广西宜州至柳州高速公路水泥混凝土路面板破坏分析及防治措施
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摘要：随着混凝土在高速公路上的广泛使用，由于各种因素的影响，路面病害日显突出，如何加强路面的养护，从路面裂缝、板底脱空、错台等产生原因及治理方法，全面地分析水泥砼路面破坏的原因及防治。
关键词：高速公路水泥混凝土路面破坏防治
Abstract: With the wide range of concrete used on the highway, due to various factors, pavement obvious each day, how to strengthen the road maintenance,from pavement Cracks、Void beneath plate、dislocation and other causes and treatment methods, comprehensive analysis of the causes of Cement Concrete Pavement and Prevention.
Key words:expressway cement concrete pavement damage prevention
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
从目前情况看，我国的高速公路发展迅速，而且水泥混凝土路面占有很大的比重。在广西，自从桂林至柳州第一条水泥混凝土高速公路建成通车以来，广西的水泥混凝土路面高速公路建设得到了快速的发展。按照设计规范要求，水泥混凝土路面的使用寿命为30年，但在实际使用中，部分道路通车一年就出现了相当数量的破坏，往往通车十年就需要进行大修，而其破坏的主要表现形式通常是水泥混凝土板断裂破碎，使行车质量下降，养护成本大大提升，同时也引起了社会各界的广泛关注。
宜州至柳州高速公路于2000年12月建成通车，全长112.7km，为双向四车道，26厘米水泥混凝土路面。自通车以后，宜柳高速作为广西区第一条混凝土预防性养护示范路，历经10年不换板。因此，本文通过G78柳州至宜州段K976+000～K1030+737路段水泥混凝土路面板破坏的成因及其防治对策进行评述。
2、水泥混凝土路面板破坏的原因
2.1 水泥混凝土路面破坏的形式
水泥混凝土是一种高强度、脆性材料，其主要破坏类型有以下几个方面：1、由于路基不均匀沉降，导致水泥混凝土板断裂、错台；2、地表水从混凝土接缝渗到基层表面，在行车反复作用下产生“泵吸唧泥”作用，使水泥混凝土板脱空而断裂；3、超载、超重车辆加速水泥混凝土路面板的疲劳破坏；4、施工过程材料级配欠佳，含泥量偏大，水泥品质不一，施工质量控制不严等，在水泥混凝土路面施工中留下隐患。
2.2宜柳高速混凝土路面板破坏机理分析
根据路况调查采集数据统计路面破碎板情况见表一：
数量――指该路段有破碎板的板块数量。
宜柳路K976+000～K1030+737路段破碎板总计241块，仅占被调查路段板块总数的0.57%，路面破损率：
DR=100×
其中：DR路面破坏率：
wi第i类路面损坏的权重；
第i类路面损害的面积（m2）；
A调查的路面面积（m2）；
包含损坏程度的损坏类型总数，水泥混凝土路面取20：
i 考虑损坏程度的第i项路面损坏类型：
计算结果DR值为0.891。根据《公路技术状况评定标准》JTG H20―2007,6.2.1条PCI -DR对应关系表，得对应PCI值为89.72，略大于85。路面损坏状况评定等级为良好。由此推测所调查路段路面板未出现大面积的疲劳破损，只有相对少数板块破损。
再从数据统计来看，破碎板主要分布在上线K1030、下线K998、K999、K1028四个路段破碎板数占全线统计破碎板数量的40.2%，里程占被调查线路的3.6%，检测代表弯沉值 分别为0.25mm，0.32mm，0.37mm，0.42mm（均大于0.2mm）可判定此些路段均有板底脱空现象。
从数据计算及破碎板分布情况结果可以得出，宜柳路整体路况为优，破碎板发生现象为较集中路段，破损原因主要归纳为以下三点：1、破碎地点具有相似性，即都在桥头引线，桥台背填土路基路段及平交道口处，由于这些路基在施工填土过程中可能未按施工要求进行压实，导致路基沉降不均而使路面板断裂，最终破损损坏；2、路面防水养护不到位，造成板块出现唧泥脱空现象，车载作用后导致路面板破损；3、日常养护不及时，未能在病害发生后及时进行修复，使地表水通过裂缝渗入板底。
3水泥混凝土路面板破坏的防治及修复
3.1根据路面使用情况，实施正确及时的防治措施
水泥混凝土路面的特点是在养护良好的条件下，使用年限比其他路面长，但混凝土路面的使用寿命，除取决于施工质量外，在很大程度上与日常养护工作有关，如果使混凝土路面一旦开始损坏，会引起破损迅速发展，且修复比较困难。因此水泥混凝土路面必须坚持：
