淺談農村公路水泥混凝土路面斷裂的預防措施

【摘 要】“十一五”期間開展村村通油路工程建設，各地修建了大量的油路和水泥混凝土路面工程，朝陽地區水泥混凝土路面占有一定比例，交通基礎設施得到了大發展，農村公路通行狀況大為改善。但個別路段水泥混凝土路面在使用過程中出現早期損害現象，其中路面斷裂現象時有發生。水泥混凝土路面的使用壽命，備受社會關注。只有認真查找原因研究斷裂機理，才能更好的預防病害的發生。

1 斷裂成因：

由于水泥混凝土自身的低韌性隨溫度、濕度變化的變形大，在受到所經地區地質、氣候等自然環境多變的影響和行車荷載的反復作用下(特別是重載和超載車輛駛入)，使得個別路段水泥混凝土路面出現了斷裂現象。

當路面板內應力超過混凝土強度會出現橫向、縱向以及板角折斷裂縫，這種裂縫是貫穿水泥混凝土板全厚的裂縫。按裂縫出現的方位和板斷裂的塊數，可分為縱、橫及斜向裂縫，角隅斷裂，交叉裂縫等等。其原因是多方面的：板太薄或輪載過重和作用次數過多，板的平面尺寸太大（使溫度應力過大），地基過量塑性變形使板底脫空失去支承，養生期間收縮應力過大，材料和施工質量不佳使混凝土強度未能達到設計要求等等。斷裂的出現，破壞了板的結構整體性 ，使板喪失應有的承載能力。

1.1 縱、橫及斜向裂縫：

縱向裂縫通常大多出現在高填方、半填半挖路段、新舊填土交替路段。主要是由于路基橫向不均勻沉降或板下不均勻支承造成的。填挖部位土質的物理性能差異較大，施工后容易出現差異沉降；路基下的土基上部一旦受到自由水的侵入，含水量顯著增大，同時承載能力降低，土基橫向承載能力不均勻；在行車荷載的反復作用下，久而久之，路面就會出現縱、橫及斜向裂縫。當路基土出現嚴重的不均勻凍脹，也是產生路面裂縫的一個重要原因。而在開發交通前出現的裂縫，則主要是施工期間切割鋸切縫的時間安排不當或混凝土路面養生不好所造成。

1.2 角隅斷裂

角隅斷裂通常是接縫（脹、縮或施工縫）的填縫料選擇不當，填封料脫落，造成路表水沿縫隙下滲，正當板下基層排水不暢或基層材料細料過多，混凝土板接縫板角處振搗不實，行車荷載的反復作用下，板底脫空，板角應力集中導致板角斷裂。

1.3 交叉裂縫

交叉裂縫是水泥混凝土路面的一種嚴重破壞形式，是公路運輸超載反復作用下造成的。

2 預防措施

2.1 設計要點：路基必須密實、均勻、穩定；在路基有冰凍作用時，應加強排水，加設墊層，以保證路面具有足夠的抗凍厚度；基層應平整、堅固，其頂面的當量回彈模量不得小于規定數值。選擇合適的組成材料和配合比，以獲得高強、耐磨和抗凍的混凝土路面板。板厚和平面尺寸的確定，應使輪載彎拉應力和溫度翹曲應力的綜合作用保持在混凝土抗折強度的容許范圍內。合理選擇接縫類型，布置接縫位置，確定接縫構造，以提高接縫的傳荷能力，在混凝土路面板的自由邊邊緣好角隅等應力比較大處，應配置補強鋼筋，必要時也可在板內布設鋼筋網，以防止裂縫張開。

目前，我地區農村公路混凝土路面板結構：面層為C25水泥混凝土，厚20cm、寬5.0m;基層為15 cm厚水結砂礫，上寬5.6 m；墊層為18cm厚天然砂礫，上寬6.5 m。路面設計標準軸載BZZ—100，水結砂礫基層彎沉值不大于140（0.01mm）， 天然砂礫墊層彎沉值不大于190（0.01mm）。土基E0值不小于30Mpa，路面橫坡度2%。農村水泥混凝土路面是高等級路面形式在低等級公路上的應用。一般都是素混凝土路面，而且接縫之間也基本不設傳力桿，僅靠接縫之間的側面摩擦來傳遞荷載。接縫要合理布置（15—20m，最多不超30 m），并具有足夠的傳荷能力。當低溫施工時，要考慮適當設置脹縫。縮縫采用切縫法。

2.2 施工要點

水泥混凝土路面的施工包括下列工序：基層準備和模板安裝，混凝土的拌制和運送，混凝土的攤鋪和振搗，抹面和拉毛，切縫，養生和填縫等。

2.2.1 路基準備：放線時必須考慮將水泥混凝土路面修筑在老路基上；鋪筑墊層、基層時，必須選用符合級配要求的砂礫，必須認真進行壓實，增加路基的壓實度，特別是要加強路堤邊部碾壓，使路堤橫向的密度盡可能均勻。

