鮑宇豪

（江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司，江西上饒 334000）

0 引言

水泥混凝土路面作為當(dāng)前公路路面的重要形式，在我國公路網(wǎng)絡(luò)中占比80%以上。水泥混凝土具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛性大、溫度影響小、使用壽命長等優(yōu)勢，但是由于施工中有較多的接縫形式，當(dāng)超載運(yùn)行時，容易產(chǎn)生脫空、唧泥、裂縫等病害問題，為路面的運(yùn)行帶來不良影響，甚至導(dǎo)致傷亡事故的發(fā)生?？梢酝ㄟ^充分養(yǎng)護(hù)水泥混凝土路面，延長使用壽命，提升交通通行的質(zhì)量和效率，促進(jìn)現(xiàn)代社會平穩(wěn)發(fā)展。

1 水泥混凝土路面特點(diǎn)

水泥混凝土路面最主要的施工材料是素混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土等，其中應(yīng)用最為普遍的是素混凝土路面，即在接縫區(qū)與局部的作業(yè)范圍內(nèi)部設(shè)置鋼筋混凝土。

1.1 強(qiáng)度高、彈性大、板體性

水泥混凝土的結(jié)構(gòu)總體剛度好，經(jīng)過測量之后發(fā)現(xiàn)彈性模量可以達(dá)到2.5×104～3.5×104MPa，路面結(jié)構(gòu)的混凝土抗彎性可以達(dá)到1.5～2.5MPa，抗壓強(qiáng)度10～30MPa。因而，路面結(jié)構(gòu)的總體性能較高，滿足運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 穩(wěn)定性高

因?yàn)樗嗷炷凉こ探Y(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性較高，溫度穩(wěn)定性強(qiáng)，總體性能優(yōu)于瀝青混凝土，并且隨著時間的延長也不會發(fā)生瀝青混凝土的老化問題，在氣候環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重變化時，不會發(fā)生瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問題，從而達(dá)到提升結(jié)構(gòu)運(yùn)行效果[1]。

1.3 耐久性好

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)不僅穩(wěn)定性良好，抗磨性、耐疲勞性也非常好，在確保工程質(zhì)量合格的基礎(chǔ)條件下，一般使用壽命可以達(dá)到20～40年，并且能夠通過履帶型的車輛。

1.4 抗侵蝕能力強(qiáng)

水泥混凝土材料的性能非常穩(wěn)定，并且物質(zhì)的活性非常低，對于絕大多數(shù)的化學(xué)物質(zhì)都是不敏感的，具有較強(qiáng)抗侵蝕能力。

1.5 抗滑性能好

混凝土路面結(jié)構(gòu)的表面粗糙度較高，車輛行駛更加安全，即使降雨，濕滑的路面也不會出現(xiàn)滑行的情況，達(dá)到車輛行駛穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到交通運(yùn)行安全性。

1.6 接縫多

接縫是結(jié)構(gòu)性能較弱的部位，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的損壞、變形等問題，原因是施工具有一定的復(fù)雜性，在施工與養(yǎng)護(hù)不合格的情況下，也會出現(xiàn)唧泥、錯臺以及斷裂的問題，而且接縫部位容易出現(xiàn)車輛跳動的情況，為車輛行駛舒適性帶來不利影響。

1.7 超載敏感，易產(chǎn)生斷板

綜合分析水泥混凝土材料的特點(diǎn)，屬于脆性的材料形式，當(dāng)表面出現(xiàn)超載嚴(yán)重的情況，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂等問題，危害安全。

1.8 路面養(yǎng)生期

在施工結(jié)束后，不能立即使用，需要經(jīng)過必要的養(yǎng)護(hù)。除了碾壓混凝土結(jié)構(gòu)外，其他的混凝土路面都有養(yǎng)生期，以保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到最佳的狀態(tài)。在水泥混凝土路面鋪設(shè)結(jié)束后，一般需要間隔14～21d 才能開放交通運(yùn)行。如果需要提前開放交通，必須結(jié)合現(xiàn)場情況，采取合理的處理措施，以達(dá)到運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

