淺談水泥混凝土路面常見(jiàn)病害的成因和防治[務(wù)實(shí)技巧]

1、淺談水泥混凝土路面常見(jiàn)病害、成因及其防治水泥混凝土路面是一種高級(jí)路面，具有強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)、剛度大、穩(wěn)定性好、養(yǎng)護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)目前國(guó)、省道及農(nóng)村路網(wǎng)水泥混凝土路面建設(shè)比較普遍的情況，筆者通過(guò)多年來(lái)針對(duì)施工中出現(xiàn)的開裂、啃邊、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量病害，從水泥混凝土路面病害類型、產(chǎn)生的原因入手，分析建筑材料、混凝土配合比、水灰比、施工操作等對(duì)質(zhì)量的影響，現(xiàn)談?wù)劥譁\看法，和大家共同探討。1.水泥混凝土路面常見(jiàn)病害1.1板角裂縫在兩縫交叉處的4塊板角中1塊或2塊先出現(xiàn)斷裂，斷裂后的板角在重載作用下很快發(fā)展成嚴(yán)重破碎，并擴(kuò)大至相臨板角。1.2縱向開裂斷板平行或大致平行路面中心線的縱向裂縫，主要

2、發(fā)生在半填半挖或新舊路基結(jié)合處。1.3沿縱向施工縫的破壞發(fā)生在縱向施工縫的兩側(cè)，裂縫呈網(wǎng)狀，主要是半幅施工、半幅通車的影響所致。1. 4網(wǎng)狀裂縫混凝土自身強(qiáng)度不夠而發(fā)生的網(wǎng)裂。1.5唧泥板邊緣和角隅下路基或基層塑性變形累積，而同混凝土面層脫離接觸；接縫填封料失效，下滲的水積聚在面層下的脫空區(qū)內(nèi)。荷載作用積水變成有壓水，侵蝕基層并同基層內(nèi)沖刷出的細(xì)料攪混成懸液，沿接縫噴濺出。久之，引起錯(cuò)臺(tái)發(fā)生并導(dǎo)致板出現(xiàn)裂縫。1.6錯(cuò)臺(tái)板底脫空較嚴(yán)重部位，接縫或裂縫兩側(cè)板面出現(xiàn)高差，接縫處僅有部分傳遞荷載能力。荷載作用時(shí)，帶有沖蝕材料的有壓水沖蝕基層，使板底脫空，板面由于基層材料被沖蝕，在荷載作用下而下沉，即形

3、成錯(cuò)臺(tái)。錯(cuò)臺(tái)的出現(xiàn)降低了路面行車的平穩(wěn)性和舒適性。1.7沉陷由于路基土沉降或固結(jié)所引起，特別是接近橋涵構(gòu)造物處，回由于壓實(shí)不足而產(chǎn)生。沉陷使路面平整度變差并導(dǎo)致板的開裂。1.8拱起在春季和炎熱夏季，接縫處板塊出現(xiàn)突發(fā)性的向上隆起。板收縮時(shí)接縫縫隙張開，填縫料失效，堅(jiān)硬的碎屑落入縫內(nèi)，致使板在受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生較大熱壓應(yīng)力，板發(fā)生縱向失穩(wěn)而出現(xiàn)拱起。拱起使路面平整度變差，而嚴(yán)重拱起會(huì)導(dǎo)致前后板塊斷裂。1.9隆起由于路基土凍脹或膨脹土膨脹而使板塊抬起，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致板塊斷裂。 2.水泥混凝土路面常見(jiàn)病害的成因水泥混凝土路面破損的原因，主要是由于混凝土板、基層、路基的缺陷引起的。這些缺陷除了設(shè)計(jì)因素及施工

