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摘要:水泥混凝土路面在長時間的使用過程中會出現一系列的病害，主要病害有接縫損壞、裂縫損壞、表面損壞和變形損壞，依次對各病害的治理和養護進行了分析與敘述。
關鍵詞:病害治理;形成原因;養護;使用壽命
引言
水泥混凝土路面因其強度高、穩定性好、耐高溫和磨耗小而得到了廣泛應用。隨著時間的推移，水泥混凝土路面會產生損壞，需要對路面進行修復和養護，使道路的使用壽命延長，提高駕駛員以及乘客的行車舒適度。水泥混凝土路面養護主要方針為“預防為主，防治結合”［1］。水泥混凝土路面有效地日常養護可以避免交通事故以及重大病害的出現。對于存在嚴重病害的道路，應通過對路面的檢查評定，確定道路的養護對策，安排大、中修以及專項或者改建工程進行防護或者整治。水泥混凝土路面病害主要分為4類:接縫損壞、裂縫損壞、表面損壞和變形損壞，這4類病害又分為17型，每1型分為1～3個等級。每種道路病害的養護方法都不完全一樣，但道路必須進行日常養護才能及時發現問題，處理道路病害，并有效預防道路的重大病害。
1路面接縫養護
接縫損壞主要表現為錯臺現象、填縫料損壞、唧泥現象、拱起現象等。接縫養護一般需要填入合適的接縫料，接縫料應具備抗氧化、抗硬物嵌入、硬度大、壽命長的特性，并與道路緊密結合，防止雨水及雜物進入道路縫隙，滲透到道路基層，沖涮或破壞道路基層結構，造成道路的嚴重損壞。
1.1填縫料的發展
填縫料施工分為加熱式施工和常溫式施工。加熱式施工所用的填縫料最開始為瀝青瑪蹄脂，雖然價格較低，但耐久性、粘聚力以及抗硬物嵌入等能力都不理想［2］。然后是改性瀝青填縫料，在原有的瀝青中，按照一定的比例摻加SBS、SBR和其他外摻劑，最后進行加熱獲得一種熱灌性填縫料，也叫做復合改性瀝青［3］。這種材料在一定程度中改善了瀝青的高溫抗流動性，但由于瀝青拌合料廠一般在郊外，運輸距離較長，在一定程度上會影響復合改性瀝青的粘合度。加熱施工式填縫料的技術要求見表1。常溫式施工主要有以聚氯乙烯膠泥為代表的填縫材料，在機場和高等級的公路中已經廣泛使用，但是這種材料的硬度不太理想，耐久性能也較差，抗硬物的嵌入能力也不足［4］。隨后是普通型聚氨酯填縫料，其是以聚氨基甲酸酯、固化劑為主要成分的非定型常溫固化的一種填縫材料，具有橡膠彈性，粘聚力較好，在低溫下也能保持良好的彈性，常溫下施工比較簡便，廣泛應用于高等級公路以及機場、高速公路等道路接縫處理中。但是在高溫下，尤其是夏季施工時，容易產生氣泡并且固結時間較長，在一定程度上影響了道路交通。同時還有硅酮類填縫料，主要以聚硅氧烷類的有機硅為代表，耐低溫、耐紫外線、壽命較長且彈性較好，但價格較貴，粘附性較差，且有刺激性氣味。之后有了橡膠類填縫料，以聚硫橡膠、氯丁橡膠為主要成分制備的一種常溫式施工預制橡膠嵌縫條［5］。在車輛荷載的作用下，這種預制橡膠嵌縫條容易失去粘合力，使得接縫再次出現。隨后有熱熔彈塑性填縫材料，它不僅具備橡膠的高彈性，而且通過添加抗氧劑、增粘劑等，使其抗氧化、粘結力增強。常溫施工式填縫料的技術要求見表2。
1.2填縫料的性
能填縫料的失效會導致道路接縫重新裂開，因而研究填縫料的性能是十分必要的。在不利溫度條件下，填縫料收縮量或膨脹量較大，填縫料與板之間會產生較大的拉應力或剪切力，若填縫料的粘結力不好就會影響其使用壽命，使得道路接縫材料被破壞。
1.2.1耐低溫性
填縫料的性能主要是測試填縫料與混凝土的粘結性、定伸率與彈性恢復率。有研究表明［6］，在常溫式施工條件下，PUAM111032和聚氨酯類填縫膠在－10℃溫度環境中，拉伸量以及粘結度較好。由苯丙乳液、VAE乳液混合，再加入分散劑、消泡劑和成膜助劑、無機填料，混合制成聚合物水泥基復合填縫料PCJS。在－20℃的條件下，試件內部未發生內聚破壞或粘結破壞，定伸形態良好，彈性恢復率均＞60%，符合粘結性能標準［7］。
