黃平

（安徽省滁州市瑯琊區(qū)住房城鄉(xiāng)建設(shè)交通局，安徽 滁州 239000）

1 引言

農(nóng)村公路是公路交通網(wǎng)的重要組成， 是直接服務(wù)廣大農(nóng)民和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，其最大特點(diǎn)是里程短、等級(jí)低、分布面廣。 近年來，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，農(nóng)村交通量逐年增加，傳統(tǒng)的土路和泥結(jié)碎石道路已經(jīng)難以滿足居民通行需求。 水泥混凝土路面具有造價(jià)低、剛度大、耐久性好等特點(diǎn)，在低等級(jí)公路，尤其是農(nóng)村公路中應(yīng)用廣泛。 但是，隨著農(nóng)村公路運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增加， 在車輛荷載及外界環(huán)境作用下混凝土板塊現(xiàn)不同程度的破壞，使用功能降低，影響行車安全性和舒適度。 如果對(duì)農(nóng)村公路水泥混凝土路面病害處治不當(dāng)， 會(huì)嚴(yán)重干擾村民的生產(chǎn)和生活[1]。目前，工程人員在處治水泥路面病害時(shí)，往往是盲目套用相似項(xiàng)目的圖紙，處治方案缺乏針對(duì)性。 因此，進(jìn)一步研究農(nóng)村公路水泥混凝土路面破壞機(jī)理和處治措施具有十分重要的工程意義。

2 農(nóng)村公路水泥混凝土路面破壞影響因素及病害類型

2.1 水泥混凝土路面破壞影響因素

水泥混凝土路面病害機(jī)理復(fù)雜， 不同區(qū)域的農(nóng)村公路在運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生的病害可能大不相同， 路面損害程度與車輛荷載、環(huán)境因素、原材料性能、施工技術(shù)等因素密切相關(guān)，具體闡述如下[2]：（1）車輛荷載。在路面行駛時(shí)，車輛自身重力、車輛克服行車阻力作用于路面的水平力、 車輛顛簸對(duì)路面產(chǎn)生的動(dòng)壓力等車輛荷載都會(huì)通過車輪傳遞到路面結(jié)構(gòu)層， 對(duì)路面起到一定的破壞作用。（2）外界環(huán)境。路面在運(yùn)營(yíng)期間直接暴露在大氣中，大氣溫度的動(dòng)態(tài)變化、大氣降水和蒸發(fā)、地下水等外界因素都會(huì)對(duì)水泥混凝土性能產(chǎn)生不利影響，使其路用性能不斷衰減，從而導(dǎo)致農(nóng)村公路的服務(wù)水平退化。 （3）施工水平差。 如果施工期間出現(xiàn)原材料不合格、施工設(shè)備及組合選擇不合理、技術(shù)人員綜合能力差等，均可能造成路面后期病害頻發(fā)。

2.2 水泥混凝土路面病害類型

筆者結(jié)合多年農(nóng)村公路路面病害統(tǒng)計(jì)結(jié)果， 總結(jié)出水泥混凝土路面病害主要包括裂縫類病害、接縫類病害、表層類病害，不同病害的具體組成、分級(jí)及測(cè)量方法如表1 所示[3]。

表1 農(nóng)村公路水泥路面病害類型

3 農(nóng)村公路水泥混凝土路面不同病害產(chǎn)生機(jī)理分析

3.1 裂縫類病害破壞機(jī)理

3.1.1 橫向裂縫

水泥混凝土中會(huì)存在結(jié)合水、物理吸附水等水，會(huì)在混凝土水化作用下（水化生熱）大量散失。 水分散失后，路面中的水泥漿體收縮， 當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)產(chǎn)生干縮橫向裂縫。 這種裂縫多發(fā)生在夏季平均溫度較高的地區(qū)。

3.1.2 縱向裂縫

水泥混凝土路面的縱向裂縫產(chǎn)生主要與路基壓實(shí)質(zhì)量和基層強(qiáng)度有關(guān)。

當(dāng)路基填料較差，壓實(shí)度不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，路基會(huì)在填土自重和車輛荷載作用下產(chǎn)生較大的不均勻工后沉降， 使得混凝土面板底部“脫空”。 此時(shí)，路基對(duì)路面的支承力分布不均勻，使路面產(chǎn)生沉降并縱向開裂；同理，基層材料強(qiáng)度在地表滲水、地下水、毛細(xì)水等作用下逐漸降低，也會(huì)削弱對(duì)混凝土面板的支承作用。

