水泥混凝土路面板破壞原因及其防治措施

袁如英

(江蘇金堰交通工程有限公司,江蘇泰州 225500)

水泥混凝土路面板破壞原因及其防治措施

袁如英

(江蘇金堰交通工程有限公司,江蘇泰州 225500)

目前,我國公路發展,特別是高等級公路的發展迅猛,高等級路面的舒適、平坦已日益為人們所注重。但對于高等級水泥混凝土路面板,根據我國已建成通車的高等級公路使用情況看,有相當部分破壞,如開裂、斷板、沉陷、錯臺等。通過分析剛性路面板破壞的原因,提出了具體的防治措施。

水泥混凝土路面 破壞原因 防治措施

由于公路具有機動、靈活、直達、迅速、適應性強、服務面廣的特點，在社會主義現代化建設中發揮著巨大作用，并且具有良好發展前景。目前，我國公路發展，特別是高等級公路發展迅猛，高等級路面舒適、平坦已日益為人們所注重。但對于高等級水泥混凝土路面板，根據我國已建成通車的高等級公路使用情況看，有相當部分破壞，如開裂、沉陷、錯臺等。本文就水泥混凝土路面板破壞的原因進行了分析，并提出了具體防治措施。

1 水泥混凝土路面板破壞的原因

1.1 路基施工方面的原因

(1)路基填筑使用了不適宜的材料。公路路基施工規范規定，在通常情況下，不能被壓實到規定的密實度和不能形成穩定填方的材料不能用于路基填筑。如：沼澤土，泥炭、含有樹根、雜草和易腐朽物質等材料；液限指數大于50%，塑限指數大于25%的材料；有機質含量大于3%的材料；壓實含水量和最佳含水量之差大于2%的材料等等。但是，由于施工單位在路基填筑材料方面控制不嚴，使用了不適宜材料從而造成路基下沉或塌方，以致影響路面直到路面混凝土板破壞。

(2)軟基處理不當。在軟土地段路基填筑前，應該首先探明地基承載力，然后采取合理的軟基處理方案和施工工藝。軟基處理方案一般有：混凝土回填土方、石方、或砂礫、袋裝砂井，塑料排水板，土工布，土工格柵或以上兩種方案組合等，但是施工時，往往由于采取軟基處理方案或施工工藝不合理、施工時未認真按要求處理或處理不完善等給路基的穩定造成了隱患，形成路基的沉陷或滑移，最終影響路面混凝土板。

(3)路基土石方填筑方面問題。在施工過程中，①施工單位未嚴格按規范要求的每層填料松鋪厚度控制，有時填料的松鋪厚度達60～80cm，這樣路基填方的密實度很難達到規范要求的低限值；②路基填筑的有效寬度和超寬填筑不夠，為達到路基有效寬度，施工單位往往沒有按規范要求挖臺階分層填筑壓實至路基要求寬度，而是將一些松散土傾倒在邊坡上，用人工攤鋪拍實，這樣補上來的路基部分遠未達到密實度要求，造成路基滑坡、層層沖刷；③路基填筑每層的填料未用平地機或其它平整機械進行整平或整平效果不好，使低凹地方達不到密實度要求且大量積水；④路基施工過程中沒有按要求做成一定橫坡度；路基施工臨時排水系統未做或不暢通，從而使大量的積水滲入下層路基、嚴重影響路基質量；⑤路基石方或土石混合料填筑時，石頭塊徑過大，使填石路堤或填土石混合料路堤密實度達不到規范要求。由于以上施工方面的原因，對路基的穩定性造成一定影響，直到影響路面混凝土板。

(4)填挖交界處未按規范要求施工。當路堤在斜坡上或填挖交界處，或原有路堤上或路堤處在垂直路中線測得的坡度大于1：5的坡地時，應把原地面挖成臺階，臺階寬度應不小于1m，用小型機具進行夯實，并向內側傾斜2%，且臺階上不能有積水，然后再分層填筑壓實，這樣，才能保證路堤的穩定和達到規定的密實度。而施工單位在施工時，遇到以上情況，在路堤填筑時，根本未將施工地段挖成臺階后分層填筑壓實，以致影響了路堤填筑的質量，形成隱患給混凝土路面板造成破壞。

