水泥路面病害产生原因及改善措施分析

程建彬

（成安县交通运输局公路站，河北 邯郸 056700）

0 引言

目前，我国道路工程路面主要有沥青路面与水泥路面两种类型，两者都有各自的优缺点。随着国民基础工程建设的快速发展，交通行业的优化设计受到很高的重视。我国的高速公路就目前来说多为沥青路面，但是，由于水泥路面具有选材方便、有利于夜间行驶、使用年限长以及造价低等优势，仍然在国道以及比较低等级公路广泛应用[1]。然而，由于超载或重载现象以及温度变化加剧等一系列问题的出现，传统的水泥混凝土路面已经满足不了这些技术要求，将会导致路面过早出现断板、板角开裂、面板破碎和错台等病害[2]。克服此困难成为道路行业的当务之急，本文阐述了在水泥路面中通过加铺钢筋网形式来改善水泥路面产生的病害现象，为提高水泥路面的使用寿命提供良好的技术前景。

1 水泥路面技术经济分析

目前，重载交通成为交通行业发展的考虑目标，我国的道路常用面层结构见图1。

图1 重载交通路面常用面层结构图

按照高速公路平均预算单价计算可得，以上三种面层结构预算单价如表1所示。

表1 不同路面结构平均单价预算表

由上表可以看出：在重载交通条件下，水泥混凝土面层的工程造价低于沥青混凝土面层，具有良好的经济效益。

2 主要病害的原因

水泥路面产生病害的原因很多，本文主要从内因（路基稳定性）与外因（超载或重载现象）两个方面介绍[3]。

2.1 路基稳定性影响

道路工程在应用过程中，路基有下列不均匀变形时，将导致混凝土面板断板和破损：a）软基或压实度的强度不足产生不均匀沉降；b）路基固结不均匀导致沉降；c）由于路基原材料及含水率的不同或阴、阳坡面影响导致的不均匀冻胀；d）路基湿度不同产生的变形。

2.2 超载现象严重

汽车在水泥路面上行驶，荷载相对于标准轴载（100kN）的疲劳作用次数与轴载比的16次方成正比。因此，双倍或三倍标准轴载的汽车通过一次，即相当于标准轴载65 536次和4.3×107次的行车疲劳破坏作用；表2是某高速公路（未配筋水泥路面板厚26cm，水泥稳定碎石基层厚20cm，综合稳定土底基层厚20~30cm）使用5年后，早期换板面积统计情况如表2所示。

表2 水泥混凝土路面早期换板面积统计表

由表2可以看出：轻车方向面板破碎换板共50块，重车方向换板2 611块，可见重载或是超载现象对路面破坏影响之大。

3 改善措施分析

经研究表明，水泥路面产生病害主要是路面的弯拉应力或是抗拉强度不足，因此本文通过对水泥路面施行钢筋网处理以达到提高路面强度的目的[4]。

3.1 钢筋网在水泥路面中的功能作用

钢筋网在水泥路面中具有以下功能作用：

a）在路面中起构造筋作用，承受混凝土板温度应力，预防或减少路面温缩裂缝（见图2）；

图2 钢筋网承担路面温度应力

b）扩散车辆荷载应力，使水泥混凝土面板底部不易产生弯拉开裂，从而可适当减薄面板厚度，保证路面平整度，延长路面使用寿命[5]（如图3所示）；

图3 钢筋网扩散荷载应力

c）预防路面施工中微小裂缝扩展；

d）减少伸缩缝数量，改善路面平整度。

增设钢筋网的普通混凝土面层缩缝间距可由5m增为10m；连续配筋混凝土面层在两端胀缝间可不设缩缝，从而改善了水泥路面平整度。

3.2 铺设钢筋网水泥路面的应用效果

图4、图5是（未配筋与铺设连续钢筋网的水泥路面）同级高速公路在使用两年后的路面整体状况图。

图4 未配筋的水泥路面

图5 铺设连续钢筋网的水泥路面

由图4、图5可知，未配筋的路面出现横向裂缝，铺设钢筋网的路面未发现任何裂缝，使用状况良好，可见铺设钢筋网能够防止路面裂缝的产生，提高路面的使用寿命，并且效果显著。

4 结语

随着道路建设的发展以及交通量的逐渐增长，必须提高路面的整体使用性能以满足日益增长的重交通需求；因此，采用钢筋网为主的水泥混凝土路面以良好的性能在我国将会得到快速的发展，也必将推动我国交通基础建设的更大发展。

[1]李晓群.基于病害发展演化机理的水泥混凝土路面预防性养护对策研究[J].华东公路，2006，（2）：26-28.

[2]甘立刚.水泥路面病害调查及维修对策[J].公路交通科技，2007，（增）：25-28.

[3]黄权英.水泥砼路面病害调查与维修方案设计[J].公路与汽运， 2006， （1）： 48-50.

[4]潘志歆.旧水泥路面沥青加铺层中钢丝网的防裂作用研究[D].长沙：湖南大学，2011.

[5]虞文景.钢筋焊接网在水泥路面中的应用[J].山西交通科技， 2010， （5）： 1-4.