4、質(zhì)量的原因之外，一般是在行車和各種自然因素作用下形成的。2.1地表水是形成病害的主要原因前幾年水泥路面的橫縫均是采用瀝青灌縫，縱縫為施工縫不灌縫，路肩盲溝排水的設(shè)施基本沒(méi)有設(shè)置。特別是“先行工程”建設(shè)期間對(duì)水泥路面性能認(rèn)識(shí)不足，相當(dāng)一部分排水設(shè)施配套不到位。如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，經(jīng)過(guò)多年的行車作用，一種是路面板塊間相互擠壓，原路面橫縫接縫的填縫料老化剝落破損。路面的雨水通過(guò)裂縫接縫滲入基層，造成基層軟化。另一種是低洼地水排不掉，兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生積水，積水向路基滲透，通過(guò)毛細(xì)作用逐漸向上，使路基上部土層變濕。在車輛荷載的重復(fù)作用下，出現(xiàn)基層承載力不足，地基不均勻下沉。產(chǎn)生唧泥將基層細(xì)料沖走導(dǎo)致板端脫空、路

5、面板塊松動(dòng)、錯(cuò)臺(tái)、板角冒漿，最后出現(xiàn)斷板破碎。2.2車輛超載也是造成水泥路面斷板、碎板的主要原因由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車流量不斷增加，特別是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)急烈，運(yùn)輸戶只雇經(jīng)營(yíng)利益，絕大部分的貨車進(jìn)行改裝，加高車廂，加厚大梁等等，嚴(yán)重超載，據(jù)路政部門檢測(cè)統(tǒng)計(jì)雙軸車輛總重量均在2324t、三軸車輛總重均在3545t，荷載大大超過(guò)路面設(shè)計(jì)荷載，造成混凝土板塊疲勞，形成水泥板斷裂、破碎，大大縮短正常使用年限。2.3施工控制質(zhì)量不嚴(yán)，造成水泥路面破損路基密實(shí)度不足造成不均勻沉降，病害大部分布在路基填挖交界，高填方路段和路面與橋涵等構(gòu)造物交接處，因?yàn)槁坊痪鶆蛳鲁猎斐陕访娴某两?，在行車的沖擊作用下造成錯(cuò)臺(tái)滲水、唧泥導(dǎo)

6、致水泥路面破損。路面材料質(zhì)量控制不佳，配合比達(dá)不到要求，拌和不均勻，壓實(shí)或振島不實(shí)等施工原因，從而降低混凝土路面的強(qiáng)度，在荷載的作用下，混凝土路面無(wú)法承受荷載帶來(lái)的豎向剪切力從而導(dǎo)致路面破損。2.4設(shè)計(jì)方面缺陷造成水泥路面病害的產(chǎn)生設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)交通量預(yù)測(cè)計(jì)算不夠準(zhǔn)確，基層、面層設(shè)計(jì)厚度偏薄，設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)量軸載由于按標(biāo)準(zhǔn)車型額定載重進(jìn)行換算，而近幾年來(lái)交通量迅速增長(zhǎng)，超載超限車輛不斷增多，這種設(shè)計(jì)軸載與實(shí)際不符，這樣會(huì)大大影響水泥路面的壽命。2.5養(yǎng)護(hù)不到位，加劇路面病害的發(fā)展養(yǎng)護(hù)灌縫不及時(shí)，水泥路面縮縫、脹縫、施工縫，施工時(shí)基本上是用瀝青灌縫，使用一般23年的材料自身老化松脫，如果不及時(shí)填縫料更新，雨

