養護學術論文--水泥混凝土路面常見病害成因及防治措施
發布時間：
2023-09-19
來源：
高陽工區
水泥混凝土路面是剛性路面，建設及養護成本很低， 被廣泛應用在公路施工中。但是水泥混凝土路面出現的病害問題逐漸增多，研究和分析病害成因，同時提出解決措施十分重要。
一、水泥混凝土路面常見病害及成因
（一）裂縫。
1.溫度變化導致裂縫產生
混凝土會發生熱脹冷縮反應，在混凝土硬化初期，由于水泥水化會放出很多的熱量，同時混凝土的散熱性能不足，導致混凝土內部的溫度比外部要高很多，溫差可能達到40℃,這就會導致內部混凝土顯著膨脹，而外部混凝土卻沒有過多變化。此時，內部膨脹的混凝土和外部的混凝土相互擠壓，當二者之間的拉力超過混凝土的最大承載力時就會產生裂痕。
2.干縮導致裂縫產生
混凝土在凝結之后會產生干縮效應，主要是由于混凝土的水分蒸發，會導致混凝土的體積減小。但是這種干縮效應往往發生在混凝土的外部，內外不均衡導致混凝土的外表面產生很多裂縫。
（二）斷板。
路面斷板主要是由于板內應力超過了混凝土的最大承載力而導致的，這種情況既可能出現在道路修筑過程中，也可能出現在使用過程中。板內應力過大，就會導致混凝土面板中出現貫穿面板的不規則橫向、縱向、斜向的裂縫，裂縫達到一定程度就會把混凝土面板折成兩半，破壞了路面結構的完整性，極大程度地影響了路面行車的安全。按照斷裂的形式可以把路面斷板分成橫向斷板和縱向斷板兩類；按照斷裂時間可以分成施工時斷板和使用時斷板兩類；按損壞程度分成輕微、中等和嚴重三類。
造成斷板的原因有以下幾點： 一是公路的建設面臨著時間緊、任務重的問題，為了保證進度，很多施工人員在施工中忽視了道路的質量，盲目追求進度，導致公路質量下降。二是設計不合理。公路建設施工量大，設計人員沒有辦法全面分析道路的交通流量，不論是人流密集的城鎮還是人跡罕至的郊野地帶，都采用統一標準的道路設計。三是 由于近年來車輛數目增多，道路車流量遠超當年的設計車流量，同時還有超重車輛的連續碾壓，導致道路產生裂縫。
（三）路面拱起。
拱起是指道路兩側的混凝土路面面板發生明顯抬高的現象。產生的主要原因是有堅硬的外物堵塞或者是伸縮縫設置不妥，導致混凝土路面面板在夏天溫度上升時無法自由伸縮，導致面板錯位向上拱起。
（四）錯臺。
錯臺是指在路面接縫處相鄰兩塊路面面板有高度差。 這主要是由于澆筑混凝土面板時填縫板沒有固定牢固或者是填縫板沒有對齊導致的。另外若在兩塊板的接縫處沒有設置傳力桿，導致傳荷能力不足，加上雨水由縫隙滲漏導致接縫板產生不均勻下沉，最終也會導致錯臺。
（五）邊角碎裂。
邊角碎裂是指在路面接縫處50cm 左右寬度范圍內的路面面板碎裂，主要原因是在道路的接縫之中不慎落入了堅硬的外物，板在溫度升高時產生了超應力，邊緣被堅硬的 外物擠碎，同時還有路面上行駛車輛的反復作用導致接縫處混凝土過度老化等原因。
二、水泥混凝土路面病害養護措施
（一）常見模式。
水泥路面主要養護措施有：定期清灌接縫并隨時補灌接縫；對裂縫進行開槽灌縫；對脫空板進行板底灌漿(水泥漿或乳化瀝青)；對嚴重破碎板進行換板處理；對嚴重破損路段進行整段加鋪水泥砼或瀝青混和料面層。
（二）接縫碎裂維修技術要點。
1.將破碎部位外緣切割成規則圖形，周圍切割面應垂直于面板，底面宜為平面。
2.清除混凝土碎塊，吹凈灰塵雜物，并保托干燥狀態。
3.用高模量補強材料，進行填充維修。
4.修補材料達到通車強度后，方可開放交通。
（三）裂縫的維修。
1.擴縫灌漿法：裂縫寬度小于3mm的輕微裂縫；擴寬成1.5～2cm的溝槽，槽深根據裂縫深度確定，最大深度不得超過2/3板厚。清縫填料，將選用的灌縫材料灌入擴縫內，灌縫材料固化后，達到通車強度，即可開放交通。
2.直接灌漿法：裂縫寬度大于3mm且沒有破碎的裂縫。
3.條帶罩面法：貫穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂縫，裂縫兩側的切縫應平等于橫縫（或縱縫），且距裂縫距離不小于150mm；鑿除混凝土：深度以70mm為宜，每隔 50cm 打一對鈀釘孔，鈀釘孔的大小應略大于鈀釘直徑 2～ 4 mm，鈀釘宜采用φ16 mm 螺紋鋼筋，使用前應予以除銹。鈀釘長度不小于20cm，彎鉤長度為7cm，鈀釘孔必須填滿砂漿，方可將鈀釘插入孔內安裝，鑿毛縫隙內壁：切割的縫內壁應鑿毛，并清除松動物，刷粘結砂漿。
4.全深度補塊：適用于寬度大于15mm的嚴重裂縫，板邊與板角修補，掉邊掉角及大塊脫落破損是最普遍的道面破損類型，處理也相對簡單，把破損處切割、破除并澆注新的修補材料即可。
（四）水泥路的換板。
1.切割機將要換的板與周邊板塊分離開，以保護鄰板不受破壞。
2.液壓開鑿機破碎要換的板塊。
3.液壓開鑿機清除破碎了的水泥板塊等廢舊料。
4.平板振動夯壓實基層。
5.平板振動夯壓實水泥穩定碎石層。
6.平板振動夯壓實后的水泥穩定碎石層。
7.汽車運輸水泥混凝土倒入洞內。
8.振動棒振搗。
9.平板振動器振搗。
10.振動梁振搗整平。
11.人工整平抹光。
12.成型后新水泥混凝土板。
（五）錯臺維修。
1.磨平法-輕微錯臺的處治。
高差≤10mm人工配合機械處治法，既先用人工將高出的錯臺板基本鑿平，然后用磨平機再磨平，并清縫灌入填縫料（規范方法，大部分高速公路采用）。
2.填補法（大于10mm)-嚴重錯臺的處治。
大于10mm的采取瀝青砂或水泥混凝土進行處治（規范方法，大部分高速公路采用）。
（六）脫空處治材料選擇。
水泥路面板與基層間由于空隙而導致路面沉陷的，可采用乳化瀝青砂和瀝青灌注、水泥砂漿和水泥漿灌漿等方法進行板下封堵。水泥砂漿和水泥漿灌漿一般適用于脫空嚴重或基層、底基層脫空的板塊，乳化瀝青砂和瀝青灌注一般適用于脫空輕微或板下脫空的板塊。
三、結語
水泥混凝土路面的病害，不僅與當初的設計和施工有關，同時也與之后的養護管理密切相關。本文主要列舉了混凝土路面常見的裂縫、斷板、拱起、錯臺、邊角碎裂等病害，分析了病害產生的原因和應當采取的養護措施。對于路面養護而言，特別是那些年久失修的水泥混凝土路面，需要養護部門按照要求進行合理細致的養護工作，這對于維持路面良好的使用性能有重要的意義。
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