水泥混凝土路面板破坏的原因及其防治

崔进生

摘要：根据多年来对水泥混凝土路面使用情况的调查，文章从设计、施工两个方面较全面地分析了水泥混凝土路面破坏的原因及其防治。

关键词：水泥混凝土路面；公路建设事业；路基施工

中图分类号：U416文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）12-0111-02

一、引言

近几年来，我国公路建设事业迅猛发展，高等级公路和农村公路建设齐头并进。水泥混凝土路面因为具有稳定性好、强度高、耐久性好、养护维修方便等优点而被广泛采用。但是根据对已建成通车的各级水泥混凝土路面使用情况看，如开裂、断板、沉陷、错台等病害现象较为普遍。本文通过总结多年来水泥混凝土路面建设的经验教训，分析混凝土路面板破坏的原因阐述自己的一些防治措施。

二、水泥混凝土路面板破坏的原因

（一）设计原因

1．整体强度。如果设计时，交通量调查和预测不准，或人为因素使交通量大增，路基、基层、底基层的模量和材料参数选用不当或者由于投资等原因而使路面厚度偏薄，当荷载疲劳应力与温度应力叠加超过混凝土的抗弯拉强度时，以致影响混凝土路面最终导致破坏。

2．板块划分。面板板块划分不合理，板块尺寸过大、板块过长或长度比例不符合规范要求，出现温度应力超出路面板的容许应力，或出现温度翘曲应力超出了混凝土的抗弯拉强度而引起路面板开裂断板。

3．结构组合。尽管规范上要求可以用石灰土作为水泥混凝土路面的基层，但该结构层在路面出现裂缝、或所设纵缝横缝填料脱落时，容易出现唧浆，若不及时处理，就出现断板导致路面板的破坏。

（二）路基施工方面的原因

1．路基填料不符合要求。路基施工时未按规范规定要求使用了以下不适合的材料：（1）沼泽土、淤泥、泥炭；（2）含有树根和易腐蚀物质的填料；（3）有机质含量大于的材料；（4）液限大于及塑性指数大于的材料；（5）含水量过大的材料。这些不实用性填料经过压实都达不到规定的压实度，不能形成稳定填方从而造成路基下沉或塌方，以致影响路面直到路面板破坏。

2．路基土石方填筑方面的影响。路基土石方的施工过程中存在的一些问题会对水泥面板产生较大的影响：（1）路基石方或土方混合料填筑时，填料的粒径过大，使填石路堤或土石混填的路堤密实度达不到施工规范要求。（2）路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度；路基施工临时排水系统未做或不畅通，从而使大量的积水渗入下层路基，严重影响路基质量。（3）路基填筑每层的填料未用平地机或其他平整机械进行整平或整平效果不好，使低凹的地方达不到密实度的要求且大量积水。由于以上施工方面的原因，对路基的稳定性造成一定的影响，并相应影响到路面面板。

3．特种土层的路基。淤泥质黏土、红粘土等软土地基往往因固结沉降稳定时间长，或是因修路微型水文地质条件发生了改变，从而引起路面沉陷。湿陷性黄土路基：在地下水的作用下老的空穴增，并发生新的空穴。

4．构造物台背的回填不符合要求。目前，从建成通车的公路来看，构造物台背跳车是通病，然而最明显的是台背沉陷或错台，主要原因是台背回填质量差。这是在施工中进行台背回填时，松铺厚度未严格控制；回填材料没有认真的选取；现在台背回填中最易被人忽视的是，开挖出的台背，虽说台背回填时中部填筑合乎要求，但边缘为不透水性材料，没有进行更换，所以路面渗入的水积存在台背，这样时间一长便影响了路基的稳定性，造成台背下沉，以致路面板遭破坏。

（三）路面施工方面的原因

1．路面基层施工质量不合要求。路面基层一般有底基层和面基层，底基层为级配砂砾集料，面基层为水泥稳定类集料。路面开始施工前要求路槽应清理干净，标高应严格控制，否则，会影响基层的设计厚度（厚度增加提高成本，厚度减小影响路面基层的稳定）；底基层集料细长及扁平的颗粒不得超过20%，且不得含有黏土块、腐殖质等有害物质；集料必须有良好的级配，级配曲线应接近圆滑并居中。0.5mm以下的集料其塑性指数应小于4%，液限指数应小于25%；松铺好的集料在压实时，其含水量应比最佳含水量稍高。水泥稳定集料的级配要求良好，有机质含量不得大于2%，集料中不得含有黏土块、腐殖质等有害物质；水泥质量要求稳定，不得使用过期水泥，水泥用量应严格按试验配合比加入，搅合要均匀。

