水泥混凝土路面改造淺析

摘要：我國道路修建水泥混凝土路面已有幾十年的歷史，早期修建的水泥混凝土路面，主要用于二、三級公路上，設計強度較低，這些路面在行車荷載和環境因素作用下大多出現了不同程度的破壞。近幾年修建的水泥混凝土路面，質量有了很大提高，但因為施工、養護等原因，加之交通量的快速增長，水泥混凝土路面也出現了不同程度的損壞，因此現有路面的修補任務也越來越重。對于如何修補破損的水泥混凝土路面越來越成為現階段路面技術發展中的一項重要內容。

關鍵詞：水泥混凝土 路面改造

1 水泥混凝土路面損壞類型及起因

1.1 按結構性能分為兩大類：①結構性損壞：嚴重裂縫（斷板）、沉陷、錯臺、碎裂、拱起、脫空。②非結構性損壞：輕微裂縫、露骨、麻面、剝落、磨光、接縫材料損壞、空洞、坑槽。

1.2 按損壞形式分為四大類：①裂縫類：橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫、板角斷裂。②變形類：沉陷、脹起。③接縫損壞類：接縫碎裂、填縫料損壞、接縫張開、板角斷裂。④表面損壞：裂紋、網裂、起皮、磨損、露骨、活性集料反應、坑槽、孔洞、磨光。

1.3 對于混凝土版面裂縫，可分為表面裂縫和貫穿裂縫。混凝土表面裂縫主要是混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。混凝土混合料是一種多項不均勻材料，構成混合料的各種固體顆粒大小、密度不同，從而不可避免地會發生分層離析，即重顆粒下沉，水份上移，產生表面泌水。當混合料表面水的蒸發速度比泌水速度快時，水的蒸發就會深入到混合料表面之內，水面形成凹面。由于表面凹面較凸出面所受壓力大，同時固體顆粒間產生毛細管張力，促使顆粒凝聚。當混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗這一張力時，就會發生裂縫。

2 水泥混凝土路面修補措施的選擇

水泥混凝土路面的修復比較困難，可采用的大修措施有三種：加鋪瀝青混凝土路面、加鋪新水泥混凝土面層和翻修。國內外研究表明，對于重交通水泥混凝土路面而言，最可行的改造措施是加罩瀝青混凝土面層。加罩瀝青層后，原舊水泥板作為基層或低基層，這種復合結構涉及剛性、柔性兩種路面結構形式，不僅材料差異大，而且舊路面板上存在接縫及錯臺、脫空、裂縫、唧泥等損壞現象，使得復合結構中反射裂縫的出現是必然現象，關鍵的問題是一旦出現反射裂縫后，雖對面層使用影響不大，但水份會從裂縫中滲漏下去，加速對基層和路基的破裂，使瀝青面層出現唧泥。而且出現濕軟地基等，加速裂縫的開裂，大大縮短罩面層的使用壽命。由此可見，所有防范措施的實施，只是盡量推辭產生早期反射裂縫的時間，以及一旦產生反射裂縫后，如何減緩其向上面層發展的速度，從而達到延長其使用壽命的目的。

國內外大量工程實例和研究表明：①水泥混凝土路面改造時，處治原混凝土路面很重要，尤其在傳荷載能力較差的接縫，能否有效地處理板下脫空是關鍵。②所有的土工織物或格柵防治水平位移比剪切位移更有效。不論是加筋還是應力消散措施，當應用于傳荷能力很差的路面時，任何瀝青類罩面對防治反射裂縫都是很無能為力。③為了有效地改造舊水泥混凝土路面，改善路面使用品質，應從提高面層、夾層性能、處治好舊板塊、基層等多方面考慮改造方案。