1.9 修復(fù)難度較高

養(yǎng)護(hù)作業(yè)時間的成本較低，但是發(fā)生損壞后，修復(fù)難度比較高?；炷谅访鎿p壞后，及時修補(bǔ)處理可以滿足要求，但是也會為交通的運(yùn)行帶來不利影響，在修補(bǔ)處理后，其結(jié)構(gòu)性能不如原結(jié)構(gòu)，容易發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞的問題。

1.10 噪聲大

水泥混凝土路面長期運(yùn)行后，因?yàn)榻涌p變形的問題，導(dǎo)致平整度下降，車輛行駛會出現(xiàn)噪音過大的情況，危害交通運(yùn)行的安全性和質(zhì)量。

2 脫空形成的原因

混凝土路面結(jié)構(gòu)的剛性大、板體性強(qiáng)，擴(kuò)散荷載能力較高，因此傳輸?shù)酵粱斆娴暮奢d應(yīng)力相對較小，通常不會超過0.07MPa。在施工中，混凝土面層下部不需要使用強(qiáng)度較高或者承載力較大的土基，但是混凝土的脆性較大，土基變形后適應(yīng)能力不足，所以應(yīng)該做好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性處理，以達(dá)到均勻支承的效果。隨著公路建設(shè)等級的不斷提高，路面損壞的問題不僅是結(jié)構(gòu)的損壞，還會從舒適性、安全性方面損壞，功能性受到影響。水泥混凝土路面土基穩(wěn)定性不足或者支撐不均勻，容易發(fā)生下述問題[2]。

2.1 收縮或者變形問題

膨脹性黏土的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，容易發(fā)生不均勻的收縮或者變形問題，此類問題存在會給路面工程質(zhì)量造成影響。

2.2 凍害問題

對于季節(jié)性冰凍的區(qū)域，如果土質(zhì)均勻性較差，或者路基濕度較高，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)凍害問題。

2.3 不均勻問題

軟土地基沒有進(jìn)行處理，容易造成不均勻沉降的問題，填挖交替或者新老交替的位置發(fā)生損壞的問題。

2.4 板體結(jié)構(gòu)變形問題

填料不均勻、壓實(shí)不足或壓實(shí)不均勻，在現(xiàn)場澆筑施工中，因?yàn)樗酀{液材料發(fā)生下滲問題，抗剪性下降，在溫度的持續(xù)性作用下，板結(jié)構(gòu)收縮較為嚴(yán)重，如此反復(fù)的變化導(dǎo)致水平抗剪性能不合格。板內(nèi)的溫度變化是非線性變化的形式，導(dǎo)致板體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)翹曲或者變形的問題，使得板和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的分離，再加上車輪持續(xù)性的作用，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性變化，此時就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生較小的空隙，這就是原始脫空區(qū)。硬化后的水泥板體結(jié)構(gòu)，受環(huán)境溫度的影響比較明顯，容易導(dǎo)致發(fā)生溫度應(yīng)力的情況。為了有效地預(yù)防發(fā)生斷裂或者拱起，在檢查時需要注意縱縫、橫縫問題，在自然環(huán)境的影響下，防止水分進(jìn)入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部[3]。受到車輛持續(xù)性碾壓，重載運(yùn)行作用比較大，導(dǎo)致后板回填時發(fā)生真空的情況，負(fù)壓作用下水分進(jìn)入空隙機(jī)構(gòu)內(nèi)，隨著積水增多，基礎(chǔ)材料也會逐步達(dá)到自由水飽和的狀態(tài)。

2.5 唧泥問題

在重載車輛持續(xù)碾壓下，移動荷載會產(chǎn)生水動壓力的作用，導(dǎo)致進(jìn)行處理的細(xì)粒料以及較弱的膠結(jié)材料發(fā)生被沖刷的情況，水分會逐步擠壓出去，懸浮液體就會產(chǎn)生唧泥的問題，路面板也會出現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)支承力不足的情況，進(jìn)而發(fā)生斷裂、錯臺，此時降水也會經(jīng)過縫隙直接進(jìn)入內(nèi)部，導(dǎo)致脫空區(qū)內(nèi)積聚過多。當(dāng)車輛碾壓后，后方板的邊緣或者角隅部位首先開始下沉，將脫空區(qū)的大部分積水直接帶出。車輛行駛速度較快的情況下，積累的水分因?yàn)閿D壓的持續(xù)性作用而導(dǎo)致流動的速度加快。

