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1、1 前言随着经济的高速发展的，我国公路事业的发展以及我国实施积极的 财政政策和西部大开发战略，使得公路建设投资力度进一步加大，是 我国水泥混凝土路面面临的最佳发展机遇，修筑水泥混凝土路面对当 地经济的拉动作用是明显的。这一优势在西部很多地方已得到了充分 的说明。作为高等级路面两大类型的沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，各 有其优缺点。在世界各国长期存在着所谓“黑白之争”。我国的公路路 面一直以黑色（沥青）路面为主。但由于随着路面等级的不断提高， 我国高等级公路用重交沥青资源相对匮乏而且质量差，而我国却是世 界上连续十年水泥生产和出口的第一大国，修筑水泥混凝土路面的所 有原材料：水泥、集料、钢材、
2、外加剂、掺和料等全部可以自给有余 因此，从“六五”、“七五”计划开始，交通部对水泥混凝土路面就给 予了高度的重视和大力的推广。随后，又提出了“因地制宜、积极稳 妥、确保质量、加快发展”的16字方针。水泥混凝土路面在我国发展 十分迅速。我国目前水泥混凝土路面每年的建设里程已经超过了 1.5万 公里（2004已建成21000km）。到2004年底，已建成的水泥混凝土路面 为21763km，而且还有加速发展趋势。水泥砼道路具有自身承载能力高、车辆通过能力强、使用寿命长等 特点，在公路建设和施工中得到了广泛的应用，在我国公路网构成中 占有较大比重。特别是在我国公路事业迅速发展的今天，水泥砼道路 以其不
3、可替代的优势，在公路建设中发挥着越来越重要的作用。根据 我在龙口交通局实习期间建成并通车的高等级水泥混凝土公路使用情 况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等，通过对国道 206线龙口境内水泥混凝土路面的养护以及龙口中大旧路改造工程的实践，总结了一些经验，这里对水泥混泥土路面板破坏的原因及其处 理，以利于以后的发展和进步。2 水泥混凝土路面结构水泥混凝土路面是由路基和路面两大部分组成的，而构成路面的各 种铺筑层，按其所处的层位和作用，又主要分为面层、基层和垫层。 面层是直接承受车辆荷载及自然因素的作用，并将荷载传递到基层的 结构层，它除满足强度要求外，还应有足够的平整度和防滑性能，以
4、保证行车舒适和安全性；基层是设在面层以下的结构层，主要承受由 面层传递的荷载，并将荷载分布到垫层或土基上，它是路面的主要承 载层，因此基层本身也应具有足够的强度，才能抵抗行车荷载的各种 应力；垫层是设于基层以下的结构层，主要作用是隔水、排水、防冻 以及改善基层和土基的工作条件。2.1 水泥混凝土路面的特点2.1.1 优点与其它类型路面相比，混凝土路面具有以下优点：1、强度高，混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度。2、稳定性好，混凝土路面的水稳定性、热稳性均较好，特别是它 的强度能随时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的那种“老化” 现象。3、耐久性好，混凝土路面具有耐磨、抗冻、耐化学
5、腐蚀等性能， 经久耐用，一般能使用20-40年，而且它能通行包括履带式车辆在内的 各种交通工具4、有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行 车有利。2.1.2 缺点1、对水泥和水的需求量大，修筑o.2m厚、7m宽的混凝土路面，每 1000 m要耗费水泥约400-500t和大约250t水，尚不包括养生用的水在内， 这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。2、有接缝，一般混凝土路面要建造许多接缝，这些接缝不但增加 施工和养护的复杂性，而且容易引起行车跳动，影响行车的舒适性。 接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏。3、开放交通较迟，一般混凝土路面完工后，要经过2
