關於水泥混凝土路面病害成因及其防治的探討

關於水泥混凝土路面病害成因及其防治的探討

在道路使用過程中，面層受交通荷載、氣候、水、温度等因素的直接影響，在使用過程中是最容易受到破壞的結構層之一。水泥混凝土路面具有強度高、穩定性好、使用壽命長、維修養護費用少等許多優點，在道路發展過程中，水泥混凝土路面被普遍應用與交通運輸載重量大、速度高、車流量大的高等級路面及收費站廣場，但是根據我國已建成通車的高等級公路使用情況看，有相當部分出現了開裂、斷板、沉陷、錯台等病害。本文將就水泥混凝土路面出現的病害及其成因進行簡要分析，並提出相應的個人見解，和同仁共同探討。

一、病害的類型及原因

（一）裂縫（主要有橫向裂縫、縱向裂縫及交叉裂縫）

1、橫向裂縫（貫穿裂縫）是垂直於路線方向的裂縫。其產生的主要原因有：水泥混凝土失水乾縮、冷縮；振搗不密實；下承層不平整同一塊闆闆厚相差較大；伸縮縫及脹縫設置不合理；切縫不及時；切縫深度過淺；切縫未切到頭；温度氣候及通車時間過早等。

2、縱向裂縫是跟路線走向平行或基本平行的裂縫。其產生的主要原因有：路基不均勻沉降、路基填料不良、壓實度不均勻不符合要求、施工方法不當等。

3、交叉裂縫是兩條或兩條以上相互交叉的裂縫。其產生的主要原因有：水泥混凝土配合比設計不合理、水泥混凝土路面自身強度不足；路基和路面基層的強度和水穩定性差；水泥性能不穩定；灑水養生時間過早；養護不及時等

（二）板角斷裂

板角斷裂是貫穿水泥混凝土路面板全厚度的裂縫。其產生的主要原因有：板角處受連續荷載作用基礎支撐強度不足及翹曲應力等因素綜合作用；板角處振搗不密實或漏振；板角處養生不到位自身強度不足等。

（三）表面損壞（主要有紋裂、網裂、板面起皮和剝落；麻面、露骨；磨光）

1、紋裂、網裂、板面起皮和剝落

紋裂和網裂是水泥混凝土面表層出現的淺而細或髮絲狀的表面裂紋和網狀裂紋。產生的原因主要有：水泥混凝土水灰比過大；施工時過度抹面；養護不及時；原材料含泥量過大；原材料級配偏差大；過振等；

2、麻面、露骨

麻面是水泥混凝土路面表面結合料磨失，成片或成段出現過度的表面粗糙現象。其產生的主要原因一般是由於水泥混凝土路面施工時混凝土初凝前遇雨未覆蓋所致。

露骨是水泥混凝土路面保護層脱落導致骨料裸露的現象。其產生的主要原因有：混凝土表面灰漿不足；泌水提漿；表層強度不足等。

3、磨光

磨光是水泥混凝土路面在車輪荷載作用下重複輾磨後，表面磨擦係數下降到極限值以下，從而嚴重影響行車安全。其產生的主要原因有：水泥混凝土路面表面水泥砂漿層強度低；水泥及集料等原材料耐磨性差；刻紋或壓紋深度不夠；路面使用時間較長等。

（四）接縫損壞（包括橫縫(脹縫、縮縫)、縱縫和施工縫）

1、填縫料損壞

填縫料損壞是接縫內無填料，填料破損及接縫內混雜砂石等不正常現象。其產生的主要原因有：填縫料本身質量不合格；填縫料在長期外界環境作用下老化、脆裂；受温度氣候影響混凝土路面板膨脹擠壓致使填縫料被擠出，不能正常復原等。

2、接縫碎裂（唧泥）

接縫碎裂是水泥混凝土路面板接縫兩側剪切擠碎現象。其產生的主要有：填縫料損壞泥、砂等雜物侵入接縫，致使混凝土路面膨脹時受阻；雨水滲入基層和墊層使基層出現損壞強度降低，導致路面接縫處的變形、破損。

（五）變形損壞（主要有錯台；拱起和沉陷）

1、錯台

錯台是相鄰水泥混凝土面板在接縫處產生的垂直高差。其產生的主要原因有：橫縫處未設置傳力杆；基層或路基壓實不均勻等。

2、拱起和沉陷

拱起是橫縫兩側的水泥混凝土面板板體發生明顯抬高的現象；沉陷是橫縫兩側的水泥混凝土面板板體發生明顯下沉的現象。拱起產生的原因主要有：脹縫被硬物阻塞；脹縫設置過少、脹縫損壞後維護不及時等。沉陷產生的主要原因是填縫料損壞導致雨水從接縫處下滲導致基層軟化、基層和路基體承載力下降、維護不及時等