3.1.3 角隅斷裂

農(nóng)村公路水泥混凝土路面出現(xiàn)角隅斷裂的原因主要包括：（1）振搗質(zhì)量差。 水泥混凝土路面的面板板角是路面的最薄弱部位，如果板角處混凝土振搗密實(shí)性差，拆?；蜷_通交通過早，會(huì)為角隅斷裂埋下隱患。（2）晝夜溫差大?；炷辆哂袩崦浝淇s效應(yīng)， 晝夜溫差過大容易在面板的板角處產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。（3）角隅鋼筋缺乏。農(nóng)村公路一般建設(shè)資金有限，施工單位技術(shù)水平也不高，在混凝土面板施工時(shí)大多未設(shè)置角隅鋼筋，使得面板板角側(cè)向約束能力差，容易出現(xiàn)角隅斷裂[4]。

3.2 接縫類病害破壞機(jī)理

3.2.1 路面接縫破碎、填縫料散失

水泥混凝土路面的接縫碎裂主要是因?yàn)槭┕て陂g傳力桿位置出現(xiàn)較大偏移或滑動(dòng)端的滑動(dòng)功能失效或脹縫被砂漿、堅(jiān)硬雜物等堵塞， 限制了板的伸長(zhǎng)， 使得接縫一側(cè)板體被擠碎、拉裂；填縫料散失是由于填縫料老化后，養(yǎng)護(hù)人員未能及時(shí)更換新填縫料，或填縫料自身物理力學(xué)性能較，與水泥混凝土間的黏結(jié)力較弱。

3.2.2 路面錯(cuò)臺(tái)

水泥混凝土路面錯(cuò)臺(tái)是指在路面接縫處的基層頂面受水流沖刷（地表滲水、地下水、毛細(xì)水等）后細(xì)集料部分流失，混凝土面板底部脫空， 使得相鄰面板在接縫兩側(cè)產(chǎn)生高程差路面呈臺(tái)階狀。 車輛經(jīng)過錯(cuò)臺(tái)位置時(shí)會(huì)發(fā)生跳車現(xiàn)象，影響駕駛員行車的舒適度和安全性。

3.3 表層類病害破壞機(jī)理

3.3.1 路面沉陷

水泥混凝土路面沉陷是指路面在外界荷載作用下， 局部路段路基沉降過大，導(dǎo)致路面發(fā)生嚴(yán)重的下陷變形，主要原因在于：路基壓實(shí)度不滿足設(shè)計(jì)要求、路基路面排水不暢、路面基層強(qiáng)度不均勻、地下水位高等引起的不均勻沉降[5]。

3.3.2 路面磨損、露骨

農(nóng)村公路由于里程較短， 施工時(shí)通常不會(huì)專門去建設(shè)拌和站，而是購(gòu)買成品混凝土。 而成品混凝土質(zhì)量參差不齊，比如混凝土坍落度?。ㄏ募臼┕r(shí)失水快）、水灰比過大、集料含泥量高等，以上原因會(huì)使得混凝土耐磨性差，路面在行車荷載作用下不斷磨損，直到露出骨料。

4 農(nóng)村公路水泥混凝土路面病害防治措施

4.1 工程概況

筆者以安徽北部地區(qū)某農(nóng)村公路為研究對(duì)象， 針對(duì)其產(chǎn)生的病害提出了詳細(xì)的處治和預(yù)防措施。 該農(nóng)村公路為C30水泥混凝土路面，施工時(shí)由于重路面，輕路基，在運(yùn)營(yíng)3 年后即出現(xiàn)了裂縫、斷板、錯(cuò)臺(tái)、唧泥等病害，給當(dāng)?shù)卮迕癯鲂袔砹瞬槐恪?筆者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)50 處路面病害進(jìn)行了調(diào)研，其中裂縫病害占比最高，達(dá)43%（見圖1）。

