混凝土道路病害的預防與處理

【摘 要】混凝土路面病害經常出現的原因，一是施工質量不過關，二是養護與維修不到位。

預防措施包括：施工時應嚴格按照圖紙施工，處理好混凝土路面接縫，并且使用時要對脹縫進行及時維修。還應確保路基在最佳含水量情況下壓實，使壓實度達到規范和設計要求。

處理措施包括：填補填縫料、填補裂縫及孔洞、鋪防滑層或割槽、罩面等。

【關鍵詞】混凝土路面；病害預防措施；病害處理措施

1 引言

華北油田礦區內所做的道路大多為混凝土道路，該混凝土道路一般設計使用年限為15~20年。但是有些混凝土道路僅使用3~5年，遠遠未達到設計使用年限時便出現不同程度的病害，影響了道路的正常使用。究其原因一是施工質量不過關，二是養護與維修不到位。下面，針對以上問題談一點體會，與大家共同商榷。

2 水泥混凝土路面構造

目前常見的混凝土路面結構為18~20cm混凝土面層+30cm石灰土基層+土基壓實。下面分別介紹土基、基層、面層各自的作用。

2.1 土基

理論分析表明，通過剛性面層和基層傳到土基上的壓力很小，一般不超過0.05Mpa。因此，混凝土板下似乎不需要有堅強的土基支撐。然而，如果土基的穩定性不足，在水文變化的影響下會出現較大的變形，特別是不均勻沉陷，將給混凝土面層帶來很不利的影響。

2.2 基層

混凝土面層下設置基層的目的：

2.2.1 防唧泥，混凝土面層如直接放在路基上，會由于路基土塑性變形量大，細料含量多和沖刷能力低而極易產生唧泥現象，鋪設基層后，可減輕以至消除唧泥的產生；

2.2.2 防冰凍，在季節性冰凍地區，用對冰凍不敏感的粒狀多孔材料來鋪筑基層后，可以減少路基的冰凍深度，從而減輕冰凍的危害作用；

2.2.3 減少路基頂面的壓應力，并緩和路基不均勻變形對面層的影響；

2.2.4 防水，在濕軟土基上，鋪筑開級配粒料基層，可以排除從路表面滲入面層板下的水分以及隔斷地下水的毛細上升。

2.3 面層

混凝土面層是由一定厚度的混凝土板組成，它具有熱脹冷縮的性質。由于氣溫的變化，混凝土板會產生不同程度的膨脹和收縮，在氣溫上升時，混凝土板頂面溫度較底面溫度高，這種溫度會造成板的中部隆起；氣溫下降時，頂面溫度較底面溫度低，此時板的周邊和角隅翹起。這些變形會受到板與基礎之間的摩阻力和粘結力，以及板的自重和車輪荷載等的約束，致使板內產生過大的應力，造成板的斷裂或拱脹等破壞。當板面存在由翹曲而引起的裂縫時，若溫度降低板體收縮，會使兩板體被拉開。

為避免這些缺陷，混凝土路面在縱橫兩方向設置許多接縫，把路面分割成許多板塊。

橫向接縫是垂直于行車方向的接縫，共有三種：縮縫、脹縫和施工縫。

縮縫一般為假縫，即只在板的上部切割深度為板厚的1/3-1/4，縫隙為5-10mm的縫，此處成為混凝土面板中最薄弱的地方，當板面因溫度和濕度的降低而收縮時，混凝土板將沿該薄弱斷面有規則的自行斷裂，從而避免產生不規則的裂縫。

3 混凝土面板病害特征、成因及其預防措施

混凝土路面結構中各部分都有其重要作用，無論任何部位出現問題，都會影響混凝土路面的正常使用。下面介紹一下混凝土路面在使用過程中常出現的病害，并探討成因和預防措施。

3.1 混凝土路面病害特征及其成因

3.1.1 擠碎

（1）損壞特征：混凝土路面在橫向接縫（主要是脹縫）兩側數十厘米寬度內出現碎裂；

（2）病因分析：這是由于在施工時脹縫內局部有混凝土搭連，或脹縫內落入堅硬的雜屑等原因，阻礙了板的伸長，使混凝土在膨脹時受到較高的擠壓應力，當其超過混凝土抗剪強度時，板即發生剪切擠碎。

