淺析水泥混凝土路面破壞的形式及裂縫養護
摘 要：文章分析了我國水泥混凝路面的現狀，闡述了我國通車運營中的混凝土路面存在的破壞型別並分析出現的原因，給出了水泥混凝土路面病害的一般表現形式，其中有：表面剝落、錯臺、嚴重破碎、路基沉陷、接縫剝落。重點探討了混凝土路面最常見的路面裂縫病害的形成機理，並對我國現階段水泥混凝土路面養護主要使用的方法作了進一步分析，以期為水泥混凝土路面裂縫養護提供借鑑。
關鍵詞：水泥混凝土;路面;裂縫;養護
我國早期修築的水泥混凝土路面大部分以達到服務年限，各種病害嚴重。部分新建的一些水泥混凝土路面由於現存的一些原因還沒有達到設計年限就出現了一定的破損病害。由於水泥混凝土路面在我國公路里程中佔據一半以上，所以面對的路面破壞養護形式不容樂觀。只有通過準確地分析病害成因，正確選擇養護方法，才能保證養護質量和降低養護成本。
1 水泥混凝土路面破壞的型別
水泥混凝土路面表面狀態和結構特性決定著路面的破損形式有各種路面損壞和結構的承載能力降低。路面在服務期，會隨行車荷載和所處環境的不斷作用而出現各種損壞。結構破壞反映了路面及路基結構的完好程度和變化趨勢。這些損壞是基於不同的形態和誘因產生的，而且對結構效能和功能效能起著不同的影響。按形態和誘因大致可以分為接縫損壞類、斷裂類、材料類和變形類。
1.1 接縫損壞類
水泥混凝土路面不同於瀝青路面，設定有較多的橫縫何縱縫，在接縫處形成了薄弱部位，易出現各種病害。接縫損壞成為水泥混凝土路面最常見的一類病害，具體的表現形式有填縫料損壞和喪失、錯臺、唧泥、接縫碎裂和拱起等。路面使用或養護的不當，外界物質的進入，都會使接縫兩側的混凝土出現病害。在早期，這些損壞並不破壞混凝土板的結構整體性，但破壞了路面的行駛舒適性。如果任其不斷髮展，接縫兩側板底受作用影響將出現脫空，使得面板迅速出現斷裂損壞。
1.2 斷裂類
針對單個混凝土板塊出現縱向、橫向、斜向或角隅出現斷裂，形成面板裂縫。斷裂板裂縫進一步發展，將會出現兩條以上交叉裂縫，形成三塊以上的破碎板。這些裂縫的縫隙隨車輛荷載和環境作用而逐漸變寬，並在縫隙邊緣出現碎裂。作為剛性路面，裂縫的出現是因為路面荷載應力超過了混凝土能夠承受抗折強度或疲勞強度。斷裂損壞產生的裂縫，使水泥混凝土路面的整體性遭到破壞，路面承載能力迅速降低。在裂縫產生的初期，其對路面行駛舒適性的影響不是很大，但是裂縫繼續發展，縫的寬度不斷變大，特別是後期出現破碎板，路面的平整度破壞嚴重，不能滿足行車要求。
1.3 材料類
水泥混凝土組成材料決定著其效能，若選用耐久性差的材料，在接縫出現後，由於環境中雨水侵蝕、輪胎摩擦、凍脹等作用，使裂縫邊緣呈新月形髮狀。或者混合料中發生鹼-矽反應而產生膨脹，使得面層出現網裂。這類受組成材料性質影響引起的破壞，在初期對路面的功能效能或結構效能影響不大，但發展到後期也會出現裂縫的碎裂和混凝土的崩解，從而影響行車舒適和安全以及面層的結構效能。
1.4 變形類
由於地基軟弱或填土壓實不足而出現沉降變形，或者由於季節性冰凍地區路基的凍脹，混凝土面層板會出現沉陷或隆起。這類變形如果是均勻的，對混凝土板的結構完整性影響不大，但會降低路面的行駛舒適性。但是如果有不均勻變形，則會由於附加應力的產生而使得面板出現斷裂。
2 水泥混凝土路面裂縫成因
水泥混凝土路面裂縫受過渡層影響產生面層開裂、汽車動載及超載的影響開裂、排水不暢影響、路基、基層的影響等多種原因。水泥混凝土路面在投入使用之後，承受著行車荷載反覆的作用，同時還受到氣候的變化影響。就裂縫而言，按照裂縫寬度、是否有錯臺沉陷等情況分為輕微裂縫、中等裂縫和嚴重裂縫。
