水泥混凝土路面縱向裂縫的預防控制方法探討

藍錦生

（廣西都安公路管理局，廣西 都安 530700）

0 引言

引起水泥混凝土路面縱向開裂破壞的原因是多方面的，有時某種病害是由多種因素共同作用的結果。根據公路路況調查及檢測數據進行綜合分析，并考慮公路所處地區的自然氣候條件，水泥混凝上路面產生縱向開裂主要有以下幾方面的原因，包括設計與施工方面的原因、交通環境和自然氣候條件方面的原因、養護管理方面的原因等。本文針對公路水泥混凝土路面縱向開裂由基層沖刷、板底脫空以及溫度翹曲應力過大造成的情況做了處理措施的研究與探討。

1 公路水泥混凝土路面內部排水系統的選擇原則

1.1 帶邊緣排水的排水基層排水系統

這是最完善的一種路面內部排水方案。它由排水基層、隔離層、邊緣縱向排水溝和排水管、橫向出水管和端墻、邊溝或雨水井等組成。在這一排水系統中，滲入路面面層內的水分，豎向滲流進入排水基層，在排水層/隔離層的界面處被擋后，橫向滲流入縱向排水溝和排水管，再由間隔一定距離布設的橫向出水管排引到路基邊溝內，或者雨水管的集水井內。由于自由水進入透水層的路徑直捷，在透水層內的滲流速率快，因而，這種方案的排水效果好。

1.2 全寬式排水基層排水系統

這種方案不設置邊緣排水設施，路面面層下的排水基層橫向延展到路基坡面，進入排水層內的自由水，橫向滲流到路基邊坡坡面外，并沿坡面流入邊溝。然而，排水基層外露出路基坡面部分的材料孔隙，易被周圍植物或其他雜物堵塞而失去排水能力。因此，選用這種方案時，應加強對排水基層外露部分的日常養護。

1.3 縱向邊緣排水系統

路面結構采用耐沖刷基層時，可以沿路面邊緣設置縱向排水設施。這是一種局部排水系統，由縱向排水溝、排水管或排水板、橫向出水管和端墻以及邊溝等組成。沿面層接縫和裂縫以及行車道一路肩接縫滲入的自由水，在耐沖刷和不透水的基層界面被擋后，沿層間空隙橫向滲流和匯集到縱向排水溝和管內，并由橫向出水管排流到路基邊溝內。由于溫度和濕度梯度引起的翹曲變形以及基墊層和路基的沉降變形，水泥混凝土面層板的角隅和邊緣下常出現板底同基層頂面的脫空，下滲的自由水常積聚在這些脫空區內。設置邊緣排水系統，便于將面層一基層一路肩界面空隙內積滯的自由水排離出去，從而減少唧泥和錯臺病害的產生。而對于排水不良的舊路面，采用邊緣排水方案，可以在不擾動原路面結構的情況下改善其排水狀況，從而改善其使用性能。

2 公路水泥混凝土路面內部排水系統的設計探討

2.1 排水基層

（1）排水基層由開級配混合料組成。可以依據路面結構的要求，選用三種不同的混合料：無結合料的不含或僅含少量細料的開級配碎石粒料、瀝青處治開級配碎石粒料或者水泥處治開級配碎石粒料。這些混合料應具有足夠的透水性，以滿足排水的需要，其室內滲透系數應不低于300m/d。同時，還應具有足夠的穩定性，以承受施工機具和行車荷載的作用。開級配碎石粒料的穩定性較低，在路面結構要求較高時，應選擇瀝青或水泥處治碎石粒料。

（2）排水層的厚度按所需排放的水量和混合料的透水性能確定。同時，考慮到開級配混合料的穩定性不如密級配混合料，在滿足排水要求的前提下，應盡量選用較薄的排水層。排水層厚度通常變動于80-150mm 范圍內。瀝青處治碎石的厚度可以比其他兩種混合料小些，但其最小厚度不得少于60mm?？紤]到面層施工時排水基層表面一定深度內的孔隙有可能被堵塞，實際采用的厚度應酌情增厚10mm-20mm。