(5)構造物臺背的回填不符合要求。目前，從建成通車的公路來看，構造物臺背跳車是通病，然而最明顯的是臺背沉陷或錯臺，主要原因是臺背回填質量差。臺背回填要求每層松鋪厚度不得大于20cm，密實度必須達到95%，回填材料最大粒徑不大于5cm，且應具有良好的級配和透水性。然而，施工單位在進行臺背回填時，松鋪厚度未嚴格控制，回填材料沒有認真地選取。壓實僅用人工夯實，有時即使用小型機具進行壓實，也只不過是形式，敷衍了事。臺背回填尺寸未按規范要求開挖，使得回填材料無法壓實達到規定的密實度。現在臺背回填中最易被人忽視的是，開挖出的臺背，雖說臺背回填時中部填筑合乎要求，但邊緣不是透水性填料，沒有進行更換，所以路面滲入的水積存在臺背，這樣時間一長便影響了路基的穩定性，造成臺背沉陷，以致路面板遭破壞。

1.2 路面施工方面的原因

(1)路面基層施工質量不合要求。路面基層一般有底基層和面基層。底基層為級配砂礫集料，面基層為水泥穩定類集料。路面開始施工前要求路槽應清理干凈，標高應嚴格控制，否則會影響基層的設計厚度。底基層集料細長及扁平的顆粒不得超過20%，且不得含有粘土塊、腐殖質等有害物質，集料必須有良好的級配，級配曲線應接近圓滑并居中。水泥穩定類集料面基層，在鋪筑前，應將底基層面上的所有浮土、雜物全部清除，并嚴格地整形和壓實。水泥穩定集料的級配要求良好，水泥質量要求穩定，水泥用量應嚴格按試驗配合比加入。施工單位在施工時，往往容易忽視的是使用集料的級配不好，含有粘塊及有害物質的材料來鋪筑基層；路基、底基層、面基層的標高控制不嚴；水泥穩定集料含水量控制不準；水泥用量不足等，這樣嚴重影響了基層的質量，直至路面板遭破壞。

(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；水泥混凝土在澆筑過程中未完全振搗密實，蜂窩麻面較嚴重，這樣勢必影響混凝土板本身的質量，而造成損壞；切縫的時間也對板塊質量產生影響，一般收縮裂縫發生在水泥混凝土內最薄弱處，當前施工中一般采取單幅整體長線作業，經過一定時間后再切縫，如果切縫不及時，水泥混凝土收縮產生的拉應力大于水泥混凝土的容許值，水泥混凝土就會在薄弱處開裂。

1.3 外部環境的影響

(1)溫度的影響。水泥混凝土因溫度升降而產生的變形稱為溫度變形，它對大體積和大面積水泥混凝土極為不利。在水泥混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的水化熱，而水泥混凝土是熱的不良導體，散熱較慢，于是內部溫度升高，產生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，內脹外縮的結果必將產生溫度應力，嚴重時會使水泥混凝土出現裂縫。可見溫度的影響是至關重要的，溫差應力是不可避免的，因此對大體積水泥混凝土工程施工中應控制水泥混凝土的溫度。

(2)養護條件的影響。水泥混凝土路面澆筑初期，一般要在表面灑水覆蓋，目的是防止表面裂縫。但試驗結果表明，延長初期潮濕養護時間僅能推遲干縮的開始，不能減少短期的干縮。但當水泥混凝土的抗拉強度大于干縮的應力時，就可以停止潮濕養護了，水泥混凝土也就不會開裂。因此水泥混凝土路面的早期養護很重要。

(3)開放交通早的影響。如果水泥混凝土的強度尚低，不足以承受效能荷載時即開放通車，在車輛荷載作用下，水泥混凝土路面就會產生裂縫。因此水泥混凝土路面不能過早開放通車。

