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浅析水泥混凝土路面常见病害及预防措施
浅析水泥混凝土路面常见病害及预防措施
【摘要】 通过对水泥混凝土路面常见病害的分析，揭示了水泥混凝土病害产生的原因，并分别从设计、施工和养护管理等方面提出了一些有效的预防措施。
【关键词】 水泥路面 常见病害 预防措施
中图分类号：TQ172 文献标识码： A
概述
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好（水稳定性、热稳定性）、使用寿命长、养护费用少、经济效益高等优点，在世界各国都得到了广泛的应用，特别是在水泥资源丰富、交通负荷繁重、重载车辆较多的地区，水泥混凝土路面成为了公路路面的首选结构。然而，由于受到所经地区的地质、气候等自然环境多变的影响，加上建设者们对路基、路面修筑技术的认识不足，工程施工质量监督机制不完善，养护管理不到位等原因，使得许多水泥混凝土路面在通车几年后就出现了较为严重的病害，严重影响了道路的使用功能。为此，有必要针对水泥混凝土路面的常见病害进行仔细分析，找出其产生的原因，并采取有效的预防措施以减少水泥混凝土路面因一次性投资大且修复起来困难等带来的危害。
2 水泥混凝土路面常见病害及其成因
水泥混凝土路面的病害，按损坏的特征和范围可分为：断裂类、接缝类、竖向位移类和表层损坏类4大类型。其中断裂类和接缝类是水泥混凝土路面病害中两种最常见的破坏类型，下面就其产生的原因分别作出分析：
2.1断裂类病害成因
断裂裂缝是指贯穿水泥混凝土板全厚的裂缝，按裂缝出现的方位和板断裂的块数，可分为纵向裂缝，横、斜向裂缝，角隅断裂，交叉裂缝和破碎板4种。
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2.1.1纵向裂缝
纵向裂缝通常大多出现在高填方、半填半挖路段、填挖交界以及软土地基路段，主要是由于路基横向不均匀沉降或板下的不均匀支撑造成的。特别是当路堤从局部洼地通过时，如果路堤两侧没有有效的排水设施，路堤两侧就会产生积水，积水除向地基渗透外，还可能渗入路堤下部边部土层中，并通过毛细作用逐渐向上，使路堤上部边部的土层也变湿。由于路堤边部土层的压实度较中间部分差，一旦边部土层变成潮湿，边部土就产生固结变形，路堤形成横向不均匀沉降，在行车荷载的作用下，久而久之，路面就会出现纵向裂缝；在冰冻地区，由于表层降水的渗入，导致路基土出现严重的不均匀冻胀也是产生路面纵向裂缝的一个重要原因。
2.1.2横、斜向裂缝
路面横、斜向裂缝主要是由于路基或基层材料的纵向不均匀、桥涵、通道等构造物和路基连接处的压实度不均匀，以及路基和基层下陷导致路面板的板下纵向不均匀支撑，在交通荷载、温度或湿度梯度等因素单独或综合作用下产生的翘曲应力或干缩应力超过了水泥混凝土的抗弯拉强度；此外，当超载车辆过多时，在车辆荷载的多次反复作用下，所产生的重复荷载应力超过了混凝土的疲劳强度也会导致路面出现横、斜向裂缝。
2.1.3角隅断裂
角隅断裂通常是由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当，或者填封料失效，造成路表水沿缝隙下渗，尤其是当板下基层排水不畅或基层材料细料过多、基层材料耐冲刷性较差时，在车辆荷载反复作用下，真空吸力就会使板角处产生唧泥，板下被冲刷淘空，造成板角应力集中，从而导致导致路面板出现板角断裂。
2.1.4交叉裂缝和破碎板
公路运输超载严重，混凝土板厚度不足或强度偏低，基层松散或强度不够，土基的不均匀沉降等都可能会导致路面板出现交叉裂缝或破碎板；另外，当路面板出现纵向或横、斜向等各种裂缝时，如果养护不及时，路表水沿缝隙进入基层或路基，导致基层和路基浸水软化，在重载反复作用下，裂缝会进一步扩展，如此循环，久而久之，路面
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板就会产生交叉裂缝，甚至出现破碎现象。
2.2接缝类病害成因
