水泥混凝土路面維修與養護管理技術研究

于和水

（唐山市鄉鎮建材管理服務處，河北 唐山 063000）

0 引言

近年來，隨著我國城市建設的不斷發展，國家交通公路通行里程數不斷增加，水泥混凝土結構由于其剛性強、承載力大、耐久性好等特點，采用水泥混凝土修建的公路逐漸增多，但這些公路在長期使用的過程中，病害發生的廣度和頻次較高。從病害發生的情況來看，公路大多數出現破損、裂縫、斷裂等問題，如果不及時采取有效措施進行維修和日常養護，一旦損壞區域進一步擴大，修復起來將極其困難，不僅需要花費大量的維修費用，而且還影響路面車輛的正常行駛，存在潛在的道路交通安全隱患。因此，加強水泥混凝土路面維修養護十分重要，無論從經濟角度，還是從安全角度都具有重要的意義。本文以北方地區S市某省級公路路段為例，介紹水泥混凝土路面病害的起因及其修補措施。

1 影響水泥混凝土路面的因素

水泥混凝土路面出現損壞的原因比較復雜，如路基強度不足、板厚與車輛荷載不適應、混凝土質量差、脹縮縫設置不當等情況，都會影響水泥混凝土路面的使用壽命。S市某省級公路2020年9月竣工，全長18.5km，路面寬度10.8m，水泥混凝土路面厚度25cm。在竣工后的使用過程中，局部出現基礎不實、車輛負荷過重等問題，在整體路段中已經發現23處裂縫，有7處已經形成明顯斷板，有2處出現錯臺病害，累計病害面積超過180m2。根據該路段水泥混凝土路面的損壞原因分析，主要有基礎不實、車輛超載、溫濕度環境、養護不及時等問題。

1.1 路基不實的影響

由于該路段屬于S市與外地連接公路，交通車流量較大，常年經過大型的重載卡車，由于在車輛負荷的作用下，造成抗剪能力不足而發生地基不穩，產生強度裂縫。尤其是部分路段施工中地面底層輾壓不密實，墊層基礎洗刨、施工工藝不精準，使得抗壓強度不夠，造成路基出現不勻稱沉降的問題。

1.2 溫度的影響

水泥混凝土路面質量與環境溫度具有明顯關系。S市屬于北方寒冷地區，低溫條件對混凝土路面質量具有影響，該路段部分路基水浸泡后，在冬季出現了凍脹的問題，低溫作用導致路面接縫張開量變化，造成水泥混凝土板出現斷裂。

1.3 濕度的影響

S市所在的北方地區，屬于少雨干燥氣候，在干燥的環境中，相對濕度較低，僅有10%～20%，在這樣的環境中，水泥混凝土路面出現了收縮裂縫的問題。而南方地區濕度一般大于80%，水泥混凝土路面不容易出現裂縫。

1.4 養護不及時的影響

該路段在投入使用后，水泥混凝土公路沒有及時進行養護，在出現裂縫后，逐漸擴散形成網裂、龜裂甚至斷板等嚴重病害，同時由于部分區域公路切縫深度過淺，使得應力沒有得到釋放，由此在臨近路段縮縫處產生新的裂縫，不僅影響公路的使用壽命，而且直接影響車輛的安全行駛。

2 病害類型

2.1 裂縫病害

裂縫是混凝土路面最常出現的病害問題，根據裂縫的方向，主要分為縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫。縱向裂縫主要是沿著公路的方向開裂的，如果不及時修補，就會出現貫穿裂縫，產生更大的安全隱患；橫向裂縫主要是沿著公路的垂直方向開裂的，有時伴隨少量支縫；斜向裂縫主要是開裂的裂縫與車輛形成相交的銳角；交叉裂縫主要是公路裂縫相互交叉，大部分是由于路面承載過重或路基不均勻造成的。由于水泥混凝土公路的非均質性和低韌性，受該省級路段現場施工條件和工藝的影響，在使用不到2年的過程中該路段共出現23處裂縫（見圖1），其中縱向裂縫6條、橫向裂縫9條、斜向裂縫3條、交叉裂縫5條。由于混凝土路面出現裂縫的情況比較復雜，在修補時要采取針對性的措施。

圖1 部分路段裂縫病害現場圖

2.2 斷板病害

斷板主要是指水泥混凝土公路在養生和使用過程中，在非切割部位處產生裂縫，經過長時間雨水沖洗，沿接縫或裂縫處滲入基礎之中，在車輛的荷載重力作用下，基礎中的細沙物質被擠壓出來，使基礎逐漸失去支撐路面的承載力，由此發展成為整塊混凝土板塊出現錯位斷裂，最終形成2塊或2塊以上不規則的板塊。發生公路面板斷裂，將直接影響水泥混凝土公路的使用壽命。斷板分為橫向斷板和縱向斷板2種。斷板按照損害和剝落的程度，也可分為輕微斷板、中等斷板、嚴重斷板。輕微斷板是指還沒有發生完全剝落或少部分剝落，其剝落程度＜3mm；中等斷板是指已經從主體公路上發生剝落，其剝落程度在3～25mm之間，板塊分為3塊以內，有明顯的裂縫；嚴重斷板是指已經從主體公路完全剝落，斷裂程度＞35mm，板塊裂分為至少3塊以上，錯臺問題已逐漸出現。該路段共出現嚴重斷板問題1處，中等斷板問題2處，輕微斷板問題4處。