2．路面水泥混凝土面板施工方面的问题。水泥混凝土面层施工，往往施工的厚度未达到设计要求，主要是基层施工标高控制不严所引起；粗集料不具有良好的级配，细长和扁平的颗粒含量太高；细集料和粗集料中含泥量过高，降低了混合料的黏结度；所用水泥质量不稳定或已过期；水泥混凝土在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重，这样势必影响混凝土面板本身的质量，而造成损坏。

三、水泥混凝土路面板破坏的防治

（一）设计方面

在设计阶段，应充分考虑交通发展，准确调查和预测交通量，避免因设计厚度偏小，平面尺寸不合理、结构组合不合理，在设计使用年限内由于交通量的快速增长或超限车辆的增加，而造成面板提前破坏、断裂。高填土路段最好不设置水泥混凝土路面，面板板块划分应合理，板块大小、长宽比例应符合规范要求。路面基层应根据交通等级、当地条件和经济性等因素尽量选用抗水浸入和抗冻融的路面结构。

（二）路基施工方面

工程施工应从路基抓起，路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥混凝土板难修补。

路基填筑过程中，要严格按合同及规定要求选好填料，根据现场情况控制好松铺厚度、粒径和压实含水量，每层填筑要用平地机整平，要用合理的压路机组合压实。对软基、高填、加宽路段要采取特殊的、合理的施工措施。

台背回填施工，要求选用监理工程师或图纸要求的回填料，保证每层填筑厚度及压实度，回填时在台背可考虑做排水管和土工格栅。排水管间距不得大于2m，土工格栅层间距最好为50～80cm。

（三）路面施工方面

基层施工时，应将基层材料集中进行厂拌，并采用摊铺机进行摊铺，待基层整平压实后，严格进行养生，防止基层出现干缩或温缩裂缝；为减少路基土的压实变形，增加路基强度和稳定性，必须认真进行压实，特别是要加强路堤边部碾压，使路堤横向的密度尽可能均匀；也不要将两种材料性质差异甚大的路堤相接，而需要设置一个不太长的过渡段，在桥头或其他构造物与一般路堤相接处，应进行加载，甚至超载预压加快地基沉降,在可能的条件下，可彩透水性砂砾填筑台背后的路堤，减少开放交通后的填土沉降。路面基层施工要严格按规范要求选好合格材料，侧重控制厚度及表面平整度。路面施工前，应对路面基层的人为或施工工艺坑槽进行处理，可在路面基层上散布半公分厚的细砂，或铺设一层塑料布。

（四）水泥混凝土路面板破坏后的处治

对于水泥混凝土板错台、沉陷的现象，由于修补困难，以往人们总是用沥青混凝土进行填补压实，实际上这种修补方案是不可取的。因为水泥路面与沥青路面颜色不一致，这样的局部修补，会给汽车驾驶员造成错觉，且在高速行驶的公路上可能发生交通事故。所以，对于错台、沉陷的水泥板最好是铲除，用同标号的新混凝土进行修补。并加入混凝土快速修补剂，这样，4h后便能开放交通。

对唧泥、脱空的混凝土面板及轻微、中等裂缝的面板进行板底压浆处理，使混凝土面板处于稳定状态。对使用时间较长，原路面基层为石灰土等水稳定性不良结构的路段，为保险起见，可对全部原有的混凝土面板进行压浆处理。

对于水泥混凝土板裂缝的现象，可采用HZ/HD补裂缝材料进行灌浆处理，4h后便能开放交通。

对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀缝、施工缝、缩缝处的局部破坏现象，可采用局部换板进行修补并加入混凝土快速修补剂。

四、结语

造成水泥混凝土路面面板发生破坏的原因是多方面的，要从设计、施工养护等各方面进行严格、科学的控制，只有做到科学设计，精心施工才能提高路面的整体质量水平。

参考文献

[1]S公路水泥混凝土路面设计规范．2007-01-01．

[2]S公路水泥混凝土路面施工规范．2007-01-01．

[3]M路基路面工程．人民交通出版社，2005．