2.6 彎沉變形問題

路基材料經(jīng)過高速水流的持續(xù)性作用容易受到?jīng)_刷影響，而積水會導(dǎo)致出現(xiàn)泥漿的問題。車輪與面層結(jié)構(gòu)會發(fā)生彎沉變形的問題，泥漿沿著縫隙會快速的冒出，細(xì)粒土?xí)掷m(xù)性帶出，脫空區(qū)的面積會增加，板體的承載性能會降低[4]。如果唧泥的情況剛剛出現(xiàn)，只有在縫隙邊緣或者局部的位置上出現(xiàn)，隨著唧泥的問題進(jìn)一步發(fā)展，地基不會給面板起到支承的作用，長期發(fā)展之下，會產(chǎn)生很大的影響。

3 工程病害概況

某高速公路總里程為70km，隨著通行車輛增多，交通運(yùn)行壓力也持續(xù)增大，公路路面容易發(fā)生病害問題，其中最為嚴(yán)重的部位就是輕微脫空。為了保證公路病害問題有效處理，應(yīng)用落錘式彎沉儀、探地雷達(dá)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、脫空位置的檢測。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，單點(diǎn)測量后彎沉值超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，路面發(fā)生了脫空、基層疏松的問題。

4 施工控制要點(diǎn)

4.1 封閉交通

為使路面施工有效進(jìn)行，保證工程質(zhì)量合格，必須加強(qiáng)現(xiàn)場交通管控，及時封閉處理，以滿足工程的運(yùn)行要求。

4.2 布孔

在橋頭搭接部位設(shè)置注漿孔的環(huán)節(jié)，需要結(jié)合不同搭接長度進(jìn)行鉆孔數(shù)量確定。采取梅花形布置的方式，第一排注漿孔和臺背平行，與臺背的距離為0.5m 左右，最后一排注漿孔和邊緣部位的距離保持0.5m 位置上，中央分隔帶一側(cè)注漿孔需要設(shè)置在分隔帶1m 的位置上；注漿孔沿著縱向布置，間隔2m 左右。如果現(xiàn)場遇到結(jié)構(gòu)物影響，要結(jié)合情況適當(dāng)?shù)脑黾硬伎酌芏萚5]。

非搭板部位上的鉆孔必須結(jié)合路段長度進(jìn)行設(shè)置，確定合適的鉆孔數(shù)量。在連續(xù)處理路段形式，每5m 路段應(yīng)該設(shè)置3～4 個鉆孔，采取梅花形。如果要單點(diǎn)處理，應(yīng)該增加到4 個以上，注漿孔和板邊距離超過0.5m。

4.3 鉆孔

鉆孔執(zhí)行設(shè)計(jì)方案的要求，深度達(dá)到設(shè)計(jì)方案的要求。在路面出現(xiàn)水泥板脫空、基層疏松或者局部脫空的問題，鉆孔深度為0.4～0.6m 之間；如果路基存在疏松的問題，則深度增加到0.6～0.8m。

鉆孔作業(yè)中，鉆頭直徑應(yīng)稍微大于灌漿機(jī)噴嘴直徑，該項(xiàng)目選擇應(yīng)用直徑為5cm 的鉆頭。如果現(xiàn)場施工中，面對的路基結(jié)構(gòu)，鉆孔應(yīng)該直接貫穿基層，且鉆入深度在7cm 以內(nèi)。鉆孔環(huán)節(jié)，組織專人進(jìn)行檢查，做好各項(xiàng)記錄。

4.4 清孔

鉆孔作業(yè)結(jié)束后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求做好漿液制備工作，確保內(nèi)部沒有石塊等雜物，并且使用清水處理處理。

4.5 壓漿

清孔工作結(jié)束后，按照要求配制漿液。壓漿機(jī)在投入使用前，必須進(jìn)行現(xiàn)場的檢查和清理，保證各項(xiàng)性能符合要求。壓漿劑攪拌環(huán)節(jié)，需要加入水泥、粉煤灰先攪拌處理，充分混合后，再加入減水劑、水，并且持續(xù)性攪拌處理，通常攪拌時間在5～10min，漿液稠度為14～18s。配制工作結(jié)束后，在30min 使用完畢，且施工階段要保持漿液隨時攪拌，達(dá)到均勻性的要求。