2.2 隔離層

（1）排水基層下應設置不透水的隔離層，其作用為：使排水基層與下臥層隔開，避免上下層材料相互摻雜；形成不透水的屏障，使下滲的自由水能橫向流入邊緣排水溝或流向路基坡面；為排水層的施工機具提供工作平臺。

（2）隔離層由不透水的密級配粒料或者有紡或無紡土工織物組成。選用土工織物隔離層時，其下臥層必須能為排水基層的施工機具提供堅實的工作平臺。粒料隔離層的最小厚度為100mm。隔離層的材料組成應滿足隔離和均勻性的要求。

2.3 縱向排水溝和排水管

（1）縱向邊緣排水溝可設在行車道路面邊緣或者路肩鋪面或路緣石的下方，視排水要求、行車道路面和路肩鋪面的結構組成以及施工便利等條件而定。

（2）排水溝的埋設深度應能保證溝內排水管的管頂至少比排水基層底面或者耐沖刷基層頂面低50mm，并保證管底至少有50mm 厚的基礎。排水溝的深度應保持不變，以保證溝底具有與路面相同的縱坡。排水溝底面的最小寬度，應方便于施工。新建路面時，一般采用300mm；改建時，應能保證排水管兩側各有50mm 以上的回填料。排水溝內回填其透水性大于或等于排水基層的開級配粒料或水泥處治開級配碎石?；靥盍系牡酌婧蛢蓚葢獓愿綦x層，以防止周圍的細粒土進入排水溝內。

（3）排水管通常選用帶孔的聚氯乙烯或高密度聚乙烯塑料管。孔口的總面積應不小于每延米42m2/m，孔口直徑不大于透水性回填料通過率為85%時的粒徑的1/2。排水管的直徑按照排水要求由水力計算確定，但不得小于100mm，通常選用150mm，以便于檢查和養護。排水管的縱坡與排水溝的縱坡保持一致，但不得小于0.25%。

2.4 橫向出水管和端墻

（1）沿縱向排水溝和管，間隔適當距離設置出水口，通過橫向出水管將排水管內匯集的水排引到邊溝或雨水井內。

（2）出水口的間距可按排水量、管徑和縱坡大小由水力計算確定，但還須考慮養護的便利。常用的間距一般為40-60m，但最大間距不要超過75m。此外，在凹形豎曲線底部和橋臺前均應布置出水口。

（3）排水管上游起端設置橫向通氣管，下游終端設置橫向出水管。中間段的出水口布置一根通氣管和一根出水管，排水管與出水管或通氣管的端頭用半徑不小于300mm 的90°彎管連接。排水溝設在路緣石下時，排水管的出水口直接與雨水井的進水口連接。

（4）出水管通常采用不帶孔的聚氯乙烯或高密度聚乙烯塑料管，管徑與排水管的相同。出水管的坡度為2%-5%，按下游出水口處的邊溝高程情況選定。出水口處的高度應高出邊溝內設計水位150mm，或高出邊溝溝底300mm。

（5）出水口處出水管的管口設置直立式或平頭式的端墻，后者墻面與坡面齊平，便于養護機具通行和操作。出水管和通氣管的外露端口用不銹鋼或鍍鋅鐵絲網罩罩住，以防雜物進入、植物侵入或嚙齒動物筑巢。在出口位置的路肩邊緣處設置方形或圓形標志，以便維護時易于認找。埋設出水管和通氣管所開挖的溝槽內的回填料須經充分壓實，并在頂部覆蓋不透水材料。

3 結語

普遍存在的縱向開裂等結構性損壞不僅縮短了公路水泥路面的使用壽命，而且直接影響路面的使用性能，使行車舒適性明顯降低，嚴重影響公路建設投資與公路運輸綜合效益的發揮，已經成為水泥路面健康發展的主要障礙。所以，對于公路水泥混凝土路面的縱向裂縫，要從設計與施工、交通環境和自然氣候條件、養護管理等方面詳細分析公路水泥路面縱向開裂的原因，對癥下藥，最終選擇合理的預防措施進行有效的處理。

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［2］邊衛東.高等級瀝青路面雨水侵蝕破壞的防治措施[J].公路與汽運，2007（4）.

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