水泥混凝土路面維護的探析

水泥混凝土路面具有強度高、穩定性好、耐久性好、初期養護費用少、經濟效益高和有利于夜間行車等優點，是高等級公路路面的兩種主要形式之一。水泥混凝土路面使用到中后期，會逐步出現部分破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等。

1.水泥混凝土路面破壞原因分析

1.1車輛超載嚴重

近年來，車輛超載現象十分嚴重。如全國公路普查中提到的某省國道的部分路段，在經濟利益的驅動下，貨物承運者常常通過增加車輛載貨量提高自身的收益，由此造成主要干線公路上貨運車輛超載現象極為普遍，造成了水泥混凝土路面的嚴重的早期破壞。對通行的貨車進行調查，結果表明：貨車輛超載率為81.5%，且其實際載重量可達額定載重量的4倍。按現行規范公式計算實際日平均標準軸作用次數為1108122632次（對超載車輛，其軸載換算公式將不同），而原設計使用末期（30年）的日平均標準軸次數為11674次。由此可見，實際日平均標準軸載作用次數已大大超過了設計使用末期的日平均標準軸次數，車輛超載的情況是相當嚴重的。

1.2路面施工方面的原因

1.2.1路面基層施工質量不合要求

基層施工控制不嚴，粗集料不具有良好的級配，細長及扁平的顆粒含量太高；細集料和粗集料中含泥量過高，降低了混合料的粘結度；所用水泥質量不穩定或已過期；養生條件差，早期通車，致使基層強度降低，基層產生裂縫。

1.2.2路面水泥混凝土板施工方面的問題

水泥混凝土面層施工，往往施工的厚度未達到設計要求，主要是基層施工標高控制不嚴所引起；粗集料不具有良好的級配，細長及扁平的顆粒含量太高；細集料和粗集料中含泥量過高，降低了混合料的粘結度；所用水泥質量不穩定或已過期；水泥砼在澆筑過程中未完全振搗密實，蜂窩麻面較嚴重，這樣勢必影響砼板本身的質量，造成損壞。

1.2.3水泥砼路面結構層防水或排水未進行有效的處理

目前對砼板的縮縫、脹縫、施工縫（縱向和橫向）采取了特制的材料對水進行封鎖，使水從路面排走，但效果仍然不佳。

1.3排水系統不完善

對早期破壞的水泥混凝土路面調查發現，無論路面所處地區的自然條件，路基高度，路面縱、橫坡等狀況如何，其共同的特點是，路面表面雖基本無積水，但路面板下卻普遍積水，表面積水與唧泥時間較長。這些積水主要來源于路表降水，其中一部分雖經路面縱橫坡排出路外表，但其余部分則經混凝土路面的各種接縫和裂縫滲入板下，而面板下又未設排水層等排水設施，而是不透水的石灰土基層，兩側路肩往往為經過壓實的素土路肩或石灰土加表處硬化路肩，其透水性都很差，從而在混凝土路面板下形成凹槽，使滲入的水長期積蓄在其中而無法排除，導致混凝土路面唧泥脫空以至斷裂，或引起基層模量降低而導致混凝土路面因疲勞應力增大而破壞。

2.養護與維修技術

2.1接縫養護技術

接縫是水泥混凝土板塊的薄弱部位，填縫料老化要立即更換，否則路表水會沿縫滲入，侵蝕基層。填縫料應滿足：與水泥混凝土板縫壁具有較好的粘結力，當混凝土板伸縮時，填縫料能與混凝土壁粘接牢固，而不致從混凝土縫壁上拉脫；具有較高的拉伸率，能隨混凝土板脹縮而伸縮，而不致被拉斷，耐熱及耐嵌入性好，在夏季高溫時，填縫料不發生流淌，砂石雜物不易嵌入，保證混凝土板伸脹不受阻；具有較好的低溫塑性，在冬季低溫時，不發生脆裂，仍具有一定的延伸性，耐久性好，在野外惡劣的氣候條件下，能在較長時間內保持良好的使用性能，不過早發生老化，施工方便，價格適中。

接縫板主要有軟木板、聚氨酷硬泡沫板、松木板。軟木板具有耐磨、耐腐蝕、透水性小、透氣性低、富有彈性、質地輕柔等特點；聚氨酷硬泡沫板具有吸水性小、耐磨、耐油、耐腐蝕、耐熱等特點：松木板是公路部門多年采用的傳統接縫材料，由于木板復原率低，樹節較多，易吸濕，易腐蝕，所以效果較差。

2.2裂縫處治技術

灌縫材料有環氧樹脂類、聚氨脂與改性聚氨脂類、烯類及瀝青橡膠類。環氧樹脂類灌縫材料有耐熱、活性高、內聚力高、粘附力強、收縮率較低等優點，但它本身延伸率低，脆性大，因此需對環氧樹脂進行改性，加入低分子液體改性劑、增柔劑、增韌劑等。常用的改性環氧樹脂類材料有聚硫改性環氧灌縫材料，雙組分快速固化灌縫材料。

聚氨脂類灌縫材料耐振動性和抗疲勞性好，且耐低溫性能比其他有機類膠粘材料都好，并具有高度的極性和活潑性，對水泥混凝土具有極高的粘附性，聚氨脂固化時幾乎沒有任何副產物產生，因此不會產生膠接層缺陷。聚氨醋類膠液的化學結構因聚合反應中所用的材料不同而異，主要有多異氰酸酷膠粘劑和端異氰酸醋基聚氨酷預聚體型膠粘劑，前一種膠粘劑具有很高的膠粘性和耐疲勞堅固性，后一種膠粘材料具有起始膠結強度高、彈性好、耐低溫、耐疲勞等優點。

2.3非結構性病害處治技術

大面積麻面、露骨、平整度差等結構性病害，常采用瀝青混凝土罩面處理，處理厚度應大于2.5cm，施工應滿足《瀝青路面施工技術規范》要求，罩面前要對破碎板及整個路面進行修補和壓漿處理。一般的麻面可不作處理，只對露骨嚴重部分作整段處理，可用聚合物砂漿作薄層處理，其配合比為水泥∶砂=1∶2，用J6型膠液拌和至均勻稠度，在清洗干凈的混凝土表面涂上IV型超早強界面劑，待稍干后，將聚合物砂漿均勻攤鋪在路面上，厚度在15mm以下，抹平、整形、拉紋、養生8h即可開放交通。

2.4破碎板塊修補技術

采取換板方式處理水泥混凝土路面嚴重破碎板，即挖除整塊破碎板，然后澆筑水泥混凝土，板厚與原面板厚度一致，但一般不宜小于24cm，否則可采用鋼筋混凝土進行修復。板角斷裂等破損采用局部修補方式，即對板角斷裂的部分鑿除成正方形或矩形，在原板壁上加裝傳力桿后，在鑿除位置澆筑混凝土。

2.5脫空板處治技術

路面使用期間出現的裂縫、破碎板幾乎都與板底脫空有關，即使一些當時看來既沒有破碎又沒有裂縫的板塊，其板底仍可能存在脫空，這種病害較隱蔽，但其危害性卻非常大。在路面修復中，脫空板若不處理，即使加鋪層達到20cm以上，也無法防止反射裂縫的出現。