水泥混凝土路面板破壞的原因及其防治

1、44水泥混凝土路面板破壞的原因及其防治楊居榮文順保（南昌市公路管理局南昌330077)摘要：通過對(duì)省內(nèi)320、105國道的水泥混凝土路面板的破壞調(diào)查，針對(duì)混凝土板破壞的不同類型及特點(diǎn)，從設(shè)計(jì)、施工分析和找出水泥混凝土面板的破損病因，并結(jié)合實(shí)際地提出預(yù)防和處理對(duì)策。關(guān)鍵詞：道路工程；水泥混凝土路面；破壞原因；防治0前言我省地處南方，屬多雨潮濕地帶，隨著我國特別是我省水泥混凝土路面修筑里程的不斷增加，尤其是我省省會(huì)主要幾條出口路320、10

2、5、316國道基本都為90年代修建的水泥混凝土路面，養(yǎng)護(hù)和維修的任務(wù)也越來越重，由于國道交通量成倍增長，重車、超重車的超常行駛，使路面出現(xiàn)大面積損壞，嚴(yán)重影響道路行使安全，其使用性能將迅速下降。近年來，針對(duì)320、105國道水泥混凝土路面損壞進(jìn)行全面系統(tǒng)調(diào)查分析，找出混凝土板損壞原因和病因所在，從設(shè)計(jì)、施工分析和找出水泥混凝土面板的破壞病因，針對(duì)性地提出了相應(yīng)的預(yù)防和處治方案。1水泥混凝土路面板破壞及原因水泥混凝土路面板破壞的傳統(tǒng)成因：

3、交通量明顯增大，重型交通車輛增多，超載現(xiàn)象極為嚴(yán)重；施工質(zhì)量存在一定的缺陷；路面因混凝土早期收縮及混凝土徐變產(chǎn)生的裂縫而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；唧泥現(xiàn)象產(chǎn)生后，使混凝土板脫空而導(dǎo)致破壞；超設(shè)計(jì)交通量，使混凝土板產(chǎn)生疲勞斷裂及各種因素導(dǎo)致的斷裂。1.1板塊脫空、斷板及孔洞1.1.1板塊脫空一般情況下，經(jīng)車輛行駛水泥混凝土路面使用34年后，由于各種原因，會(huì)出現(xiàn)一批斷板，此時(shí)要對(duì)原有的混凝土路面及時(shí)地進(jìn)行一次大修，將已經(jīng)產(chǎn)生的斷板立即更換，否則，大量的

4、水分滲入到基層上，再加上超載車輛或大型車輛的數(shù)量增多，將會(huì)造成斷板的速度成倍的增長。我省屬南方多雨地區(qū)、水從水泥混凝土路面接縫處和斷板處以及路肩等處滲入到基層頂面，在車輛的動(dòng)荷載作用下，從板縫處唧出泥漿，將早期強(qiáng)度不高的基層中的細(xì)料一同帶出，周而復(fù)始，形成板塊脫空，脫空后的板塊缺少必需的支撐和基層對(duì)面板的約束，受荷載的作用形成斷板，斷板的出現(xiàn)又加速了路面滲收稿日期：20050331水，反復(fù)循環(huán)，使斷板數(shù)迅速增加。1.1.2斷板早期斷板產(chǎn)

5、生尚有其他的因素，如路基的不均勻沉降；施工停頓時(shí)間過長，產(chǎn)生冷縫但未按工作縫進(jìn)行處理；切縫太遲，縫深不足，使面板在較薄處形成應(yīng)力集中，產(chǎn)生收縮斷裂。原因一是晝夜很大的溫差造成板塊中間的應(yīng)力過大來不及釋放超過板自身的承受能力使板斷裂。二是板塊的基礎(chǔ)不均勻沉降，使板脫空，產(chǎn)生過大應(yīng)力而斷裂。1.1.3孔洞混凝土路面板表面呈現(xiàn)破損和孔洞磨耗層局部脫落等現(xiàn)象.其原因是:1、施工質(zhì)量差，或混凝土料中夾帶朽木，紙張和泥塊等雜物；2、行駛在路面的特種

6、車輛、機(jī)械在路上行走時(shí)，金屬硬輪等撞擊、摩擦路面而形成破損。1.2接縫的破壞接縫是水泥混凝土板塊的薄弱部位，一旦填縫材料老化損壞，冬季水泥混凝土板塊收縮，填縫料與板塊之間被拉開形成空隙，雨雪水滲入路基，造成板塊唧泥。此外，堅(jiān)硬的石子落入縫內(nèi)，夏天板塊受熱膨脹，石子易將板塊邊擠碎，同時(shí)失去伸縮功能。另外，由于施工中沒有嚴(yán)格按照施工圖和規(guī)范要求施工傳力桿，部分傳力桿因?yàn)閮啥吮还潭?，在溫度發(fā)生變化時(shí)，無法滿足脹縮的要求，接縫將被擠裂；由于地基

7、的不均勻沉降、板塊脫空等，使相鄰板塊之間形成錯(cuò)臺(tái)，當(dāng)車輛駛過時(shí)，接縫同樣也會(huì)遭遇到破壞。1.3裂縫路面裂縫是水泥混凝土路面主要病害之一，混凝土板面的表面裂縫主要由混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。水泥混凝土配合比44土抗折強(qiáng)度低抗裂性差脆性大的缺點(diǎn)在混凝土中摻入一定數(shù)量的纖維通過纖維增加提高混凝土的抗拉、抗剪、抗沖擊強(qiáng)度，降低脆性。纖維增強(qiáng)水泥混凝土是水泥地路面板修補(bǔ)使用的材料之一。常用的增強(qiáng)纖維有石棉、玻璃、纖維、鋼纖維