壓漿施工階段，需要先在板縫兩側(cè)灌漿孔施工作業(yè)，并且在中間孔施工，從而達(dá)到密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。在第一次壓漿處理結(jié)束后，壓漿壓力為0.8MPa 左右，完全達(dá)到均勻的標(biāo)準(zhǔn)。在壓漿作業(yè)環(huán)節(jié)，如果漿液從其他孔或者路基兩側(cè)發(fā)生擠出的情況，要及時停止施工，做好封閉處理。第二、三次壓漿階段，壓力超過0.8MPa，最高達(dá)到1.5MPa，要連續(xù)性注漿3～5min。如果漿液從氣孔向兩側(cè)擠出，說明灌漿施工結(jié)束，此時應(yīng)該緩慢的降低注漿壓力，并且技術(shù)管理壓力泵，再進(jìn)行后續(xù)的注漿施工。

分析相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用壓漿施工方式開展脫空問題的處理中，壓力達(dá)到1.5～2MPa。經(jīng)過試驗(yàn)檢測分析，通常壓力達(dá)到1.5MPa 以下即可，保證漿液能夠順利的進(jìn)入到脫空的位置上，使結(jié)構(gòu)不會因受力過大而發(fā)生損壞的問題。在漿液施工結(jié)束的15min后，將鉆孔內(nèi)漿液抹平到水泥混凝土的面板上。在具體的壓漿施工結(jié)束后，需要在12h 內(nèi)做好交通管控，禁止任何車輛進(jìn)入到現(xiàn)場，在漿液強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，才能開放交通。

5 施工質(zhì)量控制

按照工程的要求確定漿液的配合比參數(shù)，對材料的使用量有效控制。該項(xiàng)目中，選擇使用P.032.5 水泥材料，使用合格的粉煤灰材料，并且使用飲用水，不會存在污染的問題，減水劑則應(yīng)用早強(qiáng)減水劑。保證原材料質(zhì)量合格的情況下，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到科學(xué)配制的要求，具體執(zhí)行表1 數(shù)據(jù)。

表1 壓漿設(shè)計(jì)配合比

在工程實(shí)施前，必須進(jìn)行全面的機(jī)械檢查與分析，保證設(shè)備可以正常的運(yùn)行。

漿液的性能參數(shù)合格，流動性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保證漿液在較小的壓力條件下即可滿足灌注施工的要求。

壓漿施工階段，盡量縮短攪拌到壓入底板的施工作業(yè)時間，從而有效預(yù)防因長期存放出現(xiàn)沉淀的情況。壓漿作業(yè)環(huán)節(jié)，保證漿液的攪拌連續(xù)性進(jìn)行，確保漿液材料的流動性符合標(biāo)準(zhǔn)，避免沉淀、離析等情況。在項(xiàng)目實(shí)施前，需要保證漿液沒有超出初凝的時間。壓漿施工環(huán)節(jié)，灰漿從鉆孔的位置上進(jìn)行，并且用木塞進(jìn)行塞緊處理，經(jīng)過10min 才能拔出。如果邊緣存在跑漿的情況，需要及時停止壓漿施工，并及時封堵處理。跑漿問題要嚴(yán)格的控制，只有符合要求后才能繼續(xù)開展壓漿施工作業(yè)。

6 結(jié)語

公路路面結(jié)構(gòu)脫空病害較為常見，如果不能及時有效處理，會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，給交通運(yùn)行造成負(fù)面影響。因此考慮到路面脫空處理質(zhì)量要求，在今后項(xiàng)目開展時，需要按照路面脫空病害類型，從施工材料選擇、工藝確定以及施工現(xiàn)場質(zhì)量控制等方面進(jìn)行科學(xué)選擇，同時還可引進(jìn)更為先進(jìn)的處理技術(shù)，避免脫空問題出現(xiàn)，從而提升路面工程的質(zhì)量。