淺析水泥混凝土路面常見病害及防治

文/海南省瓊中黎族苗族自治縣地方公路管理站 韓強

隨著我國社會經濟的發展，基礎設施建設取得了空前的成果，其中公路里程增長較快。據統計，截至2016年年底，我國水泥混凝土路面已經超過了225.7萬公里。水泥混凝土路面的廣泛采用，與其剛度大、擴散荷載能力及穩定性強有著直接關系。盡管近年來施工裝備和技術水平都取得了實質性進步，但由于自然和人為的因素，在施工過程中存在一些問題，最終導致路面出現各種病害。為了保證水泥混凝土路面的施工質量，減少病害的發生，需要從根本上探究病害產生的機理，及時作出解決措施，采用科學的施工方法保證水泥混凝土路面的質量。

水泥混凝土路面接縫病害及其防治技術

水泥混凝土路面接縫病害及其產生原因

水泥混凝土路面的薄弱環節是接縫處，例如由于年代久遠或者施工質量不高造成的接縫填料損壞、縱向接縫張開等病害如果得不到及時處理，部分路段的地面水從接縫滲入，久而久之就會使路面基層強度降低，在行車荷載作用下，出現脫空、短板、沉陷等一系列病害，因此對接縫必須及時發現并維修，延長水泥路面的使用壽命。接縫病害產生的原因主要包括墊料、灌縫材料老化及接縫內有較硬的異物侵入或者填縫材料和接縫板質量欠佳等。

接縫維修材料

接縫維修材料主要由接縫板和填縫料組成，其中接縫板材料需要滿足以下幾點技術要求：即具有一定的壓縮性及彈性，并且具有良好的耐久性與耐腐蝕性。對聚氨酯硬泡沫板也有相應的技術要求，但松木板作為傳統的接縫維修材料已經不能適應當前的技術要求，面臨被淘汰的局面。另外，填縫材料要與水泥混凝土板縫壁具有較好的黏結力、較高的拉伸率、較好的低溫塑性、耐熱及耐嵌入性好等技術要求。

接縫的維修方法

接縫的維修方法主要按照以下步驟進行：一是考慮適用條件，例如接縫壁相對完好，接縫寬度小于25mm。路面時間比較久的采用硅樹脂來填封，比較新的采用氯丁橡膠進行填封。另外可以按照剝落情況，使用硅樹脂進行接縫剝落維修；二是應將原有的接縫填料清理干凈，防止對新修填縫材料的污染。需要重新切割和清掃槽口，接縫槽壁上應該無灰塵，保證良好的黏結性。一般不用化學溶劑清洗槽口，而是采用清潔水，使用機械方法洗刷殘留物；三是安裝支撐棒，支撐棒要與填封料相適應，從而保證最穩定的結果，目前一般使用壓入輪碾壓兩次。另外，對接縫維修機具性能也有要求，例如清縫機具功率≥5.0kW、清縫寬在3mm～20mm之間、清縫深在0mm～150mm之間、行駛速度≤18km/h。接縫的養護維修，要注意填縫料凸出板面并進行周期性更換。技術要求應符合規范規定，填縫料的灌注高度要考慮季節，填縫料更換宜選在春秋季或者干燥的時間段進行。

水泥混凝土路面裂縫及其修補技術

裂縫的分類及形成機理

水泥混凝土路面的裂縫是在眾多因素影響下表現出的路面病災，可以分為早期裂縫和使用期裂縫兩種大類。其中早期裂縫又可以分為以下幾種類型：一是沉降收縮裂縫，這種裂縫主要是在混凝土硬化階段形成，原因是混凝土離析、泌水等造成收縮大，內部混凝土約束形成；二是塑性收縮裂縫，這種裂縫主要在混凝土凝結過程中形成，原因是混凝土表面蒸發率大于泌水率；三是干縮裂縫，主要是由于混凝土在強度形成過程中水分蒸發形成的，干縮應力超過了混凝土的抗裂強度；四是溫縮裂縫，主要是由于溫度變化導致的溫度應力超出了混凝土的抗裂強度導致的。使用期裂縫分為荷載裂縫、沖刷裂縫和路基變形裂縫，主要是由于荷載、沖刷和路基沉降作用導致混凝土強度超過了其抗裂強度造成的。

水泥混凝土路面裂縫修補材料

水泥混凝土路面裂縫修補材料的選擇要考慮以下幾個方面：首先是與舊混凝土有良好的相容性，補縫材料要具有化學穩定性好、體積收縮性低等優點；另外在充填灌漿、滲透灌漿時要控制相應的參數；其次是凝結時間，要求盡快凝結硬化，最好控制在12h～24h之內；同時修補材料需要具備耐久性，提高界面過渡區的密實度；還要具有一定的變形能力，防止修補材料中或界面上發生新的裂紋；最后修補材料需要滿足環保性和經濟性的要求。

水泥混凝土路面裂縫修補方法

一方面從修補方法的選擇來看，必須結合實際情況采取相應措施，可以分為先破損再修復和直接修復兩種修復方式。若水泥混凝土路面的病害不嚴重，出于經濟的考慮，在不損害原路面的基礎上對路面進行直接修補，此時多使用直接灌漿法。而對于水泥路面橫向重度裂縫，必要時需進行整板更換。

水泥混凝土板塊裂縫及其防治技術

水泥混凝土路面板塊裂縫

水泥混凝土路面在長期的使用中，由于行車荷載的反復作用，不可避免地造成破壞，如果不能及時采取應對措施，就容易影響水泥混凝土路面的使用性能。

水泥混凝土板塊裂縫修補材料

目前常使用瀝青混凝土和水泥混凝土作為路面修補的材料，使用瀝青混凝土修補會產生道路強度不均勻、使用壽命短、路面平整度差和道路不美觀等缺點，而使用普通水泥混凝土存在凝固時間長及開放交通慢等缺點。隨著科技的發展和研究的深入，各式各樣的水泥混凝土路面快速修補的材料也陸續被研制出來。由于水泥混凝土路面維修時應對交通造成盡可能小的影響，這就要求水泥混凝土路面快速修補材料具有快硬早強的特點，同時為了施工的方便及后期運營中的安全，還要求這些材料具有良好的穩定性和施工和易性。近年來，我國一些科研院校和高校研發了H系列超早強修補劑、JK-24快速修補劑、KS系列快速修補劑、R-24 快速修補劑、WWX-Ⅲ型混凝土快速修補材料、復合型快速修補劑LG23。這些修補劑在強度發展、脆性、抗折彈性模量等方面都被證明具有良好的性能。

板塊快速修補防治方法

目前進行水泥混凝土路面快速修補的工具主要是剛度大、刀片質量高、易于維修的切縫機。首先是將舊的水泥混凝土面板切割下來，對受損的基層進行處置后按要求設置排水系統，然后更換水泥混凝土面板并對混凝土表面進行整修。另外，施工時要計量準確、工序緊湊、配合密切、及時切縫并注意養護。

結論與展望

隨著我國基礎設施建設的不斷發展，水泥混凝土路面的應用越來越多，水泥混凝土路面常發生的裂縫和沉陷等病害，嚴重影響路面的壽命和質量。該文分析了水泥混凝土路面裂縫及板塊裂縫產生的原因，并總結了病害修復的材料及工藝。目前水泥混凝土仍存在大量的病害問題，加上產生病害后修補工藝的相對落后，將來的研究方向應著重放在預防水泥混凝土病害的出現和病害的修補工藝上，使水泥混凝土路面在使用中更加穩定安全。