混凝土常見病害

水泥混凝土路面病害的主要類型01裂縫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?？v向開裂斷板平行或大致平行路面中心線的縱向裂縫，主要發(fā)生在半填半挖或新舊路基結(jié)合處。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。網(wǎng)狀裂縫混凝土自身強(qiáng)度不夠而發(fā)生的網(wǎng)裂。02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。03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。04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，會(huì)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。05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。06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。07接縫碎裂鄰近板縱、橫向接縫約60厘米范圍內(nèi)，板邊緣混凝土的開裂、斷裂或成碎屑。08填封料損壞接縫填封料老化，同板邊緣脫開、缺損等現(xiàn)象?？v縫由于未設(shè)拉桿而縫隙張開。由于填封料損壞和縫隙張開，水分易滲入而導(dǎo)致唧泥、錯(cuò)臺(tái)、接縫碎裂等病害出現(xiàn)。09其它系由于水泥質(zhì)量差（如安定性不合格）或使用礦渣水泥、臟集料、水灰比偏大、高溫下施工水分蒸發(fā)快、施工過度抹面或施工結(jié)束遇雨、養(yǎng)生不及時(shí)等原因引起板面表層內(nèi)出現(xiàn)的病害。2水泥混凝土路面病害的原因分析01原材料不合格1)水泥安定性差，強(qiáng)度不足水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過程中的水化很慢，水泥凝結(jié)硬化還在繼續(xù)起水化作用，當(dāng)水泥氧化鈣含量較大時(shí)，就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥混凝土或使其抗拉強(qiáng)度下降。水泥強(qiáng)度不足也會(huì)影響水泥混凝土路面的初期強(qiáng)度，使裂縫、斷板出現(xiàn)的幾率大大增多。水泥的水化熱高、收縮性大，也容易導(dǎo)致開裂和斷板。2)砂、碎石含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超過規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)造成水泥與骨料的界面粘結(jié)力不足，導(dǎo)致產(chǎn)生開裂。同時(shí)過量的黏土含量有降低混凝土面層耐熱性能，增大局部混凝土收縮膨脹的趨勢(shì)。3)砂、碎石的粒徑和級(jí)配較差骨料粒徑的大小和級(jí)配對(duì)混凝土中的干縮值有密切關(guān)系，級(jí)配良好的骨料空隙率小，砂的用量少，收縮值也相對(duì)減小。使用粒徑偏細(xì)的砂，會(huì)使混凝土的收縮值增大，造成混凝土的離析，粗、細(xì)集料聚集，形成強(qiáng)度和變形的薄弱區(qū)域。4)碎石針片狀顆粒含量過多針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會(huì)增加骨料的空隙率，影響混凝土的質(zhì)量。同時(shí)由于這些顆粒的回旋阻力大，對(duì)混凝土混合料的和易性有明顯的影響。5)水及砂中有害雜質(zhì)的腐蝕作用有害雜質(zhì)與混凝土產(chǎn)生反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)，使混凝土被腐蝕，強(qiáng)度降低，在車輛荷載的不斷作用下,遭到破壞。02混凝土配合比選用不當(dāng)1)單位水泥用量偏大;在混凝土中，水泥是收縮的主要成分。水泥用量過大，必然導(dǎo)致混凝土的收縮率增大，從而引起水泥混凝土路面裂縫。2)水灰比偏大;混凝土中的拌合水分自由水和化合水兩部分?；纤淖饔檬鞘顾嗨夂退?，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)部形成空隙。施工時(shí)采用較大的水灰比，是為了滿足和易性的要求，但是偏大的水灰比增大了水泥混凝土初期在骨料表面的水膜厚度，在混凝土中形成空隙，從而影響了混凝土強(qiáng)度。