公路水泥混凝土路面裂縫病害分析及對(duì)策

林細(xì)花

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，公路建設(shè)行業(yè)也在不斷飛速發(fā)展。目前交通建設(shè)項(xiàng)目，已出現(xiàn)了不少新型路面結(jié)構(gòu)，但混凝土路面結(jié)構(gòu)形式，還普遍存在，特別是地方公路工程。本文結(jié)合具體實(shí)例，就水泥砼路面產(chǎn)生裂縫種類、特征、影響因素、危害進(jìn)行了全面的剖析，對(duì)怎樣避免以及降低其施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫總結(jié)出了切實(shí)可行的處理措施。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；裂縫；治理措施

中圖分類號(hào)：U418 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）11—195—03

引言

水泥砼路面擁有十分突出的優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高，應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，常規(guī)的維護(hù)成本較低：其存在的缺點(diǎn)為：投資高、維修難。今后的道路大修由于專業(yè)養(yǎng)護(hù)工班的減少，其維修的概率也會(huì)越來(lái)越大。所以，怎樣科學(xué)有效的運(yùn)用其優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，盡可能的提高其使用性能和壽命，對(duì)以后其路面的建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)作用。在對(duì)其實(shí)施建設(shè)時(shí)，不管是在其技術(shù)方面還是在管理方式上，仍存在諸多缺陷，需要我們?nèi)パ芯拷鉀Q。其在道路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)裂縫病害等是目前亟待解決的問(wèn)題。

1工程概況

莆田市324國(guó)道（81K+940～87K+780）位于莆田市涵江區(qū)境內(nèi)，東起涵江區(qū)與福清市交界處的江口大橋，西至荔涵大道，全長(zhǎng)約5.840km。經(jīng)過(guò)多年通行，在自然和汽車荷載的作用下，324國(guó)道行車道路面出現(xiàn)多種病害，主要表現(xiàn)為：唧泥、錯(cuò)臺(tái)、接縫碎裂、拱起、縱縫張開(kāi)、填縫料損壞、紋裂或網(wǎng)裂和起皮、縱橫斷板等。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況分析和統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在水泥板塊破損率較高，且經(jīng)常呈邊續(xù)斷裂或大面積破損，路面承載力，以及行車的安全性和舒適性都受到了很大程度的影響，因此，應(yīng)對(duì)本段水泥混凝土路面進(jìn)行大修。根據(jù)調(diào)研，本次路面改造按照板差彎沉評(píng)估法對(duì)舊有砼路面板進(jìn)行換板、注漿、裂縫填充等處理方式修復(fù)，使其彎沉達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，再選用行車安適、噪聲小、粉塵少更加環(huán)保的瀝青混凝土路面，以滿足城市交通發(fā)展的需求。

2問(wèn)題解決思路和原則

路面改造工程必須遵循的原則

①功能要求：改造324國(guó)道路面是為了提高道路行車的安全性和舒適性。因此為了達(dá)到道路的使用功能要求，不僅設(shè)計(jì)要適應(yīng)原路面的具體特點(diǎn)，改造后的道路還要能提供全天候、快速、安全、舒適的服務(wù)。

②表面抗滑性能：為滿足路面抗滑特性的要求，應(yīng)該從瀝青混凝土類型的選擇、集料選擇以及混合料級(jí)配設(shè)計(jì)入手，加強(qiáng)面層抗滑性能。

③高溫穩(wěn)定性：即擁有較強(qiáng)的抗車轍和抗擠壓破碎的能力，避免車轍過(guò)深而影響行車安全。尤其是上面層，陽(yáng)光直射時(shí)會(huì)導(dǎo)致路面溫度很高，需要選取抗車轍能力強(qiáng)的上面層路面結(jié)構(gòu)。

④水損害問(wèn)題：莆田地區(qū)的年降水量大于1200mm，為多雨地區(qū)，同時(shí)臺(tái)風(fēng)盛行。根據(jù)對(duì)全國(guó)大部分高等級(jí)公路的早期損害研究發(fā)現(xiàn)，水是造成路面早期破壞最主要的原因。因此需要鋪裝層有較強(qiáng)的不透水性，石料跟瀝青的粘附性達(dá)到5級(jí)，并且結(jié)合實(shí)際情況在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意路面的排水要求。

⑤施工工藝簡(jiǎn)單：由于本次改造工程時(shí)間緊、任務(wù)重，因而在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮施工的難易程度，在保證質(zhì)量的前提下，盡量采用施工工藝簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快的設(shè)計(jì)方案。