8、以及其它化學(xué)纖維。目前采用最多的是鋼纖維。2.2施工過程中的質(zhì)量控制2.2.1加強(qiáng)原材料的質(zhì)量控制原材料是工程質(zhì)量的根本，要加強(qiáng)對(duì)水泥、碎石、砂、水外摻劑等質(zhì)量的控制，特別是水泥的品質(zhì)，將直接影響混凝土的裂縫與否，砂、碎石的含泥量等將影響混凝土的強(qiáng)度。只有合格的原材料，才能保證生產(chǎn)出合格的混凝土。2.2.2控制施工質(zhì)量路基和基層施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。如填挖交界、零填和挖方段，路基施工處理不好，強(qiáng)度不均勻，這此部位的路面板裂縫較多；個(gè)

9、別混凝土面層芯樣抗壓強(qiáng)度較低，沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求；澆筑混凝土?xí)r振搗不密實(shí)。施工時(shí)首先要求基層的強(qiáng)度、壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，嚴(yán)格控制混合料中的細(xì)料用量；其次要認(rèn)真檢查基層的橫坡度，保證滲入基層的水順暢排出；最后要測量基層的高程，前提是寧低勿高，使混凝土板塊的厚度得以保證，特別是行車道外側(cè)的混凝土板厚，并且要清除基層頂?shù)谋淤N補(bǔ)和松散的基層混合料。如設(shè)置下封層，要檢查下封層的完整性，被破壞的地方待補(bǔ)好后方可施工混凝土面板。另外，還要在澆

10、路基的不均勻沉降，要采取如增加土工織物或其他有效的辦法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。2.2.3嚴(yán)格控制混凝土的施工配合比水泥混凝土施工配合比的準(zhǔn)確與否是水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最根本的前提，所以，在施工過程中，要根據(jù)砂、碎石的實(shí)際含水量及混凝土的室內(nèi)配合比適時(shí)調(diào)整每天生產(chǎn)的實(shí)際用水量和其他材料的用量，特別不能通過增加水泥用量來求得合適的塌落度而忽視水灰比這個(gè)重要的指標(biāo)，過多的水泥用量將造成混凝土表面的干縮裂縫。2.2.4嚴(yán)格控制施工工

11、藝控制施工工藝是減少混凝土板破壞的關(guān)健，首先是考慮設(shè)置傳力桿的問題。傳力桿喪失傳荷能力，面板周邊產(chǎn)生過大的荷載應(yīng)力、翹曲應(yīng)力，致使面板產(chǎn)生裂縫；當(dāng)板角承受較大的應(yīng)力作用，容易造成板角斷裂；接縫處傳力較弱或破壞，板下面存在空隙、軟弱的墊層，加上荷載的作用，使板產(chǎn)生振動(dòng)并在接縫處出現(xiàn)唧泥，最終導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)。其次混凝土的拌和要有足夠的時(shí)間，拌出的混凝土較均勻；混凝土的振搗要按規(guī)范要求振搗密實(shí)并不過振，過振將造成混凝土表面的砂漿過多，致使混凝土表面

12、塑性變形增大，產(chǎn)生裂縫；在收光、抹面時(shí)禁止采用撒干水泥、灑水、加鋪水泥漿等不規(guī)范的方法。再次切縫時(shí)間要適時(shí)，不宜太遲。目前，混凝土施工一般采用振動(dòng)梁或攤鋪機(jī)長線作業(yè)，每天施工的段落較長，一定時(shí)間后混凝土的內(nèi)部應(yīng)力較大，如果不及時(shí)切縫，將會(huì)在薄弱處產(chǎn)生裂縫；在某些季節(jié)，晝夜溫差較大，也容易產(chǎn)生收縮裂縫。切縫要有足夠的深度，切縫不能太淺，否則在薄弱處仍會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂縫。此外混凝土的養(yǎng)生是混凝土質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)，也是施工人員容易忽視

13、的一個(gè)方面。如果養(yǎng)生過早，混凝土表面的砂漿容易起皮、脫落，平整度也很差；如果養(yǎng)生不及時(shí)，混凝土表面失水過快，造成干縮裂縫；如果養(yǎng)生不夠，混凝土沒有足夠的水分進(jìn)行水化反應(yīng)，水化熱較高，造成混凝土被“燒灼”。2.2.5鋼纖維混凝土的修補(bǔ)或加鋪層鋼纖維混凝土是一種纖維型與顆粒型相混合而成的復(fù)合材料，通過其兩者之間的界面作用成為一體，在受力過程中兩材料各施所長，顯著地提高了混凝土各項(xiàng)性能指示，纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度高；在動(dòng)力荷

14、載下，抗沖擊性能好，抗彎、抗沖擊韌性優(yōu)異，耐疲勞壽命長，并具有良好的阻止和抑制因溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展的能力。此外，纖維混凝土的抗凍性與耐磨性能良好，因而可減小路面厚度和延長路面的使用年限。2.3混凝土路面使用期病害的預(yù)防2.3.1保證路面排水系統(tǒng)的通暢水沖刷是混凝土路面損害的主要病害，保證路面排水系統(tǒng)的通暢。瀝青混凝土硬路肩的修補(bǔ)要嚴(yán)格控制高度，不能高出水泥混凝土的最低點(diǎn)（設(shè)超高段除外），保證路面橫坡的自然排水功能；及時(shí)清理堵塞邊