水泥混凝土防汛道路常見病害的分析與防治

張磊香

張磊香

一、前言

防汛道路是建在河湖堤岸兩側或堤頂?shù)牡缆?，作為水利工程的一項配套工程，其主要功能是在汛期提供防汛搶險及防汛物資運輸，對水利設施的日常檢修、維護等具有重要意義。水泥混凝土路面因其具有穩(wěn)定性好、強度高、耐久性強等優(yōu)點，廣泛應用于各類防汛道路中，然而隨著社會的快速發(fā)展，車輛保有量劇增，城鄉(xiāng)道路的交通壓力越來越大，車輛狀況也越來越復雜，同時受到施工技術、自然環(huán)境、車輛超載等諸多因素的影響，導致水泥混凝土防汛道路出現(xiàn)開裂、沉陷、粉碎等問題，嚴重影響了其壽命和通行效率。因此，對水泥混凝土防汛道路常見病害進行分析與研究具有重要的現(xiàn)實意義。

二、水泥混凝土防汛道路常見病害分析

1.錯臺

由于混凝土面板下端的接縫板產生形變從而與上端縫隙之間對齊存在誤差形成錯臺；由于混凝土澆筑過程中模板放置不當，或模板本身存在瑕疵導致脹縫兩側的混凝土壁面不光滑不垂直，使得接縫兩側的面板在硬化過程中上下錯開而形成錯臺。

當接縫處的路基處理不當時，地下水會通過路基滲入接縫處，使得該處的路基和面板承受載荷能力下降，相鄰面板間傳力效果變差，也會導致錯臺現(xiàn)象的發(fā)生。

此外，由于防汛道路通常位于城鄉(xiāng)結合區(qū)域，交通環(huán)境復雜多變，車輛超載情況較多，如果混凝土路基基層碾壓不密實，面板在車輛載荷的作用下會發(fā)生橫向塑性位移，該位移疊加使得各面板沉降不一致，這時接縫處也會產生錯臺。

2.起皮

起皮，也稱脫皮，一般是因為混凝土振搗時采用灑水提漿或是混凝土澆筑后硬化養(yǎng)護過程中泌水時間不夠即進行收漿飾面，這時面板表面的自由水使得水泥漿游離漂浮在混凝土表面，待完全硬化后浮漿即脫落形成起皮。此外，商品混凝土質量不過關也會直接導致起皮，比如水灰比過大等。

3.拱起

混凝土在硬化養(yǎng)護過程中面板會隨著環(huán)境溫度的變化發(fā)生形變，如果施工時脹縫內部有混凝土搭連或是脹縫內摻有堅硬雜質、碎屑等，混凝土面板受熱膨脹或伸長會受到阻礙，這時接縫處兩側的面板會向上拱起；當該擠壓應力大于混凝土的抗剪切強度時會發(fā)生面板被擠碎的現(xiàn)象。

4.斷板

當環(huán)境溫度與車輛載荷綜合作用產生的應力大于水泥混凝土的強度時，面板就會產生縱向、橫向和斜向裂縫，該裂縫累積發(fā)展最終導致混凝土面板完全折斷成兩塊以上的情況，稱為斷板。斷板的發(fā)生具體有如下幾種情況：（1）混凝土在硬化收縮時受到阻礙而產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度；（2）硬化過程中受到環(huán)境溫度影響而產生的翹曲應力大于混凝土的抗彎強度；（3）路基不均勻沉降或路基受到侵蝕而使面板底部出現(xiàn)脫空，加上車輛載荷的重復作用，造成疲勞應力大于混凝土的疲勞強度。

5.唧泥和脫空

唧泥和脫空往往同時發(fā)生，混凝土面板在車輛載荷的反復作用下，路基表面的松散顆粒材料會從接縫處隨積水一道產生強制性位移，導致面板與路基之間逐漸脫空，并在接縫處不斷溢出淤泥，隨著時間的積累，路基下部會形成脫空。

6.蜂窩麻面與露石

隨著車輛載荷的不斷作用，水泥混凝土防汛道路表面的水泥漿會隨著混凝土的硬化逐漸剝落，局部出現(xiàn)酥松、砂漿少、石子多或是出現(xiàn)許多凹坑、麻點，甚至露出粗骨料，最后導致面板表面粗糙或形成高低不平的小陷坑。