6、8天的潮湿养 生，才能开放交通，如需提早开放交通，则需采取特殊措施。4、修复困难，混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也大， 且影响交通。2.2 水泥混凝土路面发展中存在的问题随着水泥混凝土路面修建技术的提高，修建规模的扩大，水泥混凝 土路面所面临的挑战也是相当严峻的。突出的问题有：破坏严重，破 损速度快、数量多 。综合分析我国水泥混凝土路面的发展现状 ，结 合龙口市2005年中大公路水泥混凝土路面的施工，主要存在如下几个 问题：2.2.1 结构强度不足主要是在现有的混凝土路面弯拉设计强度基础上的设计板厚不足， 结构种类单一，总体结构强度偏弱。相当多的国道主干线公路，施工 中偷工减料相当严
7、重，设计22cm的面板，破坏后修补时挖开测量仅有 15cm厚。另一方面，我国公路运输超载现象严重，现有的路面设计弯 拉强度难以承受超重轴载重交通量的破坏，目前绝大多数国道主干线 公路上有1/3的车辆为超过15t的超重车辆，按现行水泥混凝土路面设计 规范明显感到路面设计弯拉强度和设计板厚不适应现代的运输业。2.2.2 机械化施工程度低先进的滑模机械施工技术普及程度不够，人工施工的高等级公路特 别是高速公路早期破坏相当严重。人工施工技术机械化程度底且在振 捣方面质量差。2.2.3 材料选择不严原材料和配合比要求不高，原材料质量低，水泥的路用品质要求不 严，有的水泥混凝土路面使用的水泥中游离氧化钙和
8、氧化镁含量严重 超标，使用不到1年就造成路面全线崩溃。有的水泥中掺了过多粘土、 煤矸石、火山灰、窑灰，导致混凝土路面严重开裂等。水泥混凝土路 面中外加剂和掺和料的使用混乱，实际施工配合比与设计配合比误差 太大，新拌混凝土搅拌不充分，色泽不一。集料的要求粗，有的干脆 使用抛石混凝土，15cm厚度的面板只有一块10-14cm直径的大石。2.2.4 面板不够密实人工施工的混凝土路面板欠振、漏振较普遍，从而影响路面板强度。 不少路面因混凝土局部强度偏低，造成使用中磨损严重，表面裸露集 料，局部成坑，平整度严重老化。2.2.5 路基和基层支撑不稳固支撑变形量超出了路面板所能容许的限度，造成大量断板破坏。
9、除 了软基和填挖方交替处理不好带来的问题以外，更多的是基层石灰土、 水泥土等材料抗冲刷能力不足，大量使用“两黑一白”的透水的“蓄 水槽”横段面结构，使水破坏导致的断板相当严重；其次是填方路基 局部软化甚至塌陷造成的断板破坏。2.2.6 接缝密封不好渗透排水不畅，导致了基层软化，造成唧泥、错台和啃边，致使路 面平整度差，行车舒适性差。2.2.7 表面强度欠佳，耐磨性和抗滑性能力不足，行车安全性 不高。2.2.8 冻害严重.在我国不少高寒和寒冷地区，路面混凝土仍然不肯掺加引气剂， 造成水泥混凝土路面冻害严重。在洒除冰盐的情况下冰冻加盐结晶膨 胀，混凝土路面表面砂浆脱皮，3-5年后混凝土就被完全冻酥
10、破坏，需 要重建。2.2.9 水泥混凝土路面的修复技术不过关，修补困难水泥混凝土路面的快速修复，主要依靠快速修补机械设备和快硬 早强新材料，我国在这方面的研究开发力度尚需加强。2.3 水泥混凝土路面常见病害水泥混凝土路面发展中存在的种种问题，引发了水泥混凝土路面的 多种病害，根据龙口市206国道养护中出现的问题以及中大公路改造以 前路面的破环情况结合自己所参考的文献，将路面病害大体分为结构 性破坏和非结构性破坏。将其归为4大类16种类型。四大类分别为裂缝类、接缝类、变形类、和松散类。其中裂缝类主 要指纵、横、斜向裂缝；变形类主要指唧泥、错台、拱起；接缝类主 要指纵缝、横缝的损坏；松散类主要指坑
11、洞和层状剥落。结构性损坏 是指严重裂缝、沉陷、错台、碎裂、拱起；非结构性破坏是指微裂缝 露冒、麻面、剥落、磨光、接缝破坏、孔洞和坑槽。16种类型的损害特征如下：2.3.1 角隅断裂损坏特征为块角到裂缝两端的距离小于边长的一半，裂缝面竖直并 贯穿整个板厚。2.3.2 纵向、横向和斜向裂缝这种裂缝通常将板分割成2-3块。2.3.3 破碎板或交叉裂缝交叉裂缝通常将路面分割成4块以上，严重时即属破碎板。如果全 部断块或裂缝发生在一个角隅内，应属角隅断裂。2.3.4 脱空、板块活动和唧泥脱空指路面板与基础部分的脱空；板块活动指在车辆荷载作用下， 完整的路面板产生明显的翘起或下沉现象；唧泥指在车辆荷载作用