2.1 輕微裂縫
輕微裂縫出現，路面基本無剝落且裂縫縫隙寬度≤3 mm兩邊的板塊穩固，裂縫填封良好，沒有出現無鬆動和錯臺現象。一般將路面表面產生不久的裂通或未裂通裂縫化為此列。輕度裂縫為裂縫初期形態，在素混凝土板中一般不會維持很久。
2.2 中等裂縫
在輕微裂縫基礎上進一步發展，裂縫邊緣產生一定長度的剝落或邊板存在中等錯臺，再者縫隙寬為3～15 mm的裂縫稱為中等裂縫。中等裂縫處治措施是板底壓漿後沿裂縫開槽***寬10～20 mm，深15～30 mm***，在縫槽內灌注接縫填料。
2.3 嚴重裂縫
嚴重裂縫是在中等裂縫的基礎上沒有經過及時處理，受各種因素作用進一步發展形成。出現裂縫兩邊板塊產生嚴重錯臺、沉陷、唧泥，或裂縫邊緣產生嚴重剝落等情況，再者裂縫寬度≥15 mm，對於某些特別嚴重的，應採取區域性換板修補。
3 養護技術
在混凝土裂縫修補方面國內有許多成果可以應用混凝土裂縫修補，思路是：修補裂縫防止擴充套件，防止水滲入，加強基底的處理。加強路基路面排水，封堵裂縫切斷水的影響，採用較強粘結性和高強度的修補材料加強路面強度。裂縫的主要形式為縱向裂縫、網狀裂縫和路面破碎。
3.1 大面積網狀裂縫和路面板的破碎治理
對於這兩類病害，我們可以判定其路基的已經不能提供足夠的穩定性，必須對路基進行處理，因此可採用全厚實的修補方法。
修補工藝為：施工放樣→清除破損路面→基層、介面處理→修補材料配置→澆築、振搗→養護。
在清除破壞板時，應該整塊鑿除，若基層有部分破壞，應該鑿除該部分，並修復。目前養護人員多采用C10混凝土進行回填，一般厚度在15 cm以上。修補完基層後，應安設傳力杆和拉桿，在選擇修補材料時，應採用超早強未膨脹水泥混凝土。
3.2 不同寬度的裂縫
按寬度不同的裂縫，在修補上應採取不同的方式。分成寬度小於0.2 mm的微細裂縫、寬度大於0.2 mm裂縫和貫穿全厚在3～15 mm之間，且貫穿全厚的中等裂縫進行分類處理。
3.2.1 寬度小於0.2 mm的微細裂縫
寬度小於0.2 mm的微細，採用表面處理法對進行修補。表面處理法是沿混凝土結構表面刷水泥漿、瀝青、油漆、環氧樹脂等材料來修補混凝土結構表面的細小裂縫，對於混凝土幹縮裂縫通常採用這個方法。
施工工藝：施工準備→表面處理→塗底層塗料→塗表層塗料→養護。
施工時確保路表面的清潔以保證塗料的黏性，底層塗料與表層塗料應有較好的黏結性。
3.2.2 寬度大於0.2 mm裂縫
對於寬度在0.2～3 mm之間的輕微裂縫，可採取擴縫灌漿。
施工工藝為：切割→擴縫→黏結面清理→護圍→塗黏結劑→水泥砂漿配製→澆築→振搗→抹平→養護。
上述這類裂縫較窄，不容易灌漿，而且裂縫中常有雜物侵入，故採用擴縫的方法。擴縫時，先要沿裂縫兩側進行切縫，切除一條約15 mm寬，5～10 mm深的“V”型小槽。修補材料主要靠自身的滲透效能來充滿裂縫，因此需要流動性好的砂漿。
3.2.3 貫穿裂縫
對於貫穿全厚中等裂縫，一般採取條帶罩面進行補縫。
4 結 語
路面損壞是基於不同的形態和誘因產生的，對結構效能和功能效能起著不同的影響。把其分為接縫損壞類、斷裂類、材料類和變形類。分析了不同型別病害形成的一般原因。針對現在裂縫的種類，結合施工經驗列舉了不同的處理方法。裂縫作為常見的水泥混凝土路面病害，應在早期進行處理，防止進一步發展，以免後期造成更大的破壞，增加養護成本。
參考文獻：
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