7、水滲入，破壞基層和墊層，造成板接縫處的變形和破損。原“先行工程”建設(shè)資金投入不夠余留排水設(shè)施不完整，導(dǎo)致邊溝排水不暢積水，由于養(yǎng)護(hù)資金不足沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行完善排水系統(tǒng)，也會(huì)導(dǎo)致路面提前損壞。混凝土板早期一些病害處理方法不當(dāng)不及時(shí)，如混凝土板斷裂、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害處理不及時(shí)，只重視處理嚴(yán)重病害而忽視對(duì)板裂縫封水處理，使路面水滲入，加劇其他病害的產(chǎn)生。3.水泥路面病害的預(yù)防措施3.1設(shè)計(jì)方面我國(guó)設(shè)計(jì)的水泥混凝土路面的板厚較薄，難以承受巨大的沖擊破壞動(dòng)能。在實(shí)際應(yīng)用中，重視應(yīng)力計(jì)算，而對(duì)水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)的研究和實(shí)際觀測(cè)的較少。因此在水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該由靜力學(xué)向動(dòng)力學(xué)發(fā)展。在充分考慮沖

8、擊動(dòng)荷載對(duì)路面的作用后，適當(dāng)提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)厚度，以適應(yīng)我國(guó)公路不斷增長(zhǎng)的交通量的需要；在軟基路段，橋頭下挖路段和填挖路段交換頻繁的路基上必須深挖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)并增加相應(yīng)的預(yù)算；其次，水泥混凝土路面基層要達(dá)到支撐穩(wěn)固的要求，必須解決基層耐沖刷和彎沉均勻性問(wèn)題，即要選用適合本地區(qū)氣候特點(diǎn)和交通量要求的基層材料類型，合理地設(shè)計(jì)性能優(yōu)良且適宜攤鋪的集料級(jí)配；在對(duì)高填方軟基和臺(tái)背填土進(jìn)行認(rèn)真處置的基礎(chǔ)上，如果可預(yù)見(jiàn)沉降變形過(guò)大，可采用薄層瀝青混凝土或砌塊的過(guò)度路面形式；待沉降穩(wěn)定后，再施工永久混凝土路面板；在路基基層下，地下水位高和多雨地區(qū)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)一定厚度的滲透排水砂礫墊層。嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)

9、排水和防凍墊層。同時(shí)，保證接縫質(zhì)量是防止水泥混凝土路面破壞的關(guān)鍵，根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件脹縫盡量做長(zhǎng)，因此在接縫設(shè)計(jì)中應(yīng)選用合理的接縫型式和優(yōu)良的填縫材料。3.2施工方面合理地選擇原材料，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)和使用要求的前提，科學(xué)，準(zhǔn)確地進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，生產(chǎn)穩(wěn)定、均勻的混凝土是保證水泥混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵；推廣使用機(jī)械施工方式是解決好水泥混凝土路面面板質(zhì)量的有利措施，傳力桿、拉桿的規(guī)格、位置、間距必須符合設(shè)計(jì)要求，與接縫側(cè)壁垂直，與路面板和路面中心線平行。嵌縫處的混凝土因嵌縫板和傳力桿的影響一般很難一次澆注成型，不易振搗密實(shí)，致使接縫處的混凝土強(qiáng)度偏低，為此應(yīng)加強(qiáng)接縫和

10、板角處的振搗；板塊成型后，根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件及時(shí)切割和嚴(yán)格養(yǎng)生，避免因切割不及時(shí)出現(xiàn)整體斷裂或養(yǎng)生不及時(shí)水泥混凝土在水化作用下出現(xiàn)空隙，造成強(qiáng)度不足；應(yīng)盡量斷交施工，如有困難非斷交施工，現(xiàn)場(chǎng)便道一定要平整，避免有大的坑槽和石塊，以免造成混凝土板在初凝期因行車振動(dòng)造成板體斷裂；當(dāng)路線縱坡超2%時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整攤鋪，一定要順著上坡方向進(jìn)行攤鋪。以免因塌落度問(wèn)題造成板體細(xì)小的橫縫和板體斷裂，拆除模板一定要注意避免碰掉板角以免造成對(duì)稱的啃邊?；鶎邮┕r(shí)，應(yīng)將基層材料集中進(jìn)行廠拌，并采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，待基層整平壓實(shí)后，嚴(yán)格進(jìn)行養(yǎng)生，防止基層出現(xiàn)干縮或溫縮裂縫；為減少路基土的壓實(shí)變形，增加路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必