接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节，出现病害的几率大，类型也多。接缝病害按损坏的形态和影响范围主要包括接缝碎裂、唧泥和板底脱空、错台等几种病害。
2.2.1接缝碎裂
接缝碎裂主要是由于接缝施工不当（包括切缝不及时，嵌缝板、传力杆、拉杆设置不当等），或者因填料的剥落、挤出、老化碎裂等原因，接缝内逐渐被砂、石、土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲、破碎等破坏。
2.2.2唧泥和板底脱空
唧泥和板底脱空病害是指板接(裂)缝或边缘下的基层细粒料被渗入缝下并滞在板底的有压水从缝中或边缘处唧出，并由此造成板底面向基层顶面出现局部范围的脱空。
2.2.3错台
错台病害主要是在唧泥发生和发展过程中，基层顶面受冲刷细料被有压水冲积板底脱空区内或沿缝挤出，在车辆荷载作用下，使得接缝或裂缝两侧板面出现高程差而形成的。
3 水泥混凝土常见病害的预防措施
3.1设计方面
我国在水泥混凝土路面的设计计算理论中，尽管考虑了温度疲劳应力等因素，但设计的板厚依然较薄，难于承受巨大的冲击破坏动能。另外，在实际应用中，过于相信应力计算，而对水泥混凝土路面的典型结构的研究和实际观测进行的较少。为此，在水泥混凝土路面设计中，应该由静力学向动力学发展，在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后，适当提高技术标准和设计厚度，以适用我国公路不断增长的交通量的需要；在软基路段、桥头、下挖路段和填挖交换频繁的路基上，局部使用钢筋混凝土路面补强设计；其次，水泥混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求，必须解决基层耐冲刷性和弯沉均匀性问题，即要选用适合本地区气候特点和交通量要求的基层材料类型，北方严寒地区应综合考虑设计排水和防冻垫层；另外，保证接缝质量是防止水泥
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混凝土路面破坏的关键，因此在接缝设计中应选用合理的接缝型式和优良的填缝材料；路线设计中，应尽可能避免路线穿过洼地（包括平原上的局部小块浅洼地），在不得已的情况下，应在路提两侧都采取措施，截断表面水流向路提。
3.2施工方面
合理地选择原材料，严格地控制材料质量，是实现优质水泥混凝土路面设计和使用要求的前提；科学、准确地进行混凝土配合比设计，生产出稳定、均匀的混凝土是保证水泥混凝土路面质量的关键；推广使用滑模机械施工方式是解决好水泥混凝土路面面板密实、材料均匀的有力措施；传力杆、拉杆的规格、位置、间距必须符合设计要求，与接缝侧壁垂直，与路面板和路面中心线平行；嵌缝处的混凝土因嵌缝板和传力杆的影响一般很难一次浇筑成型，不易振捣密实，致使接缝处的混凝土强度偏低，为此应加强接缝处的振捣；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，严格地进行养生，防止基层出现干缩或温缩裂缝。
3.3养护、管理方面
水泥混凝土路面的局部损坏，如不及时、有效地加以修补，往往会引起损坏的迅速发展，其中最经常也是最不能忽视的工作就是接缝的养护；对破碎板块要及时进行修复，尤其是当其基层稳定性差，强度不够时，应将基层彻底挖除，重新换填稳定的基层；此外，还必须重视路面排水系统的养护，经常疏通路面排水设施，防止水通过接缝或裂缝对路面造成破坏。
公路的养护、管理部门，除了日常的养护工作外，应定时组织有资质的检测或科研机构进行路面状况调查，及时制定养护工作计划。此外，还应加强监督管理，严格控制超载车辆行使。
4 结语
造成水泥混凝土路面常见病害的原因有多种，但主要是由板下的不均匀性支撑、接缝填料的失效、公路排水系统不完善、养护管理不及时等问题造成的。由于水泥混凝土损坏以后，修复起来比较困难，加上水凝混凝土路面的一次性投资大，因此从设计、施工到养护管理等方面一定要三管齐下，任何一个环节松懈，都可能给路面的质量留
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