2.3 錯臺病害

錯臺是兩個水泥混凝土板的銜接處，由于應力或路基不均勻產生垂直高差，兩板體發生相對豎向位移的情況（見圖2）。錯臺分為輕微錯臺和嚴重錯臺，輕微錯臺高度差在10mm內；嚴重錯臺高度差超過了10mm以上。水泥路面發生錯臺問題，輕則影響車輛行駛的舒適性，重則影響車輛行駛的安全性。該路段共出現2處錯臺問題，其中1處輕微錯臺，1處嚴重錯臺，所以必須要根據錯臺的嚴重程度，采取有效的措施加以修復。

圖2 部分路段錯臺病害現場圖

3 水泥混凝土公路的養護和維修

3.1 裂縫養護技術

當路面出現裂縫后，要及時進行修補，否則就會造成更為嚴重的后果，使縫隙不斷擴大。針對該路面出現的23處裂縫，施工維護隊主要采取壓注灌漿封縫法和擴縫灌漿填充法相結合的方式進行，對于寬度<0.5mm的非拓展性裂縫直接封縫，對于大于0.5mm的裂縫擴縫灌漿。

（1）區域標識。本次維護涉及區域主要有7處，將裂縫公路路面的區域用劃線的方式明顯標識出來，部分區域用路障圈出，對于過往車輛進行提醒，防止過往車輛通過需要維護作業的區域，影響行駛安全。

（2）壓注灌漿。對于面裂縫區域沒有發生碎裂和變形，且寬度小于0.5mm的裂縫，采取直接壓注灌漿封縫處理方法，使用空壓機對裂縫部位及時清除塵土進行裂縫修補，每隔50cm安裝一個灌漿咀，用膠帶將縫口貼封，及時使用熱瀝青涂刷并撒以石粉。

（3）切縫處理。對于局部裂縫區域的寬度達到0.5mm以上，要采取擴縫灌漿填充法，選定需要修補的區域，最大深度不得超過公路厚度的2/3，根據裂縫的狀況最終確定18cm修補深度，用混凝土切割機沿裂縫兩側將縫隙擴寬至1.5cm的溝槽。

（4）清理砂土。把裂縫周邊松動的水泥塊去掉后，使用空氣壓縮機和強力吹風機，將縫隙中的混凝土碎屑和沙土清理干凈，再用高壓水槍將路面沖洗干凈，確保切縫干凈整潔，沒有塵土。切割后對部分縫隙中存有的明水，使用海綿和抹布將水清理干凈。

（5）攪拌泥漿。選擇環氧樹脂裂縫修補材料，把裂縫修補材料和水混合在一起，控制好水灰比例，利用攪拌機將修補材料環氧樹脂砂漿和0.5cm江砂碎石攪拌均勻，將材料灌入到裂縫當中，用振動器將材料振實，再用抹子將多余的部分刮掉，使得裂縫表面和水泥路面表面齊平。為保證修補的路面更加美觀，本次修補添加了適量顏料加入到混凝土當中，使修補的路面與原有路面色差相近。

（6）開放交通。水泥混凝土公路路面修補完畢后，采用遠紅外燈等加熱處理方式加速路面硬化，等待養護全部硬化后，3~4h后解除隔離交通管制，開放交通即可。同時養護階段安排人員和設置路障，放置提醒標志，防止行人和車輛誤入。

3.2 斷裂處理技術

對于該路段1處水泥混凝土路面出現局部嚴重斷裂的問題，需要對破壞部位進行鑿除，重新澆筑混凝土。首先在重點斷板處劃出需要破除的區域，槽寬至少30cm，用切縫機將需要破除的區域沿劃線部分慢行切縫，再用風鎬鑿出需要替換的混凝土，在鑿出過程中要保證槽邊垂直。然后對側壁進行人工鑿毛，以保證新舊水泥混凝土之間的連接。再利用空壓機清除底部混凝土碎渣，露出清潔、干凈、新鮮、粗糙的基面，利用毛刷將配好的界面劑均勻涂刷在槽壁表面。混凝土在攪拌站攪拌，然后攪拌車運輸到現場，在破損區域加入混凝土，以插入振搗器進行振搗，用抹平機進行抹平，最后用土工布養生硬化后開放交通。但對于其它2處斷裂不嚴重的區域，其基礎和強度比較穩固，這種情況下就不用整板打掉，選擇修補材料局部開槽精準修復即可。

3.3 錯臺處理技術

（1）機械設備打磨法。對于1處高差小于10mm的錯臺，采用機械設備打磨法進行處理。首先用風鎬將高起混凝土部分鑿除，再使用機械設備對其表面進行打磨，打磨位置從錯臺高處逐漸向低處打磨，與鄰板齊平即可。最后清理打磨后縫隙中的砂土，清理干凈后灌入水泥路面填縫材料，完成此次修補任務。

（2）路面填補法。對于1處高差超過10mm的錯臺，通過機械設備打磨已經無法平整兩塊水泥路面。該路段采用瀝青砂進行填充，首先清除水泥混凝土路面的碎石和塵土，并噴灑一層黏層瀝青，填補完成后，用壓路機進行反復碾壓，使砂石和瀝青以及混凝土路面充分黏合，碾壓密實即可。在瀝青砂材料和配比選擇上，嚴格執行《公路瀝青路面施工技術規范》標準，待修補材料冷卻成型后，滿足通車需求。

4 結束語

總而言之，人們對交通公路車輛安全行駛要求越來越高，要防患于未然，如果路面有裂縫、鼓起、斷板等問題，要及時進行修補處理，最大限度減少路面病害發生的可能性。本次經過10d左右的修補，各部分路段便實現了快速通車，最大限度延長了該公路的使用壽命。但由于水泥混凝土公路出現病害的原因復雜多變，采取的措施也大不相同，在今后要加強施工、養護、維護的全面管理，積極采取有效的措施加以解決，不斷提升公路的安全管控能力，推動交通公路事業健康持續發展。