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摘 要：水泥公路混凝土路面的常见病害，简要分析了病害产生的原因，并结合工程实践总结了相应的预防措施和维修对策
随着我国道路交通和城市道路发展及乡村道路硬化，水泥公路混凝土路面施工质量、病害产生原因、预防措施和维修对策就显得尤其重要。
一、混凝土路面现状分析
（一）沉陷性裂缝的产生原因
新建公路或城市道路路基有很多路段建设在土层之上，受施工条件、环境、成本、时间的限制，路基建好后，没有经过自然沉降（即使自然沉降，时间也往往不够），也没有大量经过载重车辆的反复碾压，全靠压路机短期碾压，路基严重不实。设计路面时，由于没有现在的技术水平，再加上沿线工厂、企业的增加，很多的设施也不能考虑到位，造成城市道路不可避免的与各种市政管线交错，其他单位开沟开槽，市政缺乏监督，致使管线埋设浅，回填不密实，或公路高填方路基。
（二）收缩性裂缝的产生原因
这种裂缝是由于基体变形所引起的，主要是塑性、干燥和离析收缩。
1．塑性收缩。塑性收缩是指混凝土在完全凝结之前，表面失水太快而产生的收缩。究其原因是混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受较强空气对流和温差影响，混凝土表面失水过快，内部毛细管产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生裂缝。
2．干燥收缩。干缩裂缝是由于混凝土养护不良，表面水分蒸发过快，而内部温度变化较小，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，产生较大拉压力而造成。常见的是表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度在0.05～0.2mm之间。
3．离析收缩。水泥混凝土筑路，必须经过拌和，产生的碱性离子和某些活性骨料产生化学反应，吸收周围环境中的水分而体积急剧增大，振捣时，骨料开始下沉，从而粗细骨料分离，产生离析现象，致使水泥混凝土结构酥松，板块膨胀开裂。
（三）温度裂缝的产生原因
水泥混凝土在自然硬化期间，会释放出大量水化热，致使内部温度不断上升，由于热胀冷缩在混凝土的表面引起拉应力。硬化结束后，处于降温过程，由于受到基础或终凝混凝土的结构约束，又会在混凝土内部出现拉应力。这两种拉应力造成正反交错，致使结构不稳定，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，立即产生温度裂缝。
（四）荷載作用下裂缝产生原因
1．在施工时水泥混凝土强度达不到设计要求；2. 在施工时水泥混凝土厚度达不到设计要求或厚度不均；3.基层强度达不到设计要求或强度不均；4.在涨缝或施工缝没布置（偷工减料）传力杆或角偶钢筋；5.超限车辆作用下水泥混凝土路面承受不了而产生破坏。
二、严格控制水泥混凝土路面施工质量
1. 严格控制水泥混凝土施工配合比；2. 严格把好各种材料质量关；3. 严格控制水泥混凝土拌和时间；3.必须加强振捣不留蜂窝；4.减少水泥混凝土运输时间尤其是夏天高温施工；5.严禁不同品牌水泥混合使用；6.及时掌握切缝时间进行切缝和灌缝；6. 施工时必须严格按设计图，安放好拉杆、传力杆、角偶钢筋及各种补强钢筋；7.及时洒水养护或用稻草覆盖或用毛毯覆盖再洒水养护.