但水灰比偏小時(shí)，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實(shí)，使混凝土強(qiáng)度降低。因此要嚴(yán)格控制水灰比。3)砂、碎石用量偏大;在現(xiàn)場(chǎng)施工中，雖然有試驗(yàn)室出具的混凝土配合比試驗(yàn)報(bào)告，但施工單位為了追求經(jīng)濟(jì)效益，在業(yè)主、監(jiān)理監(jiān)督不力的情況下，隨意增加砂、碎石用量，從而影響了混凝土強(qiáng)度。4)施工中計(jì)量不準(zhǔn)確;混凝土的配合比設(shè)計(jì)是根據(jù)水泥混凝土路面的強(qiáng)度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性來確定的。計(jì)量誤差允許：水泥1％，粗骨料3％，水1％，外加劑2％。施工中若不準(zhǔn)確計(jì)量各種材料，就會(huì)影響砂石料的級(jí)配和混凝土配合比的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。長(zhǎng)期在日光下暴曬的過干骨料，會(huì)大量吸收拌和用水而影響水灰比的準(zhǔn)確性，從而影響混凝上強(qiáng)度。因此，應(yīng)配備自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，禁止用體積法計(jì)量。5)砂石材料含水率的測(cè)定;砂石材料的含水量是隨氣候變化而變化的。施工中往往根據(jù)設(shè)計(jì)而不考慮這一因素，從而使水灰比失去控制。事實(shí)上，在施工現(xiàn)場(chǎng)要在每班開工前及天氣變化時(shí)，對(duì)砂石材料進(jìn)行含水量的測(cè)定，及時(shí)對(duì)水灰比進(jìn)行調(diào)整。03基層的施工質(zhì)量較差1)基層的標(biāo)高控制不好;造成混凝土面層的厚度厚薄不一，過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)，難以承受拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂縫、斷板。2)基層平整度差;這會(huì)增加基層與混凝土面層的摩阻力，容易造成在薄弱部位開裂斷板。3)用松散材料調(diào)整基層標(biāo)高;會(huì)使面層的混凝土中的水分和砂漿會(huì)下滲到基層松散材料中，使面層混凝土下部變?yōu)槭杷?，造成混凝土?qiáng)度下降，整體強(qiáng)度不均勻，較弱部位的面層容易開裂、斷板。4)基層干燥;造成基層吸收混凝土中的水分，使面層底部的混凝土失水，影響混凝士強(qiáng)度，導(dǎo)致裂縫斷板。04氣候影響水泥混凝土路面相對(duì)于結(jié)構(gòu)混凝土的蒸發(fā)表面積要成倍的增大，因此，受氣候的影響及表面溫度變形也相對(duì)大得多。1)高溫氣候影響：促使混凝土水化熱在較短時(shí)間內(nèi)集中產(chǎn)生，造成混凝土強(qiáng)度裂縫，而且高溫照射下的混凝上集料，蘊(yùn)含大量的熱能，使得混凝土入模溫度過高，加劇了已澆筑混凝士早期熱量的增加，進(jìn)而影響混凝土內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變的平衡，形成裂縫。2)干燥氣候的影響：當(dāng)大氣溫度較低、外界水分不能及時(shí)得以補(bǔ)充時(shí)，混凝土表面水分的喪失，將很快造成表面的干縮裂縫。3)溫差的影響：當(dāng)外界氣溫變化較大時(shí)，混凝土內(nèi)部的溫差將進(jìn)一步增加，溫差梯度達(dá)到一定值時(shí)，混凝肌上的溫度應(yīng)力將造成路面板沿較小斷面的開裂。05施工工藝和安排等原因施工工藝原因1)混凝土拌制不均勻，造成混凝土拌和物“夾生”，粗、細(xì)集料聚積，造成混凝土凝結(jié)硬化過程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象。2)混凝土振搗不均勻，尤其是人工澆筑振搗施工工藝，受人的主觀意識(shí)的影響，過振、漏振現(xiàn)象難以避免，造成混凝土密實(shí)性不均勻，靠面層砂漿厚度相差過大，極易形成區(qū)域性開裂。3)混凝土拌和時(shí)，如果水泥或集料溫度過高，在冷卻、硬化過程中會(huì)因溫差收縮加大，導(dǎo)致開裂。4)傳力桿安裝不當(dāng)，上下翹曲。5)采用真空吸水工藝時(shí)，如果因兩吸墊之間未重疊而導(dǎo)致漏吸，則漏吸處水灰比兩側(cè)大，混凝上強(qiáng)度較低，收縮也大，易形成薄弱環(huán)節(jié)而開裂。6)人工及三輥施工時(shí)，提漿過厚使得路面混凝土表層稀漿厚度過大，造成表面干縮裂縫。