淺析水泥混凝土路面常見(jiàn)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(qiáng)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了空前的成果，其中公路里程增長(zhǎng)較快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年年底，我國(guó)水泥混凝土路面已經(jīng)超過(guò)了225.7萬(wàn)公里。水泥混凝土路面的廣泛采用，與其剛度大、擴(kuò)散荷載能力及穩(wěn)定性強(qiáng)有著直接關(guān)系。盡管近年來(lái)施工裝備和技術(shù)水平都取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，但由于自然和人為的因素，在施工過(guò)程中存在一些問(wèn)題，最終導(dǎo)致路面出現(xiàn)各種病害。為了保證水泥混凝土路面的施工質(zhì)量，減少病害的發(fā)生，需要從根本上探究病害產(chǎn)生的機(jī)理，及時(shí)作出解決措施，采用科學(xué)的施工方法保證水泥混凝土路面的質(zhì)量。

水泥混凝土路面接縫病害及其防治技術(shù)

水泥混凝土路面接縫病害及其產(chǎn)生原因

水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)是接縫處，例如由于年代久遠(yuǎn)或者施工質(zhì)量不高造成的接縫填料損壞、縱向接縫張開(kāi)等病害如果得不到及時(shí)處理，部分路段的地面水從接縫滲入，久而久之就會(huì)使路面基層強(qiáng)度降低，在行車荷載作用下，出現(xiàn)脫空、短板、沉陷等一系列病害，因此對(duì)接縫必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并維修，延長(zhǎng)水泥路面的使用壽命。接縫病害產(chǎn)生的原因主要包括墊料、灌縫材料老化及接縫內(nèi)有較硬的異物侵入或者填縫材料和接縫板質(zhì)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(diǎn)技術(shù)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(duì)聚氨酯硬泡沫板也有相應(yīng)的技術(shù)要求，但松木板作為傳統(tǒng)的接縫維修材料已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)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(jié)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(shù)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(jìn)行：一是考慮適用條件，例如接縫壁相對(duì)完好，接縫寬度小于25mm。路面時(shí)間比較久的采用硅樹(shù)脂來(lái)填封，比較新的采用氯丁橡膠進(jìn)行填封。另外可以按照剝落情況，使用硅樹(shù)脂進(jìn)行接縫剝落維修；二是應(yīng)將原有的接縫填料清理干凈，防止對(duì)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(yīng)該無(wú)灰塵，保證良好的黏結(jié)性。一般不用化學(xué)溶劑清洗槽口，而是采用清潔水，使用機(jī)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(yīng)，從而保證最穩(wěn)定的結(jié)果，目前一般使用壓入輪碾壓兩次。另外，對(duì)接縫維修機(jī)具性能也有要求，例如清縫機(jī)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(yǎng)護(hù)維修，要注意填縫料凸出板面并進(jìn)行周期性更換。技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，填縫料的灌注高度要考慮季節(jié)，填縫料更換宜選在春秋季或者干燥的時(shí)間段進(jìn)行。

水泥混凝土路面裂縫及其修補(bǔ)技術(shù)

裂縫的分類及形成機(jī)理

水泥混凝土路面的裂縫是在眾多因素影響下表現(xiàn)出的路面病災(zāi)，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(nèi)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(jié)過(guò)程中形成，原因是混凝土表面蒸發(fā)率大于泌水率；三是干縮裂縫，主要是由于混凝土在強(qiáng)度形成過(guò)程中水分蒸發(fā)形成的，干縮應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗裂強(qiáng)度；四是溫縮裂縫，主要是由于溫度變化導(dǎo)致的溫度應(yīng)力超出了混凝土的抗裂強(qiáng)度導(dǎo)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(dǎo)致混凝土強(qiáng)度超過(guò)了其抗裂強(qiáng)度造成的。