三、混凝土路面早期病害维修设计
（一） 混凝土路面早期病害维修设计及新型养护材料的使用对于缝宽小于5mm的细缝，灌注稀释沥青，或新型灌注材料（密封胶）以能灌入缝中3cm以上为宜。对于无法判断是否结构性破坏的较宽缝，现场作详细调查时进行表面现象比较，并选择有代表性的裂缝，在裂缝处进行破坏及检查。如确定为无结构性破坏的宽缝且未啃边，则用强力鼓风机吹出缝中杂务，辅助人工清理，用稀释沥青或新型灌注材料灌缝，使能灌入缝中5cm以上。缝再宽则将裂缝处切除约10cm，用新拌和的上面层沥青混合料填充、人工捣压密实。如缝宽处已啃边但未扩展，则将裂缝两侧切除4cm厚的上面层，宽度50cm，底层涂刷乳化沥青作为粘层油，立面四壁粘贴———高分子双面粘，以保证新好沥青结合料的粘结，起到防水的作用，最后重新铺筑上面层沥青混合料。如判断为结构性破坏，像网裂、沉陷等，则将上面层铲除，宽度为1.8m左右，将裂缝处切除约10cm，用乳化沥青和高分子双面粘涂刷底面及粘结侧壁，铺设一种国外新型的防水防裂材料———高分子抗裂贴。高分子抗裂贴可以有效地减缓或防止新加铺层反射裂缝的出现，在降低道路养护成本的前提下保护原有路面结构、延长道路的使用寿命。在此基础上再铺筑上面层沥青混合料，用人工捣压密实。如中、下面层已损坏则将中、下面层也铲除，并用新拌和的沥青混凝土补齐；如水泥稳定碎石损坏，则将水泥稳定碎石切除至结构完好坚硬处并涂混凝土粘合剂用30号膨胀混凝土填补，并用新拌和的沥青混凝土将中、下面层补齐。
（二）混凝土路面早期病害维修施工及其注意事项
在进行混凝土路面早期维修施工时，由于修补旧路面喷涂乳化沥青粘层油、铺玻纤维网，最后铺筑新的混凝土路面，需要较长的时间，因此，在施工方面，应做好相应的组织工作。
1．施工段落的划分及交通组织。施工作业现场必须按国际GB5768- 1999或交通部《公路养护技术规范》（JTJ- 96）的规定设置施工警告标志、限速标志、导向标志和采取必要的安全防护措施。
2．施工单位落实及人员、机械组织。通过正规的招标程序选择有资质的施工单位。施工单位应组织足够的人力、机具及各种元材料，每一段落应尽可能的缩短施工时间。建设单位应组织好路政人员，搞好施工现场交通组织和交通疏导，并委派有资质的监理单位实施监理。
3．铣刨出的废料，应在公路用地范围之外选择合适场地堆放。
4．合理安排时间，尽量安排春、秋季节，避开雨季和交通量的的黄金季节。
四、路面维护工作的基本要求
采用石灰和煤灰，设置灰土隔水墙，尽量减少雨水、污水冲蚀路面和路基。清除路基所有松填土、植被土，实行基础砂砾石回填，保证回填深度不低于1.2m。对于沉陷路面实施砂砾石回填，分层碾压并达到厚度超过30cm。严格控制水泥混凝土配合比，掌握水灰比、砂率、骨料含泥量合理化操作，采用塌落度适当的混凝土，严格掌握混凝土的振捣时间。严格控制施工过程，在基础顶面铺装高强、高密稳定层，确保板底形成水泥砂浆保护层。控制水灰比及粗骨料粒径（≥4cm）。
五、路面改造方案
（一）路面改造工艺分析
在加铺改造前，必须处治原来水泥混凝土路面的病害，有效地处理板底脱空和接缝实效，重视沥青混凝土性能及材料选择。在高温稳定度满足要求的前提下，应采用针入度大、松弛性能好的优质沥青，或采用改良性沥青或掺纤维改性提高性能，也可采用SMA面层；沥青混凝土的加铺厚度以8～15cm为宜，不仅防止裂缝效果比较好，也避免沥青层过厚，在高温季节出现拥包、车辙等问题；设置应力吸收层、纤维格栅、土工布、升级配沥青混凝土等夹层，有效降低应力集中现象，从而抑制或延缓反射裂缝的产生或发展。
（二）主次干道加铺设计方案