3裂縫、病害的危害及處理

3.1裂縫

（1）危害分析

水泥砼路面剛度大，擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，但隨著里程的增長(zhǎng)，由于交通量增大，交通荷載重型化，行車速度的提高，加上水泥砼路面長(zhǎng)期暴露在日灑雨淋，凍融，溫差及各種化學(xué)物質(zhì)侵蝕的自然環(huán)境中，加速了結(jié)構(gòu)層和路面層的損壞。裂縫的產(chǎn)生會(huì)直接影響到面層和結(jié)構(gòu)層的損壞，因而影響著行車速度，舒適性和安全，因此對(duì)裂縫的修補(bǔ)尤其重要。

（2）防治措施

①若縫的縫寬小于1.0cm，用清縫機(jī)事前清縫，然后用環(huán)氧砂漿灌縫。清縫時(shí)，縫壁應(yīng)垂直，若縫寬小于0.5cm，先擴(kuò)縫寬度到0.6～1.0cm，深度為2.5～3.0cm，然后用環(huán)氧砂漿灌縫；若縫寬大于0.5cm，那么清縫后選擇環(huán)氧砂漿直接灌縫。

②當(dāng)縫寬大于1.0cm，小于1.5cm，若裂縫處無(wú)翻漿，且彎沉不大于20（0.01mm），證明基層沒(méi)有受影響，在不影響行車安全及舒適性的條件下，清除縫內(nèi)的所有雜物，深度不小于5cm，最后選取環(huán)氧砂漿進(jìn)行灌縫。

③當(dāng)縫寬大于1.5cm，采用全深補(bǔ)塊處理。

處理過(guò)的混凝土板需要達(dá)到彎沉（BZZ-100）小于等于20（0.01mm），彎沉差（BZZ-100）小于等于6（0.01mm）的技術(shù)要求。

3.2唧泥

（1）危害分析

唧泥主要是由于外界水從路面接縫或裂縫處侵入路面，然后被行車荷載擠壓出路面（如圖1所示），對(duì)水泥混凝土板的下臥層造成沖刷，并將下臥層的細(xì)料溶蝕，隨水流泵壓到路表的現(xiàn)象。它容易造成下臥層材料逐漸流失，以及路表殘留大量的細(xì)集料污跡。

（2）防治措施

對(duì)板底脫空（唧泥）的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)狀砼板按接縫處主點(diǎn)彎沉≤0.2mm、差異彎沉≤0.06mm雙指標(biāo)控制，即這兩個(gè)指標(biāo)均需滿足的板不需要處理；若0.2mm<彎沉≤0.45mm或差異彎沉>0.06mm，則采取灌漿法進(jìn)行處理。

施工過(guò)程中按照目測(cè)和實(shí)測(cè)彎沉值相結(jié)合的方法考察唧泥脫空板，標(biāo)記鉆孔的位置，每塊混凝土板需要鉆4～5個(gè)孔。鉆孔定位非常緊要，需要長(zhǎng)時(shí)間的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，盡量爭(zhēng)取孔位處于脫空深度最大處。鉆孔位置跟板自由邊縫和裂縫的距離不能小于50cm。

施工鉆孔孔位和設(shè)計(jì)孔位的偏差不大于20cm，注漿孔是注漿漿液的滲透通道，洗孔排渣選用壓縮空氣，禁止將水作為沖洗液。注漿孔鉆孔全是垂直孔，要小于3%的偏差率。鉆孔與注漿協(xié)作進(jìn)行，從外往內(nèi)實(shí)行分序成孔注漿，首先是外圍孔的成孔注漿，當(dāng)相鄰孔或接縫中冒漿，停止泵送水泥漿間隔45～60分鐘，然后實(shí)行中部的成孔注漿。

將水泥沙漿在灰漿拌和機(jī)中按1：2的配合比進(jìn)行拌和，漿液需要在初凝前使用完畢以避免沉淀，同時(shí)謹(jǐn)防石塊、雜物摻入漿液。注漿壓力把握在1.5～2.0Mpa，若壓力不足1.5 Mpa，則在0.5～1.0 Mpa時(shí)，注漿直到鄰孔或接縫中溢漿為止，或者沒(méi)有溢漿但板塊稍有上升（小于等于2cm）。

為避免壓力過(guò)度散失，在灌漿過(guò)程中溢漿的孔要迅速用圓木塞封堵。在設(shè)定的壓力下，當(dāng)注漿量小于1L/min，并且穩(wěn)壓2～3min后，如果壓力沒(méi)有降低或壓力降低沒(méi)有超過(guò)5%，就可以正常止?jié){。

注漿孔在灌漿頭拔出后也要馬上用木塞封堵，避免灰漿返流。全部木塞要保持8～10min后才能拔除。完成全孔灌漿后，用純漿或剩余濃漿拌細(xì)砂石封堵鉆孔直到孔口。

板塊灌漿結(jié)束后，制止車輛通行，等到灰漿強(qiáng)度達(dá)到3.0Mpa以上時(shí)方可進(jìn)行瀝青面層的施工，修復(fù)后路面如圖2所示。

