國道水泥混凝土路面維修養護技術

余有勇

（冕寧縣公路養護事業發展中心，四川冕寧 615600）

1 項目概況

某國道位于四川省境內，建成通車至今已有20多年。該國道某段的路基途經膨脹性巖土區域，在雨雪及交通超載等因素的作用之下，路基已出現變形，經過往車輛碾壓之后，水泥混凝土路面出現裂痕、錯臺，甚至沉陷、嚴重開裂等不同程度的路面損壞情況。有關部門采取換新填縫料、板底灌漿等常規的修護措施，但效果并不明顯，路面損壞的情況未得到根本性的治理和改善。為了維持國道路面的應用性能，改善路面的基礎情況，公路相關部門對該國道采用了有針對性的養護維修技術進行修復，效果顯著，大大改善了路面的破損情況。

2 水泥混凝土路面相關概念

2.1 水泥混凝土路面受損原因

水泥混凝土路面是國道公路最常應用的路面形式。結合多年來的應用及維護修補情況，分析該種路面磨損斷裂的原因，主要可概括為3大部分：①不夠先進的施工工藝。國道水泥混凝土路面的施工工藝復雜且要求極高，并非所有的施工企業都具有承建并出色完成任務的能力和資質。某些企業在施工過程中，受多種因素制約，并未采取最精湛、最適合的施工工藝，也就無從保證國道水泥混凝土路面的質量和使用壽命。在日常惡劣的使用環境中，路面斷裂甚至斷板等問題也就不可避免，大大影響了路面的使用穩定性和抗碾壓性能。②國道水泥混凝土路面自身特點導致的，一旦出現問題會引發一系列的連鎖反應。例如，若路面出現裂縫等問題，進而會引發起皮、蜂窩等多種聯鎖反應，進一步加劇了水泥混凝土路面損壞的情況。③路面經過長時間不間斷的使用后，會出現不同程度的受損隱患，需要及時消除隱患。若問題出現之初不采取及時有效的補救措施，從根源上消除隱患，后續的問題會像雪球一般越滾越大，最終導致局面失控。國道水泥混凝土路面受損，裂縫的種類主要分為橫向、縱向和表面等，若在使用之初就出現失水過快的情況，非常容易導致水泥混凝土路面出現表面裂縫。若沒有及時采取切縫修補措施，失水干縮等問題就會導致出現橫向裂縫。造成縱向裂縫的主要原因是壓實程度不夠或濕度控制不夠好等[1]。

2.2 水泥混凝土路面維修養護現狀

水泥混凝土路面有很多獨特的優勢，包括平整度良好、穩定性強、經久耐用、修建和維護的成本不高、施工工藝相對簡單等，被大范圍應用在國道公路的建設中。但在實際的使用中，受設計前期、修建中期、應用維護后期等因素的影響，國道水泥混凝土路面極易出現不同程度的破損情況，嚴重影響了局部甚至大部分區域水泥混凝土道路的使用壽命。為了避免此種情況，要對國道水泥混凝土路面進行科學有計劃的養護，持續的巡查監測是必不可少的措施，及時收集整理路面現場數據，有針對性地分析不同的破壞現象及特點，結合實際破損情況采取最適用的措施來修護國道道路。雖然國道水泥混凝土路面的養護費用近些年來逐步上升，但不同地區不同城市仍存在差距，某些比較落后地區的水泥混凝土路面維護方式簡單粗放，缺乏規劃性與前瞻性，“頭痛醫頭，腳痛醫腳”，這種情況尤其在中西部較偏遠地區更為常見。造成的最直接后果是部分路面修護完成后很難長時間穩定使用，短期內可能會再次破損，重新修護費錢費時費力，對政府資金和社會資源都是極大的浪費。

2.3 水泥混凝土路面維修養護技術

（1）破碎板的處理。將原有國道水泥混凝土路面損壞過于嚴重的斷板挖除，采取較強混凝土重新澆筑，修補至原路面的損壞處。

（2）裂縫的修補。國道公路的交通任務繁重，過往大重型車輛較多，由于過往車輛的負載較大、環境中溫濕度變化大等影響，剛性的水泥混凝土路面出現面板裂縫的概率大大增加，一旦出現裂縫，需要對各種形狀大小、不同寬度深度的裂縫加以修復。裂縫處理技術不僅對國道水泥混凝土路面的裂痕進行了有效的填充抑制，也大大提升了路面表面質量。水泥混凝土路面的裂縫修補方法主要包括全深度補塊法、直接灌漿法、灌注黏結劑法等，應結合實際情況采取最有效的裂縫修補措施。