2.2.2 合理選擇當地原材料進行材料試驗，嚴格地控制材料質量。科學、準確地進行混凝土配合比設計，提倡使用500L強制式混凝土拌合機，生產出穩定、均勻的混凝土，是保證混凝土路面質量的關鍵。

2.2.3 混凝土溫度變形是產生早期裂縫的主要原因，采取措施降低水泥水化熱，控制混凝土溫度變形，是保證早期不產生表面裂縫的關鍵所在。夏季施工氣溫在超過30°時，避開施工。也可采取遮陰措施進行施工。

2.2.4 氣溫較高時施工，注意設置縮縫。當混凝土達到設計強度25~30%時，即采用切縫機在規定位置上切割出要求深度的縫槽。在保證縫槽質量和不擾動混凝土結構的情況下，要掌握好時間。切縫過早，混凝土因還未結硬，切割時槽口邊緣易產生剝落；切縫過遲，費工（混凝土較硬），更主要是可能在切割前混凝土已出現收縮裂縫。夏季施工時期，頭一天澆筑好的混凝土路面，在第二天切縫，一般4米一道橫向縮縫，深度4—5毫米。

2.2.5 接縫板應選用能適應水泥混凝土面板膨脹和收縮、施工時不變形、耐久性良好的材料。氣溫較低時施工，注意脹縫設置，脹縫的縫壁必須垂直，縫隙寬度應一致，縫中不得連漿。脹縫兩側的混凝土振搗密實后，抽出模板。待后期用合格填縫材料填縫。

2.2.6 混凝土路面養生期間、填縫前做好交通管制，禁止車輛通行，混凝土強度達到設計強度40%時，允許行人通行。特殊情況開放交通時，混凝土強度達到設計強度80%以上，通行車輛荷載不得大于設計荷載。混凝土強度完全達到設計要求時，正式開放交通。

2.2.7 農村公路水泥混凝土路面的施工采用三輥軸機組，三輥軸機械操作較簡單，對技術管理要求高。路面寬度5米可采用全幅施工，整體結構較好，但是路面橫坡度存在問題，有待改進。

3 養護、管理

做好預防性、經常性的保養和破損修補，水泥混凝土路面的局部損壞應及時、有效地加以修補，不及時會引起損壞迅速發展，最經常最不能忽視的工作是路面裂縫的養護，及時封縫，防止路表水下滲而侵入基層和土基，防止進一步的破壞。還有就是接縫的養護，為防止接縫的失效，必須及時更換已老化或損壞的填縫料。填縫材料應選用黏結力強、回彈性能好、抗滲水、嵌入能力強、高溫穩定性好、低溫抗裂性強、耐用、方便、價廉的材料。如：有機硅改性聚氨酯填縫材料、瀝青瑪蹄脂。鄉村公路一般采用采用BNG—H45灌縫機熱瀝青封堵，先將縫隙刷掃干凈，并用汽油吹風機吹凈塵土后，灌入熱瀝青封堵（瀝青溫度80~150°），再均勻撒一層2~5mm的干燥潔凈石屑或粗砂，最后可用輕型壓路機將礦料碾壓或車輛通行自然碾壓。對破碎塊要及時進行維修，尤其是土基基層穩定性差，強度不夠時，應將基層徹底挖除，重新換填穩定的基層。修復困難，耗資較大。所以在工程施工期間要加強對土基基層材料和壓實強度的質量控制。

要重視路面排水系統的養護工作，經常疏通路面排水設施，結合春季農村公路大整修活動著實完成，確保邊溝排水暢通。

加強路政管理限制超載、重載車輛的運行。目前，農村公路路政管理比較薄弱，沒有專門的管理機構。根據中華人民共和國國務院令第593號《公路安全保護條例》中第三章第三十四條，縣級人民政府交通運輸主管部門或者鄉級人民政府可以根據保護鄉道、村道的需要，在鄉道、村道的出入口設置必要的限高、限寬設施，但是不得影響消防和衛生急救等應急通行需要，不得向通行車輛收費。所以，有必要采取限寬的措施，限制超載大重型車輛在農村公路上行駛，從根本和源頭上防止路面早期病害的發生。

4 結語

農村水泥混凝土路面是高等級路面形式在低等級公路上的應用。在技術上經濟上占有一定優勢，有利帶動當地建材業的發展。農村公路建設初期的施工過程中必須嚴把質量關，同時養護部門加強養護管理，將有限的資金用在提高路面的壽命上，可提供安全、舒適的行車條件。

參考文獻

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