水泥混凝土路面改造浅析

水泥混凝土路面改造浅析

我国道路修建水泥混凝土路面已有几十年的历史，早期修建的水泥混凝土路面，主要用于二、三级公路上，设计强度较低，这些路面在行车荷载和环境因素作用下大多出现了不同程度的破坏。近几年修建的水泥混凝土路面，质量有了很大提高，但因为施工、养护等原因，加之交通量的快速增长，水泥混凝土路面也出现了不同程度的损坏，因此现有路面的修补任务也越来越重。对于如何修补破损的水泥混凝土路面越来越成为现阶段路面技术发展中的一项重要内容。

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1 水泥混凝土路面损坏类型及起因

1.1 按结构性能分为两大类：①结构性损坏：严重裂缝（断板）、沉陷、错台、碎裂、拱起、脱空。②非结构性损坏：轻微裂缝、露骨、麻面、剥落、磨光、接缝材料损坏、空洞、坑槽。

1.2 按损坏形式分为四大类：①裂缝类：横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角断裂。②变形类：沉陷、胀起。③接缝损坏类：接缝碎裂、填缝料损坏、接缝张开、板角断裂。④表面损坏：裂纹、网裂、起皮、磨损、露骨、活性集料反应、坑槽、孔洞、磨光。

1.3 对于混凝土版面裂缝，可分为表面裂缝和贯穿裂缝。混凝土表面裂缝主要是混凝土混合料的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的。混凝土混合料是一种多项不均匀材料，构成混合料的各种固体颗粒大小、密度不同，从而不可避免地会发生分层离析，即重颗粒下沉，水份上移，产生表面泌水。当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发就会深入到混合料表面之内，水面形成凹面。由于表面凹面较凸出面所受压力大，同时固体颗粒间产生毛细管张力，促使颗粒凝聚。当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时，就会发生裂缝。

2 水泥混凝土路面修补措施的选择

水泥混凝土路面的修复比较困难，可采用的大修措施有三种：加铺沥青混凝土路面、加铺新水泥混凝土面层和翻修。国内外研究表明，对于重交通水泥混凝土路面而言，最可行的改造措施是加罩沥青混凝土面层。加罩沥青层后，原旧水泥板作为基层或低基层，这种复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料差异大，而且旧路面板上存在接缝及错台、脱空、裂缝、唧泥等损坏现象，使得复合结构中反射裂缝的出现是必然现象，关键的问题是一旦出现反射裂缝后，虽对面层使用影响不大，但水份会从裂缝中渗漏下去，加速对基层和路基的破裂，使沥青面层出现唧泥。而且出现湿软地基等，加速裂缝的开裂，大大缩短罩面层的使用寿命。由此可见，所有防范措施的实施，只是尽量推辞产生早期反射裂缝的时间，以及一旦产生反射裂缝后，如何减缓其向上面层发展的速度，从而达到延长其使用寿命的目的。

国内外大量工程实例和研究表明：①水泥混凝土路面改造时，处治原混凝土路面很重要，尤其在传荷载能力较差的接缝，能否有效地处理板下脱空是关键。

②所有的土工织物或格栅防治水平位移比剪切位移更有效。不论是加筋还是应力消散措施，当应用于传荷能力很差的路面时，任何沥青类罩面对防治反射裂缝都是很无能为力。③为了有效地改造旧水泥混凝土路面，改善路面使用品质，应从提高面层、夹层性能、处治好旧板块、基层等多方面考虑改造方案。

3 旧水泥混凝土路面的处治

在加铺沥青混凝土面层之前需对原有的水泥混凝土路面状况进行调查和评价，依据实测数据和收集的资料，对各水泥混凝土面板的状况进行列表，并逐板块提出处治措施。

对于工程中常出现的几种水泥混凝土路面病害可进行如下处理：

3.1 脱空

脱空是混凝土路面中经常出现的情况，处理应结合以下三种方法判断脱空板块：①下雨之后唧泥的板块一律视为脱空。②单点实测弯沉值大于某一特定值时。

③当重车行过，人站在板边能听到空洞声。

对于脱空板块可采用压浆的方式进行处理。

3.2 断板、碎裂、嚴重裂缝

对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块，将旧板破碎运走，清扫基层；用6%水泥稳定砂砾，基层面要平整，并具有一定的横坡坡度，然后重新浇注C30混凝土板。

3.3 角隅断裂、接缝碎裂

导致角隅断裂、接缝碎裂的原因绝大部分由于局部基层不够稳定、软弱，有的还出现坑洞，少数是因为板厚度不够。

对于该类病害处理时应围绕裂缝按一定面积用切割机切割成矩形，破碎并清除碎块，目测基层，如基层板体性差，则下挖基层，直至板体性好的层面。然后如断板方法一样处理，浇筑新混凝土，与原混凝土面板平齐。

3.4 传荷能力差的接缝

对于相邻两板弯沉值较大的接缝，在接缝两边各一定范围内进行全深度切割，清除切割的旧板，目测基层，如基层板体性差，则下挖至板体性好的层面，用C15贫混凝土修复基层，然后浇注C30混凝土与原有混凝土面板平齐。

3.5 错台

错台较严重的板块应在错台高出一侧的板块边缘一定范围内，按斜度削平至下沉板边缘平齐。

3.6 沉陷

导致沉陷的绝大部分原因是由于局部基层不够稳定、软弱，因此应将板破碎运走碎块，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，观察路基，若路基的压实度未达到设计要求，则应对路基进行处理后，再重新浇筑基层及水泥混凝土面板。

3.7 其他形式

其他一些非结构性破坏，如轻微裂缝、表面露骨、剥落、麻面等，由于其只影响到原有路面行车舒适性，如旧混凝土路面做基层时，这些形式的损坏对整个路面结构承载力和行车舒适性影响甚小，故而不予特殊处理。

3.8 灌缝

板块维修好后，还应对老化损坏的填缝料进行更换，新浇筑的混凝土板块之间纵、横缝用嵌缝料充填，以防雨水及杂物下渗。工程中一般采用改性沥青马蹄脂填缝料。

经过以上措施，旧水泥混凝土板的修补工作结束，封闭交通，进行下一步加铺罩面层工作。

4 沥青混凝土面层加铺方案

沥青混凝土加铺层即设计沥青加铺层厚度，而该厚度由行车荷载和防反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板本身强度较高，将其作为基层，在其上加铺沥青混凝土这种路面结构，强度一般没有问题，关键是防止反射裂缝的产生。防止反射裂缝的措施大致可分为三类：改善沥青罩面性能、设置中间夹层和增设补强层。

根据混凝土路面的调查、修补的结果，采取不同的加铺方案。对于混凝土面板损坏较为轻微，实测弯沉值较小，评价结果为良的路面可以在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土。对于混凝土面板损坏较为严重，实测弯沉值较大，评价结果为次或差的路面应加铺半刚性基层作为应力消散层（亦作为中间夹层或补强层），再铺筑沥青混凝土面层。

5 结束语

对于旧水泥混凝土路面加铺改造，应从提高面层、夹层性能、处治好旧板块、