在實際維修工作中，黏結劑應根據路面破裂情況進行篩選。水泥路面的縫隙不易清潔，若清潔效果不符合要求也很難對其進行灌漿處理[2]。針對此種較難處理情況，應轉變思路，改變裂縫原有寬度至滿足清潔的要求，確保清潔工作能夠順利徹底地完成，為灌漿技術充分發揮其作用奠定了良好的基礎。另外，在施工過程中，沖擊鉆等輔助設備的應用也是必不可少的，應用得當會達到事半功倍的效果。

（3）路面面板拱起問題的處理。國道水泥混凝土路面面板拱起也是比較常見的損壞情況之一。主要有以下兩種解決措施：①若面板拱起處沒有比較明顯的裂縫，可以對面板適當地裁剪一部分，裁剪的長寬依據拱起的高度來計算，將拱起的部分妥善剪除之后，道路面板基本恢復平整。②面板拱起的情況比較嚴重，若局部或大面積已出現橫斷面表面裂縫，則需要采取修補法對拱起部分進行修補。

（4）路面面板錯臺的處理。若國道水泥混凝土路面出現錯臺的現象，需要采用相應的措施進行修補。錯臺維修技術是路面維修中的常見技術，效果顯著，花費較短的時間即可恢復水泥混凝土路面的穩定性。該技術的運用有多種形式，包括填補法或磨平法等。在具體的施工過程中，根據面板錯臺高差的情況選擇適合的處理方法。如果水泥路面面板錯臺的高度不大于10 mm，宜采用人工磨平法，該方法實施比較方便且耗時較短；若面板錯臺的高度大于10 mm，則需通過在錯臺較低側澆筑混凝土的方式來修補高差，以此提升國道交通的暢通性。在解決水泥路面錯臺問題時，應找到發生錯臺的根本原因，選擇最適合的處理措施。當路基出現不規則變形時，大概率會損壞國道基層，此時可借助旁壓儀或者雷達等輔助工具，以幫助找到錯臺產生的真正原因。

（5）路面面板脫空的處理。國道路面經常有大型重卡車輛經過，超載載荷使路面的承擔壓力過大，國道水泥混凝土面板受較大動荷載長時間的刺激極易出現面板脫空的問題，目前主要采用灌漿法進行修補。灌漿時，根據路面實際情況選擇合適的灌漿料，嚴格控制灌漿的壓力值，使漿料既能充分填滿脫空處，又能避免壓力過大導致的局部面板錯臺加劇的問題，按照設計標準和規范要求進行灌注，是保障灌漿法效果的重要前提。

3 加鋪瀝青層改造技術的應用

3.1 改造路段的破損確定

首先對該國道全路段進行詳細的破損情況調查，詳細記錄下破碎板和脫空板信息。常用的調查方法有：①觀察法，主要依靠目測對錯臺、裂縫等問題進行排查。②借助設備，如彎沉儀等進行檢測，以快速確定脫空板的位置。

3.2 施工前的破損處理

（1）裂縫處理。首先需要將裂縫中的雜物清理干凈，清理后采用水泥漿或瀝青砂實施灌縫處理。

（2）換板處理。針對國道路面存在嚴重破碎板的情況，宜采用更換面板的方法。主要操作要點包括：基層松散部分可用15號素水泥混凝土填充，下沉區域用同種型號的水泥混凝土進行調平，對路面上的裂縫必須先徹底清理干凈，方可使用水泥漿實行灌注填充。

（3）板底壓漿處理。該國道路面的主要破損是板底脫空，最有效的修補措施是板底壓漿法。灌漿操作需嚴格按標準執行，切忌修補的過程中引發拱起、翹曲等新的問題。科學規劃修護保養的時間，以最大限度地保障國道路面的強度。修護工作完成之后，需要采用彎沉儀等檢測設備進行復檢，以檢驗修補的效果，保證壓漿工作的徹底性。