2 水泥混凝土路面板破壞的防治措施

(1)路基施工方面。路基的質量是非常關鍵的，由于路面板遭到破壞后，要對路基有質量問題的地段返工是不可能的，且水泥混凝土板難修補。故在路基施工時應著重注意以下幾點：①清表要徹底。不適宜的材料應全部清除且按規范要求搞好基底壓實；②軟基處理要慎重。并采用合理的施工方案和施工工藝；③路基填筑過程中，要嚴格按規范要求選好填料，控制松鋪厚度和粒徑，控制壓實含水量與最佳含水量之差在規定的范圍內，每層填筑要整平后壓實，形成橫向路拱，做好臨時排水使路基干燥；④臺背回填施工，要求選用監理工程師或圖紙要求的回填料，保證每層填筑厚度及壓實度，回填時在臺背可考慮做排水管和土工格柵。排水管間距不得大于2m，土工格柵層間距最好為50～80cm。

(2)路面施工方面。路面基層施工要嚴格按規范要求選好合格材料，保證路面基層設計厚度及頂面標高，保證壓實度，嚴格控制施工質量。路面混凝土板施工要嚴格按規范要求選好材料及材料的級配，保證混凝土質量并充分地密實，搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治，防止路表水滲入路基。

(3)水泥混凝土路面板破壞后的處治。①水泥混凝土板錯臺現象：在接縫處產生的錯臺最好是鏟除，用同標號的新混凝土進行修補，并加入JK系列混凝土快速修補劑，這樣4h后便能開放交通；也可用瀝青砂或密級配瀝青混凝土進行罩面接順；②板塊沉陷現象：可采用頂升施工法和灌漿施工法進行處治，頂升施工法是先將混凝土板鉆成透孔，然后用壓縮空氣或千斤頂把板直接頂起，然后往孔中壓注灌砂直至填滿空隙密實為止。灌漿施工法是在混凝土板上的透孔中以200~400kPa的壓力灌注溫度為210℃以上的熱溶瀝青或以300~500kPa的壓力灌注水泥漿，水泥漿用水泥和水調和，并摻加細粒料、粉煤灰、石膏等。當瀝青或水泥漿灌注填滿孔隙、板恢復至預定高度后，封死孔口，待瀝青溫度下降后或水泥漿養生3d后可開放交通；③水泥混凝土板裂縫現象，對于較小的裂縫可采用粘結劑直接灌縫處理常用的粘結劑有：聚胺脂、聚硫環氧樹脂、甲凝、環氧樹脂。對于局部性裂縫，可采用噴嘴灌漿法。對于貫通板厚的橫向裂縫，可用條帶罩面法處理；④水泥混凝土龜裂、網裂、剝落、磨光局部破壞現象：可在板表面將其破損鑿除至一定深度，而后在其上面作薄層表面處理，或局部換板進行修補并加入 JK 系列混凝土快速修補劑。

(4)施工外部條件的選擇。①避免在高溫和大風天氣下施工。在高溫和大風天氣下施工，水泥混凝土表面迅速失水引起水泥混凝土表面干縮，產生表面裂縫；②降低水泥用量，減少溫度收縮，使用低熱水泥及減少水泥用量也可以降低水泥混凝土升溫。水泥水化熱對混凝土的升溫影響很大，水泥品種不同，水化熱相關很大，所以要使用低熱水泥或中熱水泥；③做好路面設計。包括路面結構層組合具有良好的水穩定性，路面板的厚度滿足車輛行駛的需求，路面排水設施良好，縫的位置布置合理以及防止地基受地下水及積水的浸泡等。

3 結語

公路建設是一項基礎建設，是我國經濟發展的標志之一，從近幾年全國建成通車的高等級公路來看，水泥混凝土路面的施工工藝已比較成熟，這說明：質量這個概念已被人們所接受， 并逐步認識到了它的重要性。一條高質量、高標準公路的修建，不僅離不開一支具有高素質的施工隊伍， 同樣必須有一支高水平、責任心強的監理隊伍和具有科學頭腦的管理隊伍。

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袁如英,女,(1964.1—),工程師,長期從事道路橋梁試驗檢測、技術服務及工程管理工作。