11、須認(rèn)真進(jìn)行壓實(shí)，特別是要加強(qiáng)路堤邊部碾壓，使路堤橫向的密度盡可能均勻；也不要將兩種材料性質(zhì)差異甚大的路堤相接，而需要設(shè)置一個(gè)不太長(zhǎng)的過(guò)渡段，在橋頭或其他構(gòu)造物與一般路堤相接處，應(yīng)進(jìn)行加載，甚至超載預(yù)壓加快地基沉降，在可能的條件下，采用透水性砂礫填筑臺(tái)背后的路堤，減少開放交通后的填土沉降。3.3養(yǎng)護(hù)管理方面水泥混凝土路面的局部損壞，如不及時(shí)、有效地加以修復(fù)，往往會(huì)引起損壞迅速發(fā)展，其中最經(jīng)常也是最不能忽視的工作就是隨時(shí)清掃和接縫的養(yǎng)護(hù)，對(duì)混凝土路面必須經(jīng)常清掃，不讓路面上有碎石及其他硬物，免受車輪反復(fù)碾壓而破壞路表面造成麻面的產(chǎn)生，為防止接縫的失效必須及時(shí)更換已老化或損壞的填縫料，使接縫填料保持

12、良好的狀況，以防止泥土、砂子、石子、水等進(jìn)入接縫內(nèi)，從而導(dǎo)致路面的破壞，對(duì)路面裂縫及早期病害，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，防止形成進(jìn)一步的破壞，還必須重視路面排水系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)，加大資金投入配套完善修建邊溝等排水系統(tǒng)，經(jīng)常疏通路面排水設(shè)施，防止水通過(guò)接縫或裂縫對(duì)路面造成破壞。4.水泥路面病害的處治方法4.1瀝青類材料維修在養(yǎng)護(hù)中，對(duì)于輕微裂縫、板角斷裂、輕微沉陷、錯(cuò)臺(tái)、孔洞及接縫損壞等病害，數(shù)量不大時(shí)一般采用瀝青類型材料進(jìn)行處理。4.1.1填縫灌縫。灌縫材料采用專用填縫料，清縫、灌縫宜使用專用機(jī)具。自制填縫料配合比:（60號(hào)瀝青96%+重柴油4%）60%65%、石棉屑5%10%、石粉10%15%、橡膠粉1

13、5%20%，效果良好。4.2.2過(guò)度性處理采用瀝青混凝土罩面的辦法。采用瀝青混凝土主要優(yōu)點(diǎn)是維修方便、快捷，影響交通小，施工成型后立即可通車，造價(jià)省。4.2整塊混凝土板翻修適用于嚴(yán)重破板、沉陷、板角斷裂等。施工要求及操作方法:鑿除破碎板塊并清理干凈，檢查基層是否具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，如果出現(xiàn)基層軟彈、松散、不板結(jié)現(xiàn)象，則要求全部挖除直至穩(wěn)定層，然后采用C15貧混凝土補(bǔ)強(qiáng)調(diào)平，其他施工工序按水泥路面施工規(guī)范要求進(jìn)行鋪筑。施工方法與普通混凝土相同，外加劑用JK-24早強(qiáng)劑24h內(nèi)用薄膜或土工布養(yǎng)生，一般36h即開放通車；外摻劑用YF-3增強(qiáng)劑的混凝土，在土工布或薄膜養(yǎng)生45天后開放交通，兩種外加劑實(shí)踐效果良好。5、結(jié)語(yǔ)防止水泥混凝土路面開裂、斷板等病害，搞好混凝土路面的質(zhì)量，除了要求路基穩(wěn)定、基層堅(jiān)固外，采用先進(jìn)的機(jī)械化施工工藝、良好的施工組織、合理的施工工班是十分必要的。同時(shí)