水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料

水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)材料的選擇要考慮以下幾個(gè)方面：首先是與舊混凝土有良好的相容性，補(bǔ)縫材料要具有化學(xué)穩(wěn)定性好、體積收縮性低等優(yōu)點(diǎn)；另外在充填灌漿、滲透灌漿時(shí)要控制相應(yīng)的參數(shù)；其次是凝結(jié)時(shí)間，要求盡快凝結(jié)硬化，最好控制在12h～24h之內(nèi)；同時(shí)修補(bǔ)材料需要具備耐久性，提高界面過(guò)渡區(qū)的密實(shí)度；還要具有一定的變形能力，防止修補(bǔ)材料中或界面上發(fā)生新的裂紋；最后修補(bǔ)材料需要滿足環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的要求。

水泥混凝土路面裂縫修補(bǔ)方法

一方面從修補(bǔ)方法的選擇來(lái)看，必須結(jié)合實(shí)際情況采取相應(yīng)措施，可以分為先破損再修復(fù)和直接修復(fù)兩種修復(fù)方式。若水泥混凝土路面的病害不嚴(yán)重，出于經(jīng)濟(jì)的考慮，在不損害原路面的基礎(chǔ)上對(duì)路面進(jìn)行直接修補(bǔ)，此時(shí)多使用直接灌漿法。而對(duì)于水泥路面橫向重度裂縫，必要時(shí)需進(jìn)行整板更換。

水泥混凝土板塊裂縫及其防治技術(shù)

水泥混凝土路面板塊裂縫

水泥混凝土路面在長(zhǎng)期的使用中，由于行車荷載的反復(fù)作用，不可避免地造成破壞，如果不能及時(shí)采取應(yīng)對(duì)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(bǔ)材料

目前常使用瀝青混凝土和水泥混凝土作為路面修補(bǔ)的材料，使用瀝青混凝土修補(bǔ)會(huì)產(chǎn)生道路強(qiáng)度不均勻、使用壽命短、路面平整度差和道路不美觀等缺點(diǎn)，而使用普通水泥混凝土存在凝固時(shí)間長(zhǎng)及開(kāi)放交通慢等缺點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展和研究的深入，各式各樣的水泥混凝土路面快速修補(bǔ)的材料也陸續(xù)被研制出來(lái)。由于水泥混凝土路面維修時(shí)應(yīng)對(duì)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(bǔ)材料具有快硬早強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)為了施工的方便及后期運(yùn)營(yíng)中的安全，還要求這些材料具有良好的穩(wěn)定性和施工和易性。近年來(lái)，我國(guó)一些科研院校和高校研發(fā)了H系列超早強(qiáng)修補(bǔ)劑、JK-24快速修補(bǔ)劑、KS系列快速修補(bǔ)劑、R-24 快速修補(bǔ)劑、WWX-Ⅲ型混凝土快速修補(bǔ)材料、復(fù)合型快速修補(bǔ)劑LG23。這些修補(bǔ)劑在強(qiáng)度發(fā)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(bǔ)防治方法

目前進(jìn)行水泥混凝土路面快速修補(bǔ)的工具主要是剛度大、刀片質(zhì)量高、易于維修的切縫機(jī)。首先是將舊的水泥混凝土面板切割下來(lái)，對(duì)受損的基層進(jìn)行處置后按要求設(shè)置排水系統(tǒng)，然后更換水泥混凝土面板并對(duì)混凝土表面進(jìn)行整修。另外，施工時(shí)要計(jì)量準(zhǔn)確、工序緊湊、配合密切、及時(shí)切縫并注意養(yǎng)護(hù)。

結(jié)論與展望

隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，水泥混凝土路面的應(yīng)用越來(lái)越多，水泥混凝土路面常發(fā)生的裂縫和沉陷等病害，嚴(yán)重影響路面的壽命和質(zhì)量。該文分析了水泥混凝土路面裂縫及板塊裂縫產(chǎn)生的原因，并總結(jié)了病害修復(fù)的材料及工藝。目前水泥混凝土仍存在大量的病害問(wèn)題，加上產(chǎn)生病害后修補(bǔ)工藝的相對(duì)落后，將來(lái)的研究方向應(yīng)著重放在預(yù)防水泥混凝土病害的出現(xiàn)和病害的修補(bǔ)工藝上，使水泥混凝土路面在使用中更加穩(wěn)定安全。