二、預防措施

（一）科學規範化的管理、全過程全方位的監督、高標準精細化的施工是保證路面質量的根本

1、加強水泥混凝土料原材料的選擇與控制。

（1）粗集料一般優先選用質地堅硬、耐久、潔淨、強度較高的玄武巖碎石，進而保證混凝土的抗彎拉強度。主要控制其最大粒徑（<30mm）、含泥量（<於1%，）、壓碎值（<15%)、粒形（針片狀含量<15%）等其他技術指標。

（2）細集料一般優先選用質地堅硬、耐久、潔淨的天然砂、機制砂或混合砂但是鋼筋混凝土及鋼纖維混凝土路面切記不能使用海砂，主要控制其含泥量（<2%）、細度模數(2.0-3.5)、砂漿磨光值（>35）等技術指標。

（3）外加劑種類繁多，在選擇時其相關技術指標一是要滿足其與相應水泥的適應性要求；二是滿足施工混凝土路面所要求的較低水泥用量下的抗折強度；三是滿足所選施工方式對施工性質的要求；四是滿足小變形和耐久性的要求。

（4）對於特重、重交通路面在選擇水泥時宜選用旋窯道路硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；中、輕交通路面宜選用礦渣硅酸鹽水泥。切記不能選用普通型水泥。根據路面抗折強度的要求進行選擇水泥標號時，在能滿足抗折要求的情況下儘量選擇低標號、水化熱小的水泥品種。水泥進場後要對水泥的安定性、遊離氯化鈣含量、細度、幹縮率、初終凝時間等技術指標進行檢驗，符合相關技術要求後才能用於施工生產。

（5）如需摻加粉煤灰時，粉煤灰必須達到二級以上，其相關技術指標必須滿足規範要求。

2、優化配合比設計，在配合比設計時要滿足水泥混凝土路面的物理力學指標的同時也要考慮其混凝土的工作性、耐久性及經濟性等指標並嚴格控制其單位水泥用量。

3、高標準精細化施工，制定科學規範符合現場實際情況的施工組織設計。

4、建立健全科學的管理制度，從方案的審批，到準備工作的審查及施工全過程，都必須進行全方位、全過程的管理，以便及時發現問題，解決問題，及時總結施工經驗。每一項工序都通過試驗段施工來核准所用材料配比、拌和方式、機械實效、鬆鋪係數、允許延遲時間、每個作業段適宜長度等問題。

5、加強施工技術人員的交底及培訓，使其施工團隊成為技術力量雄厚、敢於創新、勇於突破的學習型技術團隊；

（二）針對具體類型的病害進行不同的處理方法

1、對於水泥混凝土板裂縫的現象，交通量大不容易封閉的路段可採用 HZ/HD補裂縫材料進行快速灌漿處理。如想對裂縫進行的徹底處理，可在裂縫兩邊各30～40cm範圍內將混凝土板鑿除，放置鋼筋網再澆築與原來面板標號相同的或高於原來標號的混凝上，夯搗密實後，磨光拉紋，並在兩側設置縮縫，縫內填充灌封材料防止雨水滲入；對於基層已遭破壞的裂縫，或發生斷板爛板及脹縫破壞的路面，需將混凝土板大面積鑿除，根據現場實際情況對基層進行處理後，再沿用以上辦法處理。

2、對於水泥混凝土板錯台、沉陷的現象最好剷除，用同標號的或高於原來標號的新混凝土進行修補，。

3、對於水泥混凝土龜裂、網裂及脹縫、施工縫、縮縫處的局部破壞現象，可採用局部換板進行修補並可根據實際情況酌情加入HZ/HD系列混凝土快速修補劑快速修補。對於已產生龜背狀裂紋的混凝土路面，需將板塊全部鑿除重做。

4、板塊嚴重斷裂多是由於基層強度不足或滲軟化、路基不均勻沉降等情況導致，處理方法一般採用將整塊板鑿除後再處理好基層以及路基後，重新澆築新的混凝土板。

5、對於水泥混凝土路面大面積出現開裂、斷板、沉陷、錯台等病害時，除採用上訴方法修補外可以採用在舊水泥混凝土路面上罩改性瀝青混凝土面層處理方法。

三、結束語

路面任何病害的產生都直接或間接反映了工程的施工質量。最佳的防治時機在建設施工階段，最好的治理方法就是防範於未然。在施工過程中要科學規範化的管理、全過程全方位的監督、高標準精細化的施工，以最大的努力換取最小路面病害的發生率。

參考文獻：《公路水泥混凝土路面施工技術規範》（JTGF30-2003）   人民交通出版社

         《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）      人民交通出版社

          公路養護網