对于主干道及其重要路面，采用3层式沥青加铺，厚度为13～16cm，上面层采用改性沥青，根据需要还添加聚合物纤维改性。对于次干道或一般道路，采用2层式沥青加铺，厚度为9～12cm。非机动车道采用2层式沥青加铺，厚度为7～9cm。后期由于交管部门经常将非机动车道改作停车位或公交车通行区域，故后期仍按机动车道结构设计。下面层采用粗粒式AC- 25 型，表面层采用较细的AC－13或AC－16型。
六、结论
水泥混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素，无论设计方面还是施工方面都存在一些不足。鉴于目前水泥混凝土路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥青路面使用性能的同时，延长使用寿命，提高投资效益。
随着我国道路交通和城市道路发展及乡村道路硬化，水泥公路混凝土路面施工质量、病害产生原因、预防措施和维修对策就显得尤其重要。
一、混凝土路面现状分析
（一）沉陷性裂缝的产生原因
新建公路或城市道路路基有很多路段建设在土层之上，受施工条件、环境、成本、时间的限制，路基建好后，没有经过自然沉降（即使自然沉降，时间也往往不够），也没有大量经过载重车辆的反复碾压，全靠压路机短期碾压，路基严重不实。设计路面时，由于没有现在的技术水平，再加上沿线工厂、企业的增加，很多的设施也不能考虑到位，造成城市道路不可避免的与各种市政管线交错，其他单位开沟开槽，市政缺乏监督，致使管线埋设浅，回填不密实，或公路高填方路基。
（二）收缩性裂缝的产生原因
这种裂缝是由于基体变形所引起的，主要是塑性、干燥和离析收缩。
1．塑性收缩。塑性收缩是指混凝土在完全凝结之前，表面失水太快而产生的收缩。究其原因是混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受较强空气对流和温差影响，混凝土表面失水过快，内部毛细管产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生裂缝。
2．干燥收缩。干缩裂缝是由于混凝土养护不良，表面水分蒸发过快，而内部温度变化较小，表面干缩变形受到内部混凝土的约束，产生较大拉压力而造成。常见的是表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度在0.05～0.2mm之间。
3．离析收缩。水泥混凝土筑路，必须经过拌和，产生的碱性离子和某些活性骨料产生化学反应，吸收周围环境中的水分而体积急剧增大，振捣时，骨料开始下沉，从而粗细骨料分离，产生离析现象，致使水泥混凝土结构酥松，板块膨胀开裂。
（三）温度裂缝的产生原因
水泥混凝土在自然硬化期间，会释放出大量水化热，致使内部温度不断上升，由于热胀冷缩在混凝土的表面引起拉应力。硬化结束后，处于降温过程，由于受到基础或终凝混凝土的结构约束，又会在混凝土内部出现拉应力。这两种拉应力造成正反交错，致使结构不稳定，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，立即产生温度裂缝。
（四）荷載作用下裂缝产生原因
1．在施工时水泥混凝土强度达不到设计要求；2. 在施工时水泥混凝土厚度达不到设计要求或厚度不均；3.基层强度达不到设计要求或强度不均；4.在涨缝或施工缝没布置（偷工减料）传力杆或角偶钢筋；5.超限车辆作用下水泥混凝土路面承受不了而产生破坏。
二、严格控制水泥混凝土路面施工质量
1. 严格控制水泥混凝土施工配合比；2. 严格把好各种材料质量关；3. 严格控制水泥混凝土拌和时间；3.必须加强振捣不留蜂窝；4.减少水泥混凝土运输时间尤其是夏天高温施工；5.严禁不同品牌水泥混合使用；6.及时掌握切缝时间进行切缝和灌缝；6. 施工时必须严格按设计图，安放好拉杆、传力杆、角偶钢筋及各种补强钢筋；7.及时洒水养护或用稻草覆盖或用毛毯覆盖再洒水养护.