7)早期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)方式不當(dāng)，不能及時(shí)補(bǔ)充或阻止水分的蒸發(fā)，造成混凝土表面開裂?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的形成及增長(zhǎng)有一個(gè)過程，并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，會(huì)影響混凝土水化作用的正常進(jìn)行和水化物的生成，從而影響混凝土的強(qiáng)度。8)一盤中多余的混凝土在澆筑間歇攤在基層上面，對(duì)于在工作間歇遇到一盤多余的混凝土攤鋪在基層上的做法，這是不允許的。但在工作中確實(shí)也碰到過，特別是在低等級(jí)公路的砼澆筑中較多。很顯然，加了這一薄層使面層厚度減少，且薄層未經(jīng)振搗結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，由于這一薄層的存在勢(shì)必影響面層的強(qiáng)度。施工安排不當(dāng)1)施工車輛過早通行。由于受到地理環(huán)境的限制或混凝土養(yǎng)生的需要，在混凝土面層強(qiáng)度不足的情況下，由于車輛過早通行，產(chǎn)生荷載應(yīng)力，造成路面的縱向開裂。2)相鄰板通縫對(duì)新澆筑路面板產(chǎn)生誘導(dǎo)裂縫，甚至斷板。3)混凝土澆筑間斷，在澆筑時(shí)未進(jìn)行施工縫處理。4)不良地質(zhì)地段，路基沉降未穩(wěn)定前，過早鋪筑水泥混凝土路面，極易產(chǎn)生路面的斷裂。5)切縫不及時(shí)，或切縫深度過淺，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，是形成早期橫向斷板的主要原因。06邊界原因1)在雙幅路面施工中，已澆筑一幅的縮縫在另一幅未開始澆筑前已經(jīng)貫通，當(dāng)氣溫下降一定幅度時(shí)，斷裂的縮縫隨兩邊混凝土收縮，這樣后澆筑還未切縫的混凝土受到較大的拉應(yīng)力，而這時(shí)的強(qiáng)度還較低，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的初期抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在先澆筑板縮縫對(duì)應(yīng)位置另幅板產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。2)如果基層已經(jīng)產(chǎn)生裂縫，裂縫兩邊的基層在氣溫下降時(shí)收縮，由于摩擦力的作用，同樣也會(huì)帶動(dòng)上面初期混凝土面板的開裂斷板。07材料及施工原因混凝土脆性原因受當(dāng)前水泥性能的影響，混凝土脆性的降低較難實(shí)現(xiàn)。據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)混凝土的脆度系數(shù)（抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度之比）降至5.7以下，混凝土即具有較好的塑性?；炷链嘈詫p害路面混凝土結(jié)構(gòu)承受來自豎向重力、水平?jīng)_擊力及抵抗膨脹溫度產(chǎn)生的應(yīng)力的能力，無(wú)疑會(huì)增大路面斷裂的可能。路面抗滑構(gòu)造制作原因混凝土的抗滑性能有賴于宏觀抗滑構(gòu)造與微觀抗滑構(gòu)造的共同作用。就宏觀構(gòu)造的形成而言，采取橫向刻槽、拉毛等方式，都不失為一種有效的縱向抗滑措施。但是，一些施工單位為了強(qiáng)調(diào)感觀上的良好視覺，不惜以加大提漿量來達(dá)到抗滑構(gòu)造深度及邊緣規(guī)則、表面光滑的感觀效果，這種做法不僅嚴(yán)重削弱了路面?zhèn)认蚩够⒂^構(gòu)造的作用，降低了面層混凝土的耐性能，而且由于砂漿厚度的增加，加劇了表現(xiàn)收縮裂縫的趨勢(shì)，實(shí)為得不償失。08設(shè)計(jì)不當(dāng)一些水泥混凝土路面病害現(xiàn)象的產(chǎn)生，雖然是在施工過程或工程完工后的運(yùn)營(yíng)階段表現(xiàn)出來的，但分析其原因，仍與設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周有關(guān)，以下列舉三個(gè)方面的問題，以供參考。1)脹、縮縫及切縫填料選擇不當(dāng);這將造成外界水沿縫隙下滲基層，基層排水不暢，形成卿泥現(xiàn)象，并導(dǎo)致路面斷裂。2)路面跨越剛性結(jié)構(gòu)物時(shí)，配筋不足;在結(jié)構(gòu)物兩側(cè)路基填土殘余沉降影響下，路基