圖1 安徽某農(nóng)村公路水泥混凝土路面不同類型病害占比

4.2 路面病害處治原則

為了保證路面在未來運(yùn)營(yíng)期間具備良好的使用性能，經(jīng)各參建單位溝通，路面損失在修補(bǔ)時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則：第一，考慮未來交通量增加。 隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了避免將來交通量激增影響水泥混凝土路面的正常使用， 應(yīng)對(duì)沿線交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)。 第二，節(jié)約投資。 路面處治方案在選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合具體病害特點(diǎn)，不得盲目照搬其他項(xiàng)目的處治措施。 第三，減小對(duì)居民的干擾。 水泥混凝土路面的修補(bǔ)產(chǎn)生的噪聲、材料亂堆亂放等問題會(huì)影響居民生活， 施工時(shí)應(yīng)選擇合適的施工工藝。 第四，生態(tài)環(huán)保。 水泥混凝土路面病害處治施工時(shí)應(yīng)減少水土流失，保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境。

4.3 路面病害防治措施

4.3.1 路面裂縫防治

公路沿線水泥混凝土路面上寬度＜3 mm 的輕微裂縫，縫隙清潔難度大，灌縫料和混凝土界面難以充分黏結(jié)，故不宜直接灌漿。此時(shí)，可將裂縫適當(dāng)擴(kuò)寬，再清理縫隙灌注漿液。施工時(shí)首先通過鋸縫機(jī)把縫口擴(kuò)寬為1.5～2.0 cm 的槽， 槽深可開3～5 cm，但不宜超過混凝土面板厚度的2/3；開槽后利用壓縮空氣清除裂縫中的混凝土碎屑后，配制灌縫料灌入縫內(nèi)，整平填縫料后收漿抹面，并覆蓋薄膜灑水養(yǎng)護(hù)，1 d 后可開放交通。

4.3.2 路面斷板防治

對(duì)于裂縫寬度＞3 mm 的水泥混凝土面板，其整體受力性能會(huì)有明顯降低，承載能力變差，可采用植筋補(bǔ)強(qiáng)+ 灌縫的處治措施。需注意，鋼筋打入角度和長(zhǎng)度，切不可打穿混凝土面板。

如果混凝土面板表面剝落嚴(yán)重，裂縫寬度較寬，且將面板分割成3 塊以上，需鑿除原破損面板，換成同標(biāo)號(hào)的混凝土面板。 為了保證新舊面板間能傳遞荷載，可在接觸面上增設(shè)光圓鋼筋拉桿。

4.3.3 路面錯(cuò)臺(tái)防治

水泥路面錯(cuò)臺(tái)處治方法可根據(jù)錯(cuò)臺(tái)高度選擇。 如果錯(cuò)臺(tái)高差小于5 mm，對(duì)行車安全和舒適度影響不大，為了控制投資，可不做處理；錯(cuò)臺(tái)高差介于5～10 mm 時(shí)，可采用磨平機(jī)磨平，即從錯(cuò)臺(tái)最高點(diǎn)開向四周磨平，用3 m 直尺找平，直至相鄰兩塊混凝土面板齊平；錯(cuò)臺(tái)高差超過10 mm 時(shí)，可采用水泥混凝土填補(bǔ)處治。 先將下沉面板鑿除2 cm 左右，清除混凝土碎屑，并澆筑細(xì)石混凝土填平。

5 結(jié)語(yǔ)

本文歸納總結(jié)了農(nóng)村公路水泥路面破壞影響因素、 病害類型、破壞機(jī)理等，并依托某農(nóng)村公路，對(duì)裂縫、斷板、錯(cuò)臺(tái)等病害提出了處治措施，主要得到以下結(jié)論：（1）農(nóng)村公路水泥混凝土路面破壞與車輛荷載、 外界環(huán)境、 施工水平等因素有關(guān)，破壞類型有裂縫類、接縫類、表層類；（2）農(nóng)村公路水泥混凝土路面病害處治應(yīng)考慮未來交通量增加，遵循節(jié)約投資、減小對(duì)居民的干擾、生態(tài)環(huán)保等原則；（3）水泥混凝土路面上的輕微裂縫可擴(kuò)縫灌漿法， 填縫料建議選擇無機(jī)材料并利用外摻劑改性；而對(duì)于裂縫引起的斷板可采用植筋補(bǔ)強(qiáng)+ 灌縫或整塊板更換的方式；（4）水泥混凝土路面錯(cuò)臺(tái)可根據(jù)錯(cuò)臺(tái)高度選擇不做處理、機(jī)械磨平、混凝土填平等措施。