浅谈高速公路水泥砼路面破坏的原因及其防治

浅谈高速公路水泥砼路面破坏的原因及其防治
江琪
【摘要】文章根据我国已建成通车的高速公路的使用情况，从路基施工、基层施工、桥头台背处理、砼路面施工、道路表面排水处理及断缝处理等方面较全面地分析了水泥砼路面破坏的原因及其防治。
【关键词】水泥砼路面,破坏原因,防治
目前，我国公路发展，特别是高速公路的发展迅猛，高速公路路面的舒适、平坦已日益为人们所注重。但对于高速水泥砼路面板，根据我国已建成通车的高速公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、破碎、沉陷、错台等。这里仅对刚性路面板破坏的原因及其防治，谈点个人看法。
一、水泥砼路面板破坏的原因
（一）路基施工方面的原因　
1．路基填筑使用了不适宜的材料。施工单位在路基填筑材料方面控制不严，使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方，以致影响路面直到路面砼板破坏。
2．软基处理不当。软土地段路基施工时，往往是由于采用的软基处理方案或施工工艺不合理或施工时未认真按要求处理或处理不完善等给路基的稳定造成了隐患，使成形的路基沉陷或滑移等，最终影响路面砼板。
3．路基土石方填筑方面的问题。往往在施工过程中：（1）由于施工单位为了赶工，为了节约成本未严格按规范要求控制每层填料松铺厚度及压路机碾压次数不够；(2)路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够；（3）路基填筑每层的填料未用平地机或其它平整机械进行整平或整平效果不好，使低凹的地方达不到密实度要求且大量积水；(4)路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度，路基施工临时排水系统未做或不畅通，从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量；（5）路基石方或土石混合料填筑时，石头块径过大，使填石路堤或填土石混合料路堤密实度达不到规范的要求。还有在挖方路段，由于没有控制好标高，挖深几厘米后再回填土，这样压实度难以达到设计要求，也可导致基础下沉。由于以上施工方面的原因，对路基的稳定性造成一定的影响，直到影响路面砼板。
4．填挖交界处未按规范要求施工。当路堤在斜坡上或填挖交界处，或原有路堤上或路堤处在垂直路中线测得的坡度大于1：5的坡地时，应把原地面挖成台阶，台阶宽度应不小于1m，用小型机具进行夯实，并向内侧倾斜2％，且台阶上不能有积水，然后再分层填筑压实，这样，才能保证路堤的稳定和达到规定的密实度。而施工单位在施工时，遇到以上情况，在路堤填筑时，根本未将施工地段挖成台阶后分层填筑压实，以致影响了路堤填筑的质量，形成隐患给路面砼板造成破坏。
5．桥头台背的回填不符合要求。当前一些施工队盲目追求高速度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，对台背挡土墙等构造物挤压力大，施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。施工单位在进行台背回填时，松铺厚度未严格控制；回填材料没有认真地选取；压实仅用人工夯实，有时即使用小型机具进行压实，也只不过是形式，敷衍了事。台背回填中最易被人忽视的是，开挖出的台背，虽说台背回填时中部填筑合乎要求，但边缘为不透水性填料，没有进行更换，所以路面渗入的水积存在台背，这样时间一长便影响了路基的稳定性，造成台背沉陷，以致路面板遭破坏。
（二）路面施工方面的原因
1．路面基层施工质量不合要求。施工单位在施工时，往往容易忽视的是使用集料的级配不好，含有粘块及有害物质的材料来铺筑基层；路基、底基层、面基层的标高控制不严；水泥稳定集料含水量控制不准：水泥用量不足等，这样严重影响了基层的质量，直至路面板遭破坏。
2．路面水泥砼板施工方面的问题。水泥砼面层施工，往往施工的厚度未达到设计要求，主要是基层施工标高控制不严所引起；粗集料不具有良好的级配，细长及扁平的颗粒含量太高；细集料和粗集料中含泥量过高（含泥量超过1%），降低了混合料的粘结度；施工时配合比不准，水泥用量偏低，导致水泥砼路面标号偏低，或所用水泥质量不稳定；水泥砼在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重，这样势必影响砼板本身的质量，而造成损坏。
3．水泥砼路面结构层防水或排水未进行有效的处理。往往路面板遭到破坏，人们想到的总是路基、路面基层施工质量或台背回填质量或水泥砼板本身的浇筑质量等，而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。目前，虽说对砼板的缩缝、胀缝、施工缝（纵向和横向）采取了特制的材料对水进行封锁，使水从路面排走，但效果仍然不佳。据了解，路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水渗入路基，从而影响路基的稳定，在外力的作用下，时间长了将会产生唧泥，一段时间后，路面砼板就脱空了。
