水泥混凝土路面病害的防治与维修技术研究

韩静 陈佳星

摘 要：水泥混凝土路面以其强度高、承载能力强、适用范围广、原材料丰富、耐久性好等特征，在我国公路网建设中占据着重要地位，是一种非常重要的路面结构形式。但是，水泥混凝土路面使用寿命往往不如预期，很多实体工程通车不到几年时间，就出现裂缝、坑洞、脱空、断板等病害，需要采用修补技术以恢复其承载能力或路表功能。

关键词：水泥混凝土路面；病害防治；维修技术

1 水泥混凝土路面的概况

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，简称混凝土路面。也被称为刚性路面，是一种高级路面。水泥混凝土路面具有较大的刚度及较强的扩散荷载应力，其稳定性良好及具有较长使用年限。相比其他路面，水泥混凝土路面具有高强度、良好稳定性与耐久性、养护费用低等优点，其缺点主要包括：需要消耗大量的水泥与水，如修筑水泥混凝土路面时，将其厚度控制在20厘米、寬度控制在7米，则水泥用量每公里高达400到500t之间，水的用量约为250t。同时，水泥混凝土路面具有较多接缝，在交通开放方面，相比其他路面开放时间较长，养护难度大。

2 水泥混凝土路面常见病害

1、接缝处损坏

（1）错台。唧泥、填缝料不足及路基不均匀变形等都是产生错台的主要原因。填缝料不足，将有水渗入路面，在车辆荷载作用下，唧泥将出现，伴随唧泥的大量产生，将带走路基游离土，进而降低路基表面标高，出现错台。

（2）挤碎及拱起。横向接缝，尤其是胀缝2侧10cm范围内，因胀缝内设置的滑动传力杆位置有误或滑动端滑动作用丧失等，将对板的伸长造成极大影响，导致膨胀环节混凝土将承受极大挤压应力，如此应力在混凝土抗剪强度以上，剪切、挤碎现象将出现于板内。因热膨胀影响，混凝土板受阻，某个接缝2侧板突然向上拱起。其原因为混凝土板收缩时缝隙张开，填缝料不足，缝隙内将填满不可压缩材料，如坚硬碎屑等，促使膨胀过程中板出现极大压应力，进而导致纵向压曲失稳现象产生。

2、路面板内损坏

表面裂缝、贯穿裂缝为混凝土路面裂缝的主要类型，表面裂缝主要是因为早期混凝土混合料失水干缩、碳化收缩过快产生的。主要包括：塑性收缩、自收缩、干燥收缩及碳化收缩等。贯穿裂缝是指等同于贯穿板厚度的裂缝，其最显著的特点就是裂缝贯通混凝土板全厚。其主要包含横向裂缝、纵向裂缝等。

3 水泥混凝土路面养护及维修技术分析

1、错台维修技术

按照错台程度的大小，混凝土路面错台修补方案也不尽相同。如错台具有较小高度，属于轻微型，如5-10mm，可通过切削修补法进行施工，施工工具为带扁头的风镐，把高起位置均匀地凿下去，且和相近板水平一致。

如错台高度在10mm以上，可通过凿低补平法进行施工，把低下来的一侧凿去1到2cm厚的水泥，且填满快凝修补料，根据错台高度1%坡度进行修补长度的准确计算。

2、路面拱起维修

如拱起程度较低，可通过切缝机等机械切碎拱起板之间横缝的硬物。缝内的杂物也通过压缩空气吹干净，促使板块恢复原位，且将填缝料灌入。

如拱起程度较严重，但路面不受影响时，需按照拱起高低程度，对剩余板长度进行计算，切宽拱起板块2侧周围的横缝，数量为1到2条，当充分释放应力后即可将拱起位置切除，以此恢复到板块原来位置。

3、接缝修补

接缝施工时，为保证清缝质量，对杂物充填较多的纵缝，必须用切缝机切割，其它缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理，然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料，按规定进行熔化，使其具有较好的流动性，加热温度不宜过高、过低，时间不宜过长，以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止（不宜过高或过低），灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行，保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质，做好施工交通控制工作，待填缝料冷却后开放交通（一般需30min），以免其被行车粘掉。坚持周期性养护，根据填料有效使用寿命，对全部构造缝进行全面清缝和普灌，其后每年入冬和雨季之前进行补灌，保证构造缝全部密封。

4、裂缝修补

水泥混凝土路面裂缝型式多样，处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝，采用压注灌浆法；局部性裂缝，且缝口较宽时，采取扩缝灌浆法；对贯穿全厚的裂缝，采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝，用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。

5、破碎板块修补

采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板，即挖除整块破碎板，然后浇筑水泥混凝土，板厚与原面板厚度一致，但一般不宜小于24cm，否则可采用钢筋混凝土进行修复。板角断裂等破损采用局部修补方式，即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形，在原板壁上加装传力杆后，在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程为：板块破碎、凿除—>基底清理—>补设拉杆、传力杆—>混凝土拌和及运输—>钢筋网制作—>混凝土浇筑—>接缝设置—>养生。

6、脱空板块处治技术

脱空板块处治的具体工艺流程为：定位—>钻孔—>制浆—>压浆—>压浆孔封堵—>交通控制—>弯沉检测。工艺要求：（1）定位：根据外观及弯沉检测相结合的方法调查唧泥脱空板，标画钻孔位置。（2）钻孔：施工人员使用钻孔取芯机按标定的位置钻孔，钻孔深度与板厚一致。孔径D与压浆头直径d相匹配，且D-d=1-2mm。（3）制浆：按配合比将材料在灰浆拌合机中拌合，至均匀无灰团方可使用，使用中应持续拌合，防止沉淀。（4）压浆：用灰漿泵将拌合好的灰浆由压浆孔压入混凝土板底，压力控制在2.0MPa左右，直至邻孔或接缝中溢浆或无溢浆而板块略有上升为止。压浆过程中溢浆的孔应及时用圆状木塞封堵，防止压力过度散失。注浆孔在压浆头拔除后也应及时用木塞封堵，防止灰浆反流。所有木塞应保持3-5分钟方可拔除。（5）压浆孔封堵：木塞拔除后，用灰浆或取出的混凝土芯样将压浆孔封严。（6）交通控制：压浆完成后的板块，禁止车辆通行，待灰浆强度达到5MPa以上时方可开放交通。一般需要3天。（7）弯沉检测：压浆完成3天后，用JN-150黄河标准轴载车、贝克曼梁复测压浆板四角的回弹弯沉值，当弯沉值超过0.3mm时，应重新钻孔补压。

4 结束语

综上所述，按照现行路面设计理论，路面结构各层性能正常、层间界面接触理想、设计和施工质量良好的水泥混凝土路面，一般要经过长期使用且达到其设计使用年限后才会开裂破坏。但实际状况是，相当多的路面在使用2-5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。同时，水泥混凝土路面的维修成本高，养生时间长，维修期间交通干扰严重，一旦破坏就很难修复。因而，认清水泥混凝土路面的产生病害的原因及相应的维修对策，是当今工程界需要解决的问题。水泥混凝土路面的修补技术是随着水泥混凝土路面出现了不同程度的损坏后应运而生的。要求能够更好的了解到公路工程施工中各项病害有效养护维修的重点，且能够寻找施工中存在的不足，制定合理措施改进施工方案，从而能够更好的服务于公路交通事业，为我国的经济发展做出更大的贡献。

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