3.3 加鋪瀝青層的施工

將已修補完成的國道水泥混凝土路面清理干凈，再在路面表層鋪灑一層黏層油，并加鋪燒毛土工布等，注意應覆蓋住縱縫，之后做好路面的排水工作。

3.4 效果分析

加鋪層施工若以整體攤鋪的形式進行，工期較短，修補的效果也良好。但在重型車輛的大載荷和雨雪等惡劣天氣的反復沖擊之下，不超過半年的時間，加鋪層出現了很多反射裂縫，大大縮減了路面的使用壽命。反射裂縫的產生主要是由于溫度、荷載等外界刺激，導致水泥混凝土路面產生變形、位移等破損，并在原有的裂縫處聚集了過多的應力，反射到新鋪設的路面面層上，又引發了新鋪瀝青面層病害的問題[3]。

4 路面養護試驗介紹

4.1 反射裂縫的原理

根據柔性基礎理論，國道水泥混凝土路面各結構層的彈性模量應從高到低逐層遞減，這是保障各結構層受力均勻的基礎，也是消除反射裂縫的前提。當水泥混凝土路面的破損范圍達到3～40 mm時，既要最大限度避免反射裂縫的出現，又要保證公路路面的路基強度。在盡量保證國道路面沒有受到根本性破損的基礎上，進行科學合理的養護，可大幅提升公路的質量，并延長其使用壽命。

4.2 試驗路段路面結構

本文的研究對象為四川省內的某國道路段，在長約1.4 km的范圍內，共有3種路面結構（表1）。該段公路距今已通車運行了近10年。

表1 試驗路段路面結構

4.3 施工工藝

（1）主要工藝流程。該段國道水泥混凝土路面養護的主要施工工藝流程如下：將試驗段的國道路面進行清潔填充→制定路面養護工藝方案→實施養護施工。

（2）主要施工過程及效果分析。在對試驗路面進行養護之前，以下兩項工作不容忽視：①清理干凈試驗路面。在養護工作開展之前，所有路面上松散的多余物及其他物質都需要被徹底的清除。②養護路面的交通行車。盡可能不影響該國道的正常交通運行。

該國道水泥混凝土路面的養護工作從以下3個方面入手進行：①接縫養護處理。接縫養護技術是水泥混凝土路面保養中非常重要的一種養護技術，具體的實施方式隨著工藝和科技的進步也有了很大的改進和創新。該處理方式摒棄了使用切割機鋸切或人工清理等傳統模式，大大降低了實際的施工難度。目前廣泛應用的養護方式是通過厚鋸片來鋸切舊接縫，將殘留在縫隙內部的雜質進行徹底的清理，過往采用的高壓水和空氣結合清洗的方法已被證明了效果不佳，如今更有效的做法是用高壓水直接對鋸縫中殘留的泥漿等物質進行清洗處理。之后執行灌縫操作，灌縫之后進行二次清潔處理并烘干，以達到高效養護的效果。②排水系統養護。該方法也是對提升水泥混凝土路面養護效果、保障路面的穩定性和應用質量非常有利的技術。排水系統是養護設備體系內不可或缺的部分，在試驗路面養護過程中，需要對排水系統進行定期的檢查保養，盡早消除隱患，保持水泥混凝土路面的平整度處在規定的范圍之內。在該試驗路段，為確保路面游離水盡快排出，在基層處也加設了排水設施。在充分考慮路面結構排水的原理基礎上，也增加了邊緣排水系統，并將縱向和橫向排水裝置安裝在硬路肩及行車道間的交接處。與此同時，也需考慮水流入分隔帶的問題，該試驗中對分隔帶進行了封閉處理，達到了有效的隔離效果。③路面抗滑性能養護。目前常采用物理手段進行養護，如銑刨等，增強水泥混凝土路面的粗糙度，加大路面抗滑的能力，保障交通安全的同時更進一步增強了水泥路面的強度。

4.4 效果分析

將試驗的國道路面經過以上接縫養護、排水養護、防滑養護等措施后，路面穩定使用3年以上沒有出現大的問題。測量數據也證明，試驗路面的承載能力符合設定的要求。

5 結語

綜上所述，在國道水泥混凝土路面的養護維修過程中，應深入詳細分析路面受損的原因，制定科學的處理措施，以找出合適的處理方法，避免受損情況進一步惡化，同時對受損水泥路面進行及時的修復。國道路面是關乎民生的重要部分，為盡量延長水泥混凝土路面的使用壽命，科學的養護技術和實施過程必不可少、至關重要。科學的水泥混凝土路面養護技術和維修方法是規避路面問題頻發的最有效手段，是確保國道穩定安全運行的重要基礎，對促進我國公路事業的可持續發展具有重大且深遠的意義。