水泥混凝土路面病害成因及防治措施

水泥混凝土路面病害成因及防治措施探讨摘要：随着国民经济的迅速发展，交通荷载的日益重型化，交通量的大幅增长，超载车辆日趋严重，加速了水泥混凝土路面的损坏，文章通过多年来的工作经验，总结了水泥路面不同病害的成因，并提出了相应的预防和处治措施，与同行共同探讨。

0 前言

随着交通运输业的快速发展，水泥混凝土路面因其强度高、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性和耐久性好、使用寿命长、耐磨性和抗滑性能好、养护费用少、利于夜间行车等优点在公路建设中被广泛应用。按照理论设计理想的路面能经历长期使用才会出现破裂等损坏，但因设计、施工、养护、环境等原因，水泥混凝土路面在使用2～5年内即出现接缝材料破损、裂缝、面板断裂、错台、唧泥、沉陷、严重破碎板等病害，病害出现后给公路的正常运营和安全带来了影响，同时也给路面日常养护工作带来了很大压力，因此探讨水泥混泥土路面产生病害的原因和防治措施具有十分重要的意义。

1 水泥混凝土路面常见病害的成因

水泥混凝土路面病害产生的原因，主要是由于混凝土板、基层、路基的缺陷引起的。这些缺陷除了设计因素及施工质量的原因之外，一般是在行车和各种自然因素作用下形成的，而水和超重荷载是主要因素。

1.1 水是形成病害的主要原因

早期修建的水泥混凝土路面工程，多数没有设路面内部排水设

施，甚至路肩也多是土路肩。大量渗入路面结构的水，由于排不出去，而被长时间积滞在路面结构内部，使路面类似被安置在封闭的槽式“浴盆”内。路面结构内的自由水会浸湿路面各结构层和土基，使结构层溶蚀、软化、强度和承载力下降，变形量增加，更为严重的是积滞在基层顶面的自由水，在行车荷载作用下形成高压水流，冲刷基层顶面材料，促使路面唧泥、错台，并发展成脱空和板块断裂。

前几年水泥混凝土路面的横缝均是采用沥青灌缝，纵缝为施工缝不灌缝，如果养护不及时，经过多年的行车作用，一种是路面板块间相互挤压，原路面横缝接缝的填缝料老化剥落破损。路面的雨水通过裂缝接缝渗入基层，造成基层软化。另一种是低洼地水排不掉，两侧就会产生积水，积水向路基渗透，通过毛细作用逐渐向上，使路基上部土层变湿。在车辆荷载的重复作用下，出现基层承载力不足，地基不均匀下沉。产生唧泥将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆，最后出现断板破碎。

1.2 超重荷载是造成水泥路面断板、碎板的主要原因

由于经济的发展，车流量不断增加，特别是市场竞争激烈，运输户只顾经营利益，绝大部分的货车进行改装，加高车厢，加厚大梁等等，严重超载。经调查，大部分路段的超载车辆占当日交通量的1/4～1/3，单轴双轮车辆额定轴载为100KN，实际总载重200～350KN，双轴双轮车辆额定轴载为180KN，实际总轴载280～600KN，三轴双轮车辆额定轴载为220KN，实际轴载为500～900KN。可知超载现象非常严重，荷载大大超过路面设计荷载，造成混凝土板块疲劳，形成水泥板

断裂、破碎，大大缩短正常使用年限。

1.3 施工质量控制不严，造成水泥混凝土路面破损

路基密实度不足造成不均匀沉降，病害大部分布在路基填挖交界，高填方路段和路面与桥涵等构造物交接处，因为路基不均匀下沉造成路面的沉降，在行车的冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致水泥混凝土路面破损。

基层材料组成不均匀性导致基层强度、抗冲刷能力和稳定性有差异，从而导致路面结构性能差异，水泥混凝土路面易从薄弱环节开始损坏。基层压实度不够，致使基层产生不均匀的沉降，从而降低了基层的强度和稳定性，降低了混凝土板块的承载能力和疲劳寿命，混凝土板底由于脱空而形成不均匀支承而出现板损坏。

路面材料质量控制不佳，配合比达不到要求，拌和不均匀，压实或振岛不实等施工原因，从而降低混凝土路面的强度，在荷载的作用下，混凝土路面无法承受荷载带来的竖向剪切力从而导致路面破损。

1.4 设计方面缺陷造成水泥混凝土路面病害的产生

设计对重轴载的影响考虑不足，重轴载影响的轴载换算公式，低估了换算指数，对单轴载换算指数最大可达18.3，对双轴荷载最大可达18.8。

设计没有考虑水破坏的影响，对唧泥、错台和脱空没有明确的设计，导致结构选择不合理，唧泥、错台和脱空成为主要病害。

根据水疲劳断裂破坏机理的研究，动水压力影响是导致荷载疲劳增加的主要原因，在设计中还没有定量考虑，这是破碎板较多的原因

之一。

已设计的路面结构，路床强度不足，路面基层不耐冲刷、溶蚀，面板厚度严重不足，防排水措施不完善，是早期损坏的主要原因。

1.5 养护不到位，加剧路面病害的发展

养护灌缝不及时，水泥混凝土路面缩缝、胀缝、施工缝，施工时基本上是用沥青灌缝，使用一般2～3年的材料自身老化松脱，如果不及时填缝料更新，以至路面水渗入，冲刷基层，软化路基，进而产生板底脱空，导致边角损坏，混凝土板开裂，若仍不及时进行修补，任凭病害发展，小病害不修，愈演愈烈，直至不可收拾。

工程建设资金投入不够余留排水设施不完整，导致边沟排水不畅积水，由于养护资金不足没能及时进行完善排水系统，也会导致路面提前损坏。混凝土板早期一些病害处理方法不当不及时，如混凝土板断裂、板角断裂、错台等病害处理不及时，只重视处理严重病害而忽视对板裂缝封水处理，使路面水渗入，加剧其他病害的产生。

2 水泥混凝土路面病害的预防措施

水泥混凝土路面病害的预防，必须根据水泥混凝土路面病害产生的原因，从设计、施工、养护管理三个方面入手，从源头抓好。

2.1 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，难以承受巨大的冲击破坏动能。在实际应用中，重视应力计算，而对水泥混凝土路面的典型结构的研究和实际观测的较少。因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，以适应我国公路不断增长的交通量的需要；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，合理地设计性能优良且适宜摊铺的集料级配；在路基基层下，地下水位高和多雨地区，应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层。同时，保证接缝质量是防止水泥混凝土路面破坏的关键，根据当地自然条件胀缝尽量做长，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。