关于水泥混凝土路面病害成因及其防治的探讨

关于水泥混凝土路面病害成因及其防治的探讨

在道路使用过程中，面层受交通荷载、气候、水、温度等因素的直接影响，在使用过程中是最容易受到破坏的结构层之一。水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、使用寿命长、维修养护费用少等许多优点，在道路发展过程中，水泥混凝土路面被普遍应用与交通运输载重量大、速度高、车流量大的高等级路面及收费站广场，但是根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当部分出现了开裂、断板、沉陷、错台等病害。本文将就水泥混凝土路面出现的病害及其成因进行简要分析，并提出相应的个人见解，和同仁共同探讨。

一、病害的类型及原因

（一）裂缝（主要有横向裂缝、纵向裂缝及交叉裂缝）

1、横向裂缝（贯穿裂缝）是垂直于路线方向的裂缝。其产生的主要原因有：水泥混凝土失水干缩、冷缩；振捣不密实；下承层不平整同一块板板厚相差较大；伸缩缝及胀缝设置不合理；切缝不及时；切缝深度过浅；切缝未切到头；温度气候及通车时间过早等。

2、纵向裂缝是跟路线走向平行或基本平行的裂缝。其产生的主要原因有：路基不均匀沉降、路基填料不良、压实度不均匀不符合要求、施工方法不当等。

3、交叉裂缝是两条或两条以上相互交叉的裂缝。其产生的主要原因有：水泥混凝土配合比设计不合理、水泥混凝土路面自身强度不足；路基和路面基层的强度和水稳定性差；水泥性能不稳定；洒水养生时间过早；养护不及时等

（二）板角断裂

板角断裂是贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝。其产生的主要原因有：板角处受连续荷载作用基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用；板角处振捣不密实或漏振；板角处养生不到位自身强度不足等。

（三）表面损坏（主要有纹裂、网裂、板面起皮和剥落；麻面、露骨；磨光）

1、纹裂、网裂、板面起皮和剥落

纹裂和网裂是水泥混凝土面表层出现的浅而细或发丝状的表面裂纹和网状裂纹。产生的原因主要有：水泥混凝土水灰比过大；施工时过度抹面；养护不及时；原材料含泥量过大；原材料级配偏差大；过振等；

2、麻面、露骨

麻面是水泥混凝土路面表面结合料磨失，成片或成段出现过度的表面粗糙现象。其产生的主要原因一般是由于水泥混凝土路面施工时混凝土初凝前遇雨未覆盖所致。

露骨是水泥混凝土路面保护层脱落导致骨料裸露的现象。其产生的主要原因有：混凝土表面灰浆不足；泌水提浆；表层强度不足等。

3、磨光

磨光是水泥混凝土路面在车轮荷载作用下重复辗磨后，表面磨擦系数下降到极限值以下，从而严重影响行车安全。其产生的主要原因有：水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低；水泥及集料等原材料耐磨性差；刻纹或压纹深度不够；路面使用时间较长等。

（四）接缝损坏（包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝）

1、填缝料损坏

填缝料损坏是接缝内无填料，填料破损及接缝内混杂砂石等不正常现象。其产生的主要原因有：填缝料本身质量不合格；填缝料在长期外界环境作用下老化、脆裂；受温度气候影响混凝土路面板膨胀挤压致使填缝料被挤出，不能正常复原等。

2、接缝碎裂（唧泥）

接缝碎裂是水泥混凝土路面板接缝两侧剪切挤碎现象。其产生的主要有：填缝料损坏泥、砂等杂物侵入接缝，致使混凝土路面膨胀时受阻；雨水渗入基层和垫层使基层出现损坏强度降低，导致路面接缝处的变形、破损。

（五）变形损坏（主要有错台；拱起和沉陷）

1、错台

错台是相邻水泥混凝土面板在接缝处产生的垂直高差。其产生的主要原因有：横缝处未设置传力杆；基层或路基压实不均匀等。

2、拱起和沉陷

拱起是横缝两侧的水泥混凝土面板板体发生明显抬高的现象；沉陷是横缝两侧的水泥混凝土面板板体发生明显下沉的现象。拱起产生的原因主要有：胀缝被硬物阻塞；胀缝设置过少、胀缝损坏后维护不及时等。沉陷产生的主要原因是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗导致基层软化、基层和路基体承载力下降、维护不及时等