此種病害的產生主要是由于振搗時間不夠，振搗不密實，導致氣泡無法完全排出停留在模板表面，造成拆模板時會粘壞混凝土表面；同時，混凝土模板表面粗糙有縫隙，雜物未清理干凈，或混凝土配合比不當?shù)纫矔е略摬『Φ某霈F(xiàn)。

7.填縫材料失效

鑒于成本有限，防汛道路施工中使用的填縫材料多為瀝青類，在環(huán)境較惡劣時該類填縫材料在使用過程中往往會出現(xiàn)老化、剝落、脆硬、擠出等現(xiàn)象。填縫材料的失效使得接縫內不斷摻入砂石、細土等顆粒雜質，阻礙了面板的膨脹或伸長，從而引起面板的壓曲、破碎和接縫剝落等；同時，面板表面的積水不斷滲入路基，使其蓬松、軟化，進而出現(xiàn)脫空和唧泥等病害。

三、水泥混凝土防汛道路常見病害的防治

唧泥和脫空往往是水泥混凝土防汛道路產生一系列病害的根源，因而在設計和施工階段，如果能采取必要的改進措施來避免或減少其影響，則對病害的防治有事半功倍的效果。筆者對參與的淮北大堤維修工程進行了認真的總結，并查閱相關資料，結合工程建設的實際操作，認為可從以下幾個方面入手。

1.合理選用路基材料

水泥混凝土防汛道路面板下的路基中有摻有松散細小的顆粒砂土是導致唧泥和脫空的主要原因。目前國內二級以上的高等級公路通常采用瀝青穩(wěn)定碎石基層或是強度更高且抗沖刷的無機結合料基層。然而，防汛道路由于受到成本等因素的限制往往只能選用水泥穩(wěn)定碎石甚至是普通的碎石，但無論采用何種基層，都應嚴格控制細小顆粒砂土的應用，以確?；炷撩姘逵蟹€(wěn)定均勻的支撐，防止唧泥和脫空的發(fā)生。

2.增強排防水能力

水泥混凝土防汛道路的排防水結構對防治唧泥和脫空等病害至關重要，面板表面的積水通過接縫或面板邊緣的縫隙滲入路基，如果能增強其防水能力或是優(yōu)化排水結構使得積水能及時順暢排出，即可大大減少前述病害的發(fā)生。為此，可通過選用優(yōu)質填縫料或接縫板、增大面板排水坡度（1.5%左右）、增設路肩排水帶或排水槽等來實現(xiàn)。

3.減小載荷應力

根據(jù)前文所述，如果能減小載荷應力，有效提高水泥混凝土面板傳遞載荷的能力，即可抑制唧泥與脫空的發(fā)展。為此，可在橫向接縫處設置傳力桿、縱向接縫設置拉筋等措施來減小混凝土面板接縫、裂縫及底部的載荷應力。

4.改進施工工藝

采用科學的施工方法改進水泥混凝土的施工工藝，保證工程質量對前述病害的防治具有十分重要的意義，根據(jù)工程建設實際操作，可從以下方面入手：（1）選用大廠家的商品混凝土，提高原材料質量；（2）保證足夠的振搗時間，必要時可采取二次振搗的方法，提高混凝土的密實度；（3）要合理控制拆模時間，保證混凝土凝固后的強度；（4）重視混凝土澆筑后的養(yǎng)護。

四、結語

近年來，淮北大堤水泥混凝土防汛道路使用情況一直不容樂觀，很多路段均未達到預期的設計目標和使用年限，各種病害也是層出不窮，不僅會影響其綜合效益的發(fā)揮，也對周邊百姓的出行帶來諸多不便。實踐表明，水泥混凝土一旦出現(xiàn)病害，如不及時有效地處理，就會迅速蔓延直至全部損壞；同時，受到資金等因素的限制，現(xiàn)階段無法對損毀的防汛道路進行大面積的拆除重建，故對其早期的病害進行分析與防治至關重要■