3 舊水泥混凝土路面的處治

在加鋪瀝青混凝土面層之前需對原有的水泥混凝土路面狀況進行調查和評價，依據實測數據和收集的資料，對各水泥混凝土面板的狀況進行列表，并逐板塊提出處治措施。

對于工程中常出現的幾種水泥混凝土路面病害可進行如下處理：

3.1 脫空

脫空是混凝土路面中經常出現的情況，處理應結合以下三種方法判斷脫空板塊：①下雨之后唧泥的板塊一律視為脫空。②單點實測彎沉值大于某一特定值時。③當重車行過，人站在板邊能聽到空洞聲。

對于脫空板塊可采用壓漿的方式進行處理。

3.2 斷板、碎裂、嚴重裂縫

對于有貫穿全板的縱、橫、斜向裂縫的板塊，將舊板破碎運走，清掃基層；用6%水泥穩定砂礫，基層面要平整，并具有一定的橫坡坡度，然后重新澆注C30混凝土板。

3.3 角隅斷裂、接縫碎裂

導致角隅斷裂、接縫碎裂的原因絕大部分由于局部基層不夠穩定、軟弱，有的還出現坑洞，少數是因為板厚度不夠。

對于該類病害處理時應圍繞裂縫按一定面積用切割機切割成矩形，破碎并清除碎塊，目測基層，如基層板體性差，則下挖基層，直至板體性好的層面。然后如斷板方法一樣處理，澆筑新混凝土，與原混凝土面板平齊。

3.4 傳荷能力差的接縫

對于相鄰兩板彎沉值較大的接縫，在接縫兩邊各一定范圍內進行全深度切割，清除切割的舊板，目測基層，如基層板體性差，則下挖至板體性好的層面，用C15貧混凝土修復基層，然后澆注C30混凝土與原有混凝土面板平齊。

3.5 錯臺

錯臺較嚴重的板塊應在錯臺高出一側的板塊邊緣一定范圍內，按斜度削平至下沉板邊緣平齊。

3.6 沉陷

導致沉陷的絕大部分原因是由于局部基層不夠穩定、軟弱，因此應將板破碎運走碎塊，目測基層，若基層板體性差，則下挖基層，觀察路基，若路基的壓實度未達到設計要求，則應對路基進行處理后，再重新澆筑基層及水泥混凝土面板。

3.7 其他形式

其他一些非結構性破壞，如輕微裂縫、表面露骨、剝落、麻面等，由于其只影響到原有路面行車舒適性，如舊混凝土路面做基層時，這些形式的損壞對整個路面結構承載力和行車舒適性影響甚小，故而不予特殊處理。

3.8 灌縫

板塊維修好后，還應對老化損壞的填縫料進行更換，新澆筑的混凝土板塊之間縱、橫縫用嵌縫料充填，以防雨水及雜物下滲。工程中一般采用改性瀝青馬蹄脂填縫料。

經過以上措施，舊水泥混凝土板的修補工作結束，封閉交通，進行下一步加鋪罩面層工作。

4 瀝青混凝土面層加鋪方案

瀝青混凝土加鋪層即設計瀝青加鋪層厚度，而該厚度由行車荷載和防反射裂縫兩個因素控制。由于水泥混凝土面板本身強度較高，將其作為基層，在其上加鋪瀝青混凝土這種路面結構，強度一般沒有問題，關鍵是防止反射裂縫的產生。防止反射裂縫的措施大致可分為三類：改善瀝青罩面性能、設置中間夾層和增設補強層。

根據混凝土路面的調查、修補的結果，采取不同的加鋪方案。對于混凝土面板損壞較為輕微，實測彎沉值較小，評價結果為良的路面可以在舊水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青混凝土。對于混凝土面板損壞較為嚴重，實測彎沉值較大，評價結果為次或差的路面應加鋪半剛性基層作為應力消散層（亦作為中間夾層或補強層），再鋪筑瀝青混凝土面層。

5 結束語

對于舊水泥混凝土路面加鋪改造，應從提高面層、夾層性能、處治好舊板塊、基層等方面著手，路面改造方案在具體的實施過程中應通過試驗路的方式來進行，以期找到一種切實可行、經濟適用的水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的改造措施。