种类型：首先，轻微断裂。裂缝没有剥落或轻微剥落，裂缝没有封缝前宽度为3毫米左右。

其次，中等断裂。中等剥落出现在裂缝位置，裂缝没有封缝前宽度在3到25毫米之间。分割板的块数超过3块。

最后，严重断裂。严重剥落现象出现裂缝位置，裂缝没有封缝前宽度在25毫米以上，分割板数大于3，裂缝损害程度大于中等，存在错台、裂块移动等现象。产生水泥混凝土路面断板的主要原因在于原材料质量差（水泥稳定性低，强度低）、施工操作不合理、车载负荷大、路基不均匀沉降等。

2、混凝土路面断板预防

（1）路面结构设计完善。观测、预测交通量应在施工前进行，以此对面板厚度、尺寸进行合理确定。确保排水设施设计的合理性，防止水损坏现象的产生。

（2）在实验室确定水泥混凝土配合比，在0.42到0.44之间控制水灰比，在2到4厘米之间控制塌落度，严禁使用质量不达标材料。在施工前，应对水泥进行安定性试验，以此对水泥初凝、终凝时间加以确定。

（3）确定切缝时间。当混凝土强度在20%到30%之间时，温度在250摄氏度到300摄氏度范围内即可进行切缝施工。特殊情况下，如切缝工作脱节，可在间距为20到30米之间，先进行几个裂缝的切割，随后在进行其他切缝施工。

四、结束语

综上所述，伴随公路建设规模的不断扩大，致使水泥路面出现不均匀沉降、裂缝、断面及唧泥等病害，进而导致事故频发。基于此，为降低路面病害问题的产生率，公路工程水泥路面病害防治施工中必须充分结合工程实际施工情况，规范施工流程，只有这样才能有效提升公路工程水泥路面施工的整体质量，才能实现其经济效益最大化。