1.2.2耐高溫性
聚合物水泥復合材料(PCCJS)在60℃的高溫條件下，15h后試件的彈性恢復率在60%以上，符合填縫料的彈性恢復率標準;但在填縫料的拉伸強度性能、變形性能、能耗性能方面有所下降，與聚氨酯類、硅酮類、聚硫類、聚硫氨酯類填縫料相比，PCCJS在高溫環境下的拉伸強度更優異［5］。
2路面裂縫養護
裂縫損壞主要有沉降裂縫、收縮裂縫、施工裂縫等，水泥混凝土路面裂縫是路面早期病害之一，不僅影響道路行駛的舒適度，而且降低了道路的使用壽命。從節省資源的角度考慮，及時對道路裂縫進行維修和養護是很有必要的。
2.1微表處理工藝
水泥混凝土路面的裂縫是不可避免的，道路裂縫如圖1所示。裂縫形成原因有很多。沉降裂縫是由于水泥和骨料的密度不同，混凝土發生不均勻沉降形成路面裂縫;收縮裂縫是由于在水泥水化反應產生熱量，散熱慢，熱脹冷縮導致裂縫的產生;或是道路上行駛車輛較重，路面承受壓力較大產生裂縫。對于水泥混凝土路面的裂縫，首先對裂縫寬度進行測量，目前是采用ZBL-F800裂縫綜合測試儀測量裂縫寬度，寬度＜3mm的路面裂縫，采用擴縫灌漿的方法;寬度＞3mm的路面裂縫則用條帶罩面進行縫補。水泥混凝土路面裂縫的及時修補處理，可防止外部水進入裂縫，防止其滲入對地基造成不可修復的破壞。在對舊水泥混凝土路面加鋪層時，應對原有路面進行檢查，找出病害，并按照要求對病害進行處理，尤其是板塊破碎、掉邊、缺角等，應鑿除板塊，清理碎屑，夯壓密實，再鋪筑罩面。
2.1.1薄層水泥砂漿罩面
在路面沒有大程度的破壞或沒有結構性的破壞時，可以采用薄層水泥砂漿罩面。噴刷之前，先對道路的裂縫進行修補，用水進行表面清理，用水泥和改性劑配置界面處理劑并涂刷在道路上，刮鋪罩面砂漿，最后對罩面砂漿進行薄膜覆蓋養護。
2.1.2鋼纖維水泥砂漿罩面
在水泥中加入鋼纖維可增強水泥砂漿的抗拉強度和抗彎強度。首先，采用的鋼纖維須是無塵無銹無油污且沒有雜質和碎屑;其次，對鋼纖維的摻量有一定的要求，一般≮0.5%，如果摻量較高，攪拌困難，內部摩擦力增大，也會增加工程造價［8］。
2.1.3稀漿封層罩面
稀漿封層罩面是按照特定比例將乳化瀝青、骨料、填料、添加劑和水混合成的一種稀漿混合料，然后均勻地攤鋪在路面上，形成耐磨的罩面。一般情況下，稀漿封層罩面是用來進行道路搶修的，因為稀漿封層罩面施工用時較短，費用較低，一般2h內就可通車。
2.1.4薄層瀝青磨耗層罩面
薄層瀝青磨耗層罩面是由單一粒徑的骨料、填料和瀝青組成，其中瀝青含量在4.6%～5.6%之間［8］。瀝青的加入提高了道路的抗滑性和排水性。其主要用于高速公路的鋪設。
2.2養護措施
2.2.1提升養護人員的預防意識
水泥混凝土路面建成后，需要鋪設薄膜覆蓋，并及時進行灑水養護，當氣溫＜5℃時，不能進行灑水養護。在自然養護的條件下，P?O水泥和P?S水泥養護時間必須＞7h，抗滲混凝土和C60以上的混凝土養護時間必須＞14h。另外，水泥混凝土路面的日常巡視是必不可少的，及時清理道路障礙物，有利于交通的正常通行，有效降低了交通事故和道路重大病害的發生率，節省了較大費用的支出。所以，定期對養護人員進行培訓，使其深刻地認識到道路日常養護的必要性。
2.2.2督促施工人員的規范施工
水泥混凝土路面的裂縫雖然是不可避免的，但是規范的施工和標準的養護可以延緩病害的發生。在進行水泥與骨料的配合時，配合比不合理或者是混凝土攪拌不均勻會影響整個道路的使用壽命。道路施工應要求工人按照施工規范進行，不得偷工減料，防止對道路造成損害。同時定期對施工人員進行相應培訓，加強對施工標準的理解，使其深刻認識到施工規范對道路的重要性。另外，應加強對施工的巡視，有利于施工進度的推進以及施工質量的提高。