3.1.2 拱起

（1）損壞特征：混凝土面板在受熱膨脹而受阻時，某一接縫兩側的板突然向上拱起；

（2）病因分析：這是由于板收縮時縫隙張開、填縫料失敗、堅硬碎屑等不可壓縮的材料塞滿縫隙，使板在膨脹時產生較大的熱壓應力，從而出現縱向壓曲失穩。

3.1.3 錯臺

（1）損壞特征：橫向接縫兩側路面板出現的豎向相對位移；

（2）病因分析：當脹縫下部嵌縫板與上部縫隙未能對齊，或脹縫兩側混凝土壁面不垂直，使縫旁兩板在伸脹擠壓過程中，會上下錯開而形成錯臺，地面水通過接縫入基礎使其軟化，或者接縫傳荷能力不足，或傳力效果降低時，都會導致錯臺的產生，當交通量或基礎承載力在橫向各幅板上分布不均勻，各幅板沉陷不一致時，縱縫也會產生錯臺現象。

3.1.4 唧泥

（1）損壞特征：汽車行經接縫時，由縫內噴濺出稀泥漿的現象；

（2）病因分析：在輪載的頻繁作用下，基層由于塑性變形累積而同面層板脫空，地面水沿接縫下滲而積聚在脫空的空隙內，在輪載作用下積水變成有壓水而同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，并沿接縫縫隙噴濺出來，唧泥的出現，使面板邊緣部分失去支承，因而往往在離接縫1.5-1.8m內導致橫向裂縫。

3.2 病害預防措施

由以上混凝土道路病害成因分析可以看出，混凝土道路病害常出現在接縫處，主要由接縫填料和路基所引起。

對于由于接縫引起的病害，主要是脹縫的失效或設置不當。這要求施工時應嚴格按照圖紙施工，并且使用時要對脹縫進行及時維修。

對于由于基層所引起的病害，主要有兩方面的原因：

3.2.1 路基進水，使路基浸泡，在車輛荷載作用下出現基層強度破壞；

3.2.2 路基施工時壓實度不夠，強度沒有達到要求，在車荷載作用下，出現不均勻沉降。對于第一種情況，路基進水主要是由混凝土路面接縫處滲入，因此處理好混凝土路面接縫是確保基層穩定的重要措施之一；對第二種情況，施工時應確保路基在最佳含水量情況下壓實，使壓實度達到規范和設計要求。

通過以上措施，我們不難控制混凝土路面的病害產生，使病害發生率降為最小。

4 混凝土路面病害的處理措施

對于已經出現病害的混凝土道路，應及時維修，對于不同的病害，可分別采用以下措施。

4.1 填縫料的填補

填縫料常因高溫被擠出而失落，日久老化而失去彈性。因此，一般在冬季縫隙增寬時增補或更新填縫料，使縫隙填料保持飽滿不滲水，無碎屑雜物等不可壓縮的材料混入。

4.2 麻孔、剝落、局部磨損和坑洞的修補

先將塵土碎屑清除干凈，再用1：2水泥砂漿或硫磺水泥填補。硫磺水泥強度高，能與多種材料粘結快硬，不需要養生，并有耐酸抗滲作用。有時也可用摻有50%濃度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂漿進行修補，或先涂敷環氧樹脂或水泥漿，然后用摻有早強劑的混凝土填補。

4.3 斷裂的處理

根據斷裂位置把混凝土鑿成深約0.05-0.07m的長方形槽，刷洗干凈后，用水泥砂漿涂抹槽壁和底面，然后以混凝土填補。較徹底的辦法是將凹槽壁鑿至貫通整個板厚，并在凹槽邊緣板厚中央打洞。洞深0.1m，直徑30-40mm，水平間距0.3-0.4m。每個洞應先將其周圍潤濕，插入一根直徑18-20mm，長約0.2m的鋼筋，然后用最大粒徑為5-10mm的細石混凝土填塞搗實。洞口留下0.01-0.02m不澆足，鋼筋應一半伸出洞處。待細石混凝土硬結后，再將凹槽邊壁潤濕，涂刷水泥漿一道，然后將與原來相同的混凝土澆入槽中夯搗密實。

4.4 罩面

混凝土面損壞后，可在已損壞的路面上以新混凝土罩面。為增進新舊混凝土的結合，加鋪前除清舊面層表面并鑿毛外，有時還可在舊路面上先涂敷環氧樹脂，然后鋪筑新混凝土層，以使新舊層之間達到完全結合，若將舊面層清掃后直接鋪筑新混凝土罩面時，則屬于部分結合的情況。如在鋪筑新混凝土罩面之前，先加上一層油毛氈或其它材料作隔離層，則屬于分離式的情況。當用瀝青混合料進行罩面時，則至少要有0.10-0.15m厚度，否則容易剝落，而且舊混凝土路面接縫和裂縫容易反射到瀝青層上。

參考文獻：

[1]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技術規范

[2]JTG F10-2006公路路基施工技術規范