4．施工不当产生断缝。由于切缝不及时，混凝土在干缩作用下，产生断缝；由于天气突然变化，刮起大风，水析出速度过快，拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断缝；配料不注意，造成局部混凝土强度偏低，在内外力作用下，易产生断缝；由于基层高，为了控制高程而使面板减薄或为了使面板达到厚度，而将基层下刨，使基层凸凹不平，摩阻力增大，这时易产生断缝。
二、水泥砼路面板破坏的防治
（一）路基施工方面
路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥砼板难修补。故在路基施工时应着重注意以下几点：
1．清表要彻底。不适宜的材料应全部清除且按规范要求分层碾压搞好基底压实。
2．软基处理要慎重。并采用合理的施工方案和施工工艺。
3．路基填筑过程中，填筑材料以采用强度高、水稳定好、压缩性小的砂性土，要严格按规范要求选好填料，控制松铺厚度和粒径，控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内，每层填筑要用平地机等机械整平后压实，形成横向路拱，做好临时排水使路基干燥等。
4．若土路基需要处理时，我们可以采用深层灌水泥浆加固土路基，使用材料主要是水、水泥、化学外加剂（如MX2000、MX2001、DCG-979），这样可以加固土路基。
（二）路面基层施工方面
在准备摊铺级配碎石垫层前，应对准备铺设段的路基恢复放样，并检查该段的路基标高、横坡度、宽度、压实度是否符合要求，并经监理工程师签字认可后，方可进行级配碎石层的铺设。级配碎石可用未筛分碎石和石屑配合而成级配碎石强度及稳定性好坏的主要影响因素是集料的最大粒径及颗粒组成，因此我们在选择料场时，应先对料场进行取样试验。混合料拌和出台后，经自卸汽车运到施工现场，用平地机进行摊铺，人工配合修整，根据规范要求层厚不超过20cm。混合料摊铺宽度应比上层结构宽度每侧伸出至少30cm，以保证上层结构充分压实。
路面砼板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配，保证砼质量并充分地密实，搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治，防止路表水渗入路基。施工前应准备足够的砂石材料，各种材料要符合规范规定，并应试配好配合比，经监理工程师签字认可。按规定对基层进行弯沉、平整度、高程、横坡、幅宽等项检测。
（三）桥头跳车病害防治措施
1．处理好台后地基。处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施。受造价约束，一般情况可设置过渡性路面，加强养护补强措施，待沉降后再改铺原设计路面，常用过渡性路面有预制水泥砼块、沥青过渡层等，都是解决好桥头跳车有效办法。
2．对接头处路面进行处理。对连接沥青路面，则在桥台处增设增变厚式水泥混凝土埋板，对连接水泥混凝上路面，则将连接处路面板改为变厚式。我们还应注意，混凝土路面同桥梁相接处，最好是设置钢筋混凝土搭板。搭板一端放在桥台上，并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留灌浆孔，如为斜交桥，尚应设置钢混凝上渐变板。
（四）水泥砼路面板破坏后的处治
1．对于破碎、沉陷的水泥砼板最好是铲除，用同标号的新砼进行修补。
2．对于水泥砼板严重裂缝，我们可以用乳化沥青砂修补，材料为乳化沥青、细砂。严禁在雨天施工。修补完后在其表面铺一层细砂，1小时后可以开放交通。
3．对于水泥砼板中等裂缝和细微裂缝，可采用聚氨脂修补裂缝材料进行修补。
4．对于水泥砼板底脱空，下沉我们可以采用板底灌水泥浆加固基层，使浆体充满砼板底，可以抬起砼板，减少沉降和错台，使用材料主要是水、水泥、化学外加剂。
6．对于严重的路面错台现象，我们可以采用广州爱克思环保材料技术研究所生产的错立平（XCR-07），此产品固化速度快，减少施工对行车等的影响,但不宜在雨天施工。
7．对于路面坑洞，我们可以用乳化沥青修补，乳化沥青能够较长时间储存在储罐中，使用方面，非常适用于我们的高速公路养护；对于路面坑洞我们还可以用北京安通科宁建筑材料有限责任公司生产的“科宁冷补改性沥青”（改性沥青由科宁添加剂、道路沥青、柴油、石料混合制成）产品，成品为黑色颗粒状固体。它是一种全新高科技材料，它的施工不受天气、季节和气候的限制，且修补质量好，修补后可立即开放交通，如果路面坑穴破损深度在5cm以上时，填补工作应以每3～5cm为一层，分层填补、分层压实，很适合我们高速公路的维修。
三、结语
公路建设是一项基础建设，是我国经济发展的标志之一，从近几年全国建成通车的高速公路来看，“质量”这个概念已被人们所接受，并逐步认识到了它的重要性。一条高质量、高标准公路的修建，不仅离不开一支具有高素质的施工队伍，同样必须有一支高水平、责任心强的监理队伍和具有科学头脑的管理队伍。
【参考文献】
[1]公路施工手册．桥涵[M]．人民交通出版社，1985.
[2]方福森．路面工程[M]．人民交通出版社，1990.
[3]王明怀．高等级公路桥头跳车病害的成因与防治研究[J]．华东公路，1996，（1）.
[4]公路工程技术标准[M]．人民交通出版社，2004.