（1）要经常清扫保洁路面。路面的保洁重点应放在行车道上，由于水泥混凝土路面接缝较多，在填缝料失效或散失的情况下，各种杂物尤其是石屑、碎石及坚硬物体容易嵌入接缝中，会影响面板的正常伸缩，从而引起路面板拱起等病害的产生。在与其他不同种类路面连接的地方或在平交道口，容易把砂石、泥土带到路面，因此要勤加清扫。此外，油类物质或化学药品污染路面后，也有可能对路面混凝土造成破坏，还会降低路面摩擦系数，危害行车安全，因此也要及时清洗干净。
（2）接缝保养及填缝料更换。接缝时水泥混凝土路面特有的构造，接缝的好坏直接影响路面的使用寿命。当有填缝料凸出板面的，要修复与板面平整或略低于板面，有杂物嵌入接缝时，要及时清除，尤其是石子嵌入时，会使接缝处板端应力集中，以致接缝（特别是胀缝）附近的混凝土板块挤碎。路面伸缩缝老化，填缝料脱落、缺失1/3以上或纵缝拉开时，水和杂物可以自由进出，需要及时更换填缝料，以防止雨水大量渗入缝内软化路基，导致混凝土板损坏。填缝料既是路面必要的构造部分，也是最薄弱的环节，故应该2～3年就要周期性的更换一次。
（3）加强排水设施养护，提高排水系统功能使用率。对路面排水设施，应采取经常性的巡查并与重点检查相结合，发现损坏应及时安排修复，发现堵塞必须立即疏通，路段积水应及时排除。定期疏通路肩边沟、集水井、排水管、集水槽、泄水口、急流槽等路肩排水设施。在超高路段中央分隔带，容易出现排水不畅，堵塞积水现象，是雨天检查的重点位置。
3.2根据路面实际病害，选择适当的处治方法
公路水泥混凝土路面病害是由多种不同的原因构成的。因此，针对路面不同的病害，通常采用以下处理方法：
3.2.1 针对基层较稳定，路面板块只有一条裂缝，未造成板面下沉，错台的，通常采用以下修复方法：
（1）缝宽在10mm以内的横向、纵向及不规则斜向裂缝时，采用法国产PU25单组份聚氨酯密封胶扩缝修补。
（2）缝宽在10mm以上且有碎裂、剥落现象的横向、纵向严重裂缝及路面接缝啃边的，切割旧混凝土板成深度不小于1.5cm的沟槽后，清缝干净用坑洞灵修补，修复后修补材料应略高过板面，以不超过3mm为宜，以利于开放交通后通过车载碾压后与路面板平齐。
3.2.2 针对路面基层不稳定，造成板面下沉、脱空、唧泥、错台等病害状况的，采用以下修复方法：
（1）对于板面较为完好，但有少量下沉或弯沉检测值大于0.2mm的板块，定为板底脱空现象。板底脱空常采用钻孔压浆法处理，此法是借鉴后张法预应力构件的孔道压浆原理，在混凝土面板底部有脱空处钻孔，通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙，流质材料凝固后产生一定的强度，对面板产生均匀承托的作用，进而达到稳定板块的目的。
（2）针对板面有较严重裂缝，且板面下沉，基层不稳定，错台量较大，缩缝作用失效时，宜采用路面凹陷综合治理处理。凹陷综合治理以深层灌浆配合路面灌浆、裂缝修补、缩缝修补、坑洞修补、错台处理等综合治理，深层灌浆深度为3m～4m，能有效稳定路基和解决路面状况，是快速有效的恢复破碎板使用性能的办法。
（3）当路面板因不均匀沉降，导致相邻两块板接缝处出现高差，但沉降后基层能达到稳定，未出现板面裂缝的，通常采取错台处治办法。错台处治有磨平法处理和填补法处理，当3mm≤路面错台h值≤5mm时采用磨平法处理，路面错台h值＞5mm时采用填补法处理。
3.2.3 当板块被裂缝分为3块以上，破碎板有松动、沉陷和唧泥等现象，严重影响行车安全或路况质量的，通常采取更换破碎板的办法，更换破碎板时必须使用机械破碎旧砼路面破碎板，但在明涵及桥梁附近为避免损伤结构物应使用人工破碎、起板，不允许机械破板。在破除旧砼路面破碎板时，须采用“两刀切板法”：即在切板时，先沿板边四周缩缝切割，此后，再次对板块四周距板边缩缝10～15cm处进行二次切割，切割深度要达基层。起板后必须对基层进行处理，处理过的基层必须夯实平整并清理干净杂物后再进行混凝土浇筑。更换破碎板必须注意传力杆的放置，还有切缝的时间宜早不宜晚，宜深不宜浅等重要环节。
4 结语
从目前宜柳路水泥混凝土路面的使用状况来看，水泥混凝土路面虽然表现出了其强度高和耐久性好等优势，但是一旦破坏起来，其破损会迅速发展，且修复到原状也较为困难。然而，提高水泥混凝土路面养护维修技术目前一直是运营高速公路的一大难题，因此，提倡预防性养护，在道路通车运营后开展日常养护巡查，尽量在病害发展的早期解决，不仅可以延长道路的使用寿命，也大大降低了养护成本。
参考文献：
［1］JTG H10―2009.公路养护技术规范释义手册［S］.
［2］JTJ 073.1―2001.公路水泥混凝土路面养护技术规范［S］.
［3］JTG H20―2007.公路技术状况评定标准［S］.
［4］朱勤娟.水泥混凝土路面养护与修补［J］.广东：广东交通职业技术学院学报.2004.（4）：34-36.