二、预防措施

（一）科学规范化的管理、全过程全方位的监督、高标准精细化的施工是保证路面质量的根本

1、加强水泥混凝土料原材料的选择与控制。

（1）粗集料一般优先选用质地坚硬、耐久、洁净、强度较高的玄武岩碎石，进而保证混凝土的抗弯拉强度。主要控制其最大粒径（<30mm）、含泥量（<于1%，）、压碎值（<15%)、粒形（针片状含量<15%）等其他技术指标。

（2）细集料一般优先选用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂但是钢筋混凝土及钢纤维混凝土路面切记不能使用海砂，主要控制其含泥量（<2%）、细度模数(2.0-3.5)、砂浆磨光值（>35）等技术指标。

（3）外加剂种类繁多，在选择时其相关技术指标一是要满足其与相应水泥的适应性要求；二是满足施工混凝土路面所要求的较低水泥用量下的抗折强度；三是满足所选施工方式对施工性质的要求；四是满足小变形和耐久性的要求。

（4）对于特重、重交通路面在选择水泥时宜选用旋窑道路硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；中、轻交通路面宜选用矿渣硅酸盐水泥。切记不能选用普通型水泥。根据路面抗折强度的要求进行选择水泥标号时，在能满足抗折要求的情况下尽量选择低标号、水化热小的水泥品种。水泥进场后要对水泥的安定性、游离氯化钙含量、细度、干缩率、初终凝时间等技术指标进行检验，符合相关技术要求后才能用于施工生产。

（5）如需掺加粉煤灰时，粉煤灰必须达到二级以上，其相关技术指标必须满足规范要求。

2、优化配合比设计，在配合比设计时要满足水泥混凝土路面的物理力学指标的同时也要考虑其混凝土的工作性、耐久性及经济性等指标并严格控制其单位水泥用量。

3、高标准精细化施工，制定科学规范符合现场实际情况的施工组织设计。

4、建立健全科学的管理制度，从方案的审批，到准备工作的审查及施工全过程，都必须进行全方位、全过程的管理，以便及时发现问题，解决问题，及时总结施工经验。每一项工序都通过试验段施工来核准所用材料配比、拌和方式、机械实效、松铺系数、允许延迟时间、每个作业段适宜长度等问题。

5、加强施工技术人员的交底及培训，使其施工团队成为技术力量雄厚、敢于创新、勇于突破的学习型技术团队；

（二）针对具体类型的病害进行不同的处理方法

1、对于水泥混凝土板裂缝的现象，交通量大不容易封闭的路段可采用 HZ/HD补裂缝材料进行快速灌浆处理。如想对裂缝进行的彻底处理，可在裂缝两边各30～40cm范围内将混凝土板凿除，放置钢筋网再浇筑与原来面板标号相同的或高于原来标号的混凝上，夯捣密实后，磨光拉纹，并在两侧设置缩缝，缝内填充灌封材料防止雨水渗入；对于基层已遭破坏的裂缝，或发生断板烂板及胀缝破坏的路面，需将混凝土板大面积凿除，根据现场实际情况对基层进行处理后，再沿用以上办法处理。

2、对于水泥混凝土板错台、沉陷的现象最好铲除，用同标号的或高于原来标号的新混凝土进行修补，。

3、对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀缝、施工缝、缩缝处的局部破坏现象，可采用局部换板进行修补并可根据实际情况酌情加入HZ/HD系列混凝土快速修补剂快速修补。对于已产生龟背状裂纹的混凝土路面，需将板块全部凿除重做。

4、板块严重断裂多是由于基层强度不足或渗软化、路基不均匀沉降等情况导致，处理方法一般采用将整块板凿除后再处理好基层以及路基后，重新浇筑新的混凝土板。

5、对于水泥混凝土路面大面积出现开裂、断板、沉陷、错台等病害时，除采用上诉方法修补外可以采用在旧水泥混凝土路面上罩改性沥青混凝土面层处理方法。

三、结束语

路面任何病害的产生都直接或间接反映了工程的施工质量。最佳的防治时机在建设施工阶段，最好的治理方法就是防范于未然。在施工过程中要科学规范化的管理、全过程全方位的监督、高标准精细化的施工，以最大的努力换取最小路面病害的发生率。

参考文献：《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003） 人民交通出版社

《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004） 人民交通出版社

公路养护网

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