12、下 基础中的细粒材料从接缝和裂缝处与水一同喷出，致使板体与基础逐 步脱空，并在接缝或裂缝附近常有污迹存在。2.3.5 传力杆失效传力杆失效是指传力杆不能正常传递荷载而在一侧板上产生裂缝 或碎裂。2.3.6 胀裂在炎热的夏季，路面板膨胀致使板边缘或横向裂缝处向上拱起而破 裂。2.3.7 角隅剥落在板的角隅约50-60cm范围内出现断裂或碎裂，剥落面呈倾斜状而 不贯穿整个板厚。2.3.8 接缝剥落接缝拨落是指沿接缝约50cm宽度内的板边碎裂，裂缝面与板面成一 定的角度未贯穿板厚。2.3.9 错台在接缝或裂缝处，缝两边的路面形成了台阶。2.3.10 持久性裂缝和腐蚀持久性裂缝是在路面边缘、接缝或裂缝
13、附近以平行或半圆形的发丝 状裂缝，颜色较其它部位深暗，其范围不断扩大，最后可发展成这部 分路面板碎裂。腐蚀一般发生在路面建成数年之后局部路面板的表面开始出现黄 色水迹，其形状呈圆形或长条形等。在水迹范围内，雨后滞水很快渗 透，晴天返潮并可看到有白色结晶生于表面，最后出现严重龟裂、表 层酥松并剥落。2.3.11 起皮和龟裂路面表层产生网状、浅而细的发丝裂纹，损坏深度一般为5-10mm。超过10mm要进行严格的修复处理.2.3.12 坑洞坑洞是指分布于路面表面、直径约2-10cm、深约1-5cm的小坑。2.3.13 补丁和开挖补块补丁是指损坏的路面板用水泥混凝土或沥青混凝土进行局部的修 补；开挖补
14、块则是因设置地下管道、电缆等开挖路面板，而后进行局 部的修补。2.3.14 收缩裂缝裂缝的走向、间距不规律，且长度在几十厘米之内，平面上裂缝不 会延伸至全板，深度不会贯通板厚。2.3.15 露石露石是指水泥砂浆磨损或剥落后露出石料。2.3.16 填缝料破坏因添缝料的剥落、挤出、老化碎裂等原因，接缝内逐渐被砂、石、 土等填塞，阻碍了板的膨胀，从而引起板的压曲、破碎和接缝剥落等 损坏。路面表面水流入基础，导致软化或膨胀。以上这些病害给水泥混凝土路面的养护、修复带来了极大的困难。 尤其是裂缝类病害已成为公路工程的通病之一，必须引起重视，认真 分析其原因，积极采取预防措施加以防治。3 水泥混凝土路面裂
15、缝的分类3.1 按裂缝在厚度方向发生的程度分 按裂缝在水泥混凝土路面厚度方向发生的程度可分为表面裂缝和 贯穿裂缝。3.1.1 表面裂缝 水泥混凝土板面的表面裂缝主要是由混凝土混合料的早期过快失 水干缩引起的厚度方向未完全断裂的裂缝。3.1.2贯穿裂缝 由水泥混凝土表面裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的裂 缝（也称断板）。3.2 按裂缝发生的方向分 可分为：横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝。3.2.1 横向裂缝：垂直于行车方向的有规则的裂缝。3.2.2 纵向裂缝：顺路方向出现的裂缝。3.2.3 斜向裂缝：不平行于顺路方向及不垂直于行车方向的裂缝。3.2.4 交叉裂缝：两条或两条以上相互
16、交错的裂缝。3.3 按裂缝发生的时期分 可分为早期裂缝和使用期裂缝。3.3.1 早期裂缝 混凝土路面板浇筑完成后，未完成硬化和开放交通就出现的断板称 为早期裂缝和施工裂缝。3.3.2使用期裂缝 混凝土路面开放交通后出现的裂缝称为使用期裂缝或后期裂缝。3.4 按路面损坏类型分 可分为角隅断裂，纵向、横向和斜向裂缝，破碎板或交叉裂缝三类3.5 按裂缝损坏程度分按裂缝损坏程度分为：轻微、中等、严重三个等级。3.5.1 纵向、横向或斜向和角隅断裂病害，按裂缝缝隙边缘碎裂 程度和缝隙宽度，可分为下列3个轻重程度。(1) 轻微缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝，缝隙宽度小于3mm;或者，填封良好、边缘无碎裂或错台的裂