3表面及變形損壞養護
表面損壞主要有坑槽、起皮、磨損、磨光等，變形損壞主要指沉陷、隆起、路肩與車道分離等。
3.1表面損壞養護
坑槽的產生主要是由于混凝土中粗骨料的脫落或局部未振搗密實。一塊板上可能會有多個大大小小的坑槽，小坑槽雖然對行車安全未造成嚴重影響，但對于道路的美觀有一定的影響，較大的坑槽則會對行車安全造成較大影響。露骨的產生是由于在汽車不斷的荷載作用下，道路表面的水泥漿逐漸剝落，露出了粗骨料，道路表面形成坑坑洼洼、高低不平的現象，嚴重影響到了行駛過程中的舒適感。對水泥混凝土路面損壞進行修復，如少量的坑洞，應直接對坑洞填補水泥砂漿材料;對于較多的坑洞，應采取涂刷罩面的方法修補;對于道路大面積的坑洞，則選擇組合式路面修復或采用瀝青混凝土罩面修復［9］。表面損害養護分為預防養護和修復養護，具體修復措施見表3。其中預防養護是很重要的。對于道路而言，發現輕微的坑洞以及露骨應引起重視，及時進行相應的修復養護，避免對道路造成嚴重的損壞。
3.2變形損壞養護
變形損壞主要指沉陷、隆起等，其中沉陷是路面病害中最嚴重的一種，沉陷能導致面板的錯臺甚至破碎，影響行駛安全。沖斷是指被泥石流沖毀道路的現象，一旦道路被沖斷，對正常運行造成了極大的影響。病害修復措施見表4。對于道路輕微的沖斷現象，屬于預防養護的范圍，一般采取填縫料或止縫帶密封裂縫;對于中等或嚴重的沖斷現象，需要先修復道路再進行養護，采用全厚式混凝土補塊的方法，運用快硬早強型混凝1h內可以通車，且在道路強度和塌落度方面均滿足要求［10］，修復后的道路可以使用3～5年。在道路沉陷的修復養護中，當損壞程度較輕時，采用板底灌漿和路基灌漿的方法，灌漿液應滿足收縮小、不泌水、抗壓強度為5～10MPa的漿體。根據面板與基層的間隙，合理選用灌漿材料和外加劑，按照規范要求進行施工;當損壞較嚴重時，道路沉陷可導致板塊碎裂，要想短時間內修復道路，預制拼裝可以滿足這一條件。鑿除舊破碎路面，對基層進行修復，放置預制板塊，再進行接縫處理［11］。對于道路變形損壞的養護計劃，應嚴格按照表5的預防養護標準執行，加強道路的日常養護，預防道路變形病害的發生。
3.3排水設施的養護
道路排水設施的養護往往是最容易被忽視的，但是水是損壞道路的主要因素之一，保障道路排水設施的正常使用，也是對道路的一種養護。常見的道路排水設施有路面排水和路邊排水，危害道路的水分為地表水和地下水，地表水是由雨雪形成的地面水，地下水分為上層滯水、潛水和層間水。排水系統每2年應該進行一次全面的疏通，每5年應該進行一次排水系統的全面檢修。因為降雨導致排水口被淤泥或雜物堵住，雨水未能及時排泄，在路面上堆積，不僅影響行車安全，也會對道路性能造成一定的影響，為各種病害埋下了隱患，縮短了道路的使用壽命。在日常的養護中，排水系統應該注意以下事項:(1)檢查排水口是否堵塞，排水系統是否損壞，有問題應及時修復。(2)下雨天氣應重點檢查排水溝、攔水帶、泄水口是否發生堵塞、積水等問題。(3)暴雨過后，應全面檢查排水口、排水系統是否損壞。(4)著重檢查盲溝和滲溝出水口是否堵塞，及時進行清除和整理。
4結語
水泥混凝土路面病害主要為接縫損壞，變形損壞，裂縫損壞和表面損壞四大類。從接縫料、微表處理工藝、表面損壞和變形損壞、排水設施等方面進行敘述，對于不同的損壞類型，采取不同的修復養護方法，但是想要有效地延長道路的使用壽命，對于水泥混凝土路面來說，基礎的日常養護巡視是必不可少的，可及早發現病害，并及時進行修補。
作者：王燕 任建西 單位：新疆農業大學 交通與物流工程學院