3.3錯(cuò)臺(tái)

（1）危害分析

錯(cuò)臺(tái)損壞的發(fā)展過(guò)程中，接縫的密封性能和基層材料的耐沖刷性是最為關(guān)鍵的兩個(gè)影響因素。錯(cuò)臺(tái)損壞不但降低了路面平整度，而且在部分板底造成了嚴(yán)重脫空。脫空使水泥板處于不利的受力狀態(tài)，如圖3（a）所示。當(dāng)車輪荷載作用于前板脫空上方時(shí)，會(huì)在板內(nèi)形成一個(gè)強(qiáng)大的彎矩M，該彎矩的反復(fù)出現(xiàn)促使水泥板在板端至板中之間的位置經(jīng)常發(fā)生橫向斷裂，如圖3（b）所示。

（2）防治措施

5mm<錯(cuò)臺(tái)高差≤20mm的錯(cuò)臺(tái)，可采用銑刨處理，將較高一側(cè)的板塊邊緣在50 cm范圍內(nèi)，按斜度削平至與下沉板邊緣齊平：錯(cuò)臺(tái)高差>20mm的嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)，采用灌漿頂升，頂升后剩余的錯(cuò)臺(tái)采用銑刨，銑刨后相鄰板的相對(duì)高差控制在5mm內(nèi)。本工程先用人工將高出的錯(cuò)臺(tái)板基本鑿平，然后用磨平機(jī)再磨平，并清縫灌入填縫料，修補(bǔ)后路面如圖4所示。

3.4接縫碎裂

（1）危害分析

接縫屬于水泥混凝土路面的脆弱環(huán)節(jié)，接縫兩端易被傾斜剪切擠碎。接縫擠碎是指在靠近橫向和縱向兩邊的數(shù)十厘米的寬度范圍內(nèi)，路面板熱脹受阻，發(fā)生較高的熱壓應(yīng)力而擠壓成碎塊，如圖5所示。接縫的碎裂導(dǎo)致傳力桿接連失效，相鄰兩塊混凝土板間失去牽制，導(dǎo)致板塊的自由度變大。由于傳力桿安裝平行度不足、傳力桿瀝青涂層過(guò)厚或脫落、漏裝套筒、留縫過(guò)寬、縫內(nèi)填料老化消散等因素導(dǎo)致水泥混凝土脹縫變得有相當(dāng)高的破壞率。而接縫的破壞將會(huì)增加混凝土板上的瀝青罩面層出現(xiàn)反射裂縫的可能性。

（2）防治措施

接縫作脹縫修補(bǔ)時(shí)，首先要用建筑熱瀝青涂刷縫壁，再將接縫板嵌進(jìn)縫內(nèi)。用填縫料將對(duì)接縫板接頭及接縫與傳力桿之間的間隙灌實(shí)抹平，上部用嵌縫條的要及時(shí)壓入嵌縫條。

用加熱式填縫料進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，首先要將填縫料加熱到灌入溫度，去除雜物，倒入填縫機(jī)內(nèi)進(jìn)行填縫。在填縫的同時(shí)，宜用鐵鉤來(lái)回拌動(dòng)，以增加與縫壁的黏結(jié)以及填縫的飽滿。當(dāng)施工氣溫較低時(shí)，需要先將接縫用噴燈進(jìn)行預(yù)熱。加熱施工式填縫料的技術(shù)要求見(jiàn)表1。填充維修之后，再在道路橫縱縫上鋪設(shè)50cm型抗裂貼，減緩道路裂縫反射。

4結(jié)論

近年來(lái)國(guó)家在加大對(duì)公路建設(shè)的同時(shí)，對(duì)破損或未達(dá)到等級(jí)公路的原有國(guó)道、省道也在逐年加大投資力度，因?yàn)閷?duì)原有道路的等級(jí)改造更有利于國(guó)家有限資金的發(fā)揮。投資少、見(jiàn)效快、收益高，這是舊有路面改造與投資新建公路相比的顯著優(yōu)勢(shì)。其中加鋪不同厚度的水泥混凝土路面又是舊有路面改造的一種重要形式。因此就必須要求我們工程建設(shè)者本著對(duì)國(guó)家負(fù)責(zé)的態(tài)度采用多種有效措施，著重在水泥混凝土路面施工過(guò)程中防止各種裂縫的出現(xiàn)，而不是等著裂縫出現(xiàn)甚至引起斷板等各種質(zhì)量問(wèn)題后再去處理問(wèn)題。