三、混凝土路面早期病害维修设计
（一） 混凝土路面早期病害维修设计及新型养护材料的使用对于缝宽小于5mm的细缝，灌注稀释沥青，或新型灌注材料（密封胶）以能灌入缝中3cm以上为宜。对于无法判断是否结构性破坏的较宽缝，现场作详细调查时进行表面现象比较，并选择有代表性的裂缝，在裂缝处进行破坏及检查。如确定为无结构性破坏的宽缝且未啃边，则用强力鼓风机吹出缝中杂务，辅助人工清理，用稀释沥青或新型灌注材料灌缝，使能灌入缝中5cm以上。缝再宽则将裂缝处切除约10cm，用新拌和的上面层沥青混合料填充、人工捣压密实。如缝宽处已啃边但未扩展，则将裂缝两侧切除4cm厚的上面层，宽度50cm，底层涂刷乳化沥青作为粘层油，立面四壁粘贴———高分子双面粘，以保证新好沥青结合料的粘结，起到防水的作用，最后重新铺筑上面层沥青混合料。如判断为结构性破坏，像网裂、沉陷等，则将上面层铲除，宽度为1.8m左右，将裂缝处切除约10cm，用乳化沥青和高分子双面粘涂刷底面及粘结侧壁，铺设一种国外新型的防水防裂材料———高分子抗裂贴。高分子抗裂贴可以有效地减缓或防止新加铺层反射裂缝的出现，在降低道路养护成本的前提下保护原有路面结构、延长道路的使用寿命。在此基础上再铺筑上面层沥青混合料，用人工捣压密实。如中、下面层已损坏则将中、下面层也铲除，并用新拌和的沥青混凝土补齐；如水泥稳定碎石损坏，则将水泥稳定碎石切除至结构完好坚硬处并涂混凝土粘合剂用30号膨胀混凝土填补，并用新拌和的沥青混凝土将中、下面层补齐。
（二）混凝土路面早期病害维修施工及其注意事项
在进行混凝土路面早期维修施工时，由于修补旧路面喷涂乳化沥青粘层油、铺玻纤维网，最后铺筑新的混凝土路面，需要较长的时间，因此，在施工方面，应做好相应的组织工作。
1．施工段落的划分及交通组织。施工作业现场必须按国际GB5768- 1999或交通部《公路养护技术规范》（JTJ- 96）的规定设置施工警告标志、限速标志、导向标志和采取必要的安全防护措施。
2．施工单位落实及人员、机械组织。通过正规的招标程序选择有资质的施工单位。施工单位应组织足够的人力、机具及各种元材料，每一段落应尽可能的缩短施工时间。建设单位应组织好路政人员，搞好施工现场交通组织和交通疏导，并委派有资质的监理单位实施监理。
3．铣刨出的废料，应在公路用地范围之外选择合适场地堆放。
4．合理安排时间，尽量安排春、秋季节，避开雨季和交通量的的黄金季节。
四、路面维护工作的基本要求
采用石灰和煤灰，设置灰土隔水墙，尽量减少雨水、污水冲蚀路面和路基。清除路基所有松填土、植被土，实行基础砂砾石回填，保证回填深度不低于1.2m。对于沉陷路面实施砂砾石回填，分层碾压并达到厚度超过30cm。严格控制水泥混凝土配合比，掌握水灰比、砂率、骨料含泥量合理化操作，采用塌落度适当的混凝土，严格掌握混凝土的振捣时间。严格控制施工过程，在基础顶面铺装高强、高密稳定层，确保板底形成水泥砂浆保护层。控制水灰比及粗骨料粒径（≥4cm）。
五、路面改造方案
（一）路面改造工艺分析
在加铺改造前，必须处治原来水泥混凝土路面的病害，有效地处理板底脱空和接缝实效，重视沥青混凝土性能及材料选择。在高温稳定度满足要求的前提下，应采用针入度大、松弛性能好的优质沥青，或采用改良性沥青或掺纤维改性提高性能，也可采用SMA面层；沥青混凝土的加铺厚度以8～15cm为宜，不仅防止裂缝效果比较好，也避免沥青层过厚，在高温季节出现拥包、车辙等问题；设置应力吸收层、纤维格栅、土工布、升级配沥青混凝土等夹层，有效降低应力集中现象，从而抑制或延缓反射裂缝的产生或发展。
（二）主次干道加铺设计方案
对于主干道及其重要路面，采用3层式沥青加铺，厚度为13～16cm，上面层采用改性沥青，根据需要还添加聚合物纤维改性。对于次干道或一般道路，采用2层式沥青加铺，厚度为9～12cm。非机动车道采用2层式沥青加铺，厚度为7～9cm。后期由于交管部门经常将非机动车道改作停车位或公交车通行区域，故后期仍按机动车道结构设计。下面层采用粗粒式AC- 25 型，表面层采用较细的AC－13或AC－16型。
六、结论
水泥混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素，无论设计方面还是施工方面都存在一些不足。鉴于目前水泥混凝土路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，尽量在提高沥青路面使用性能的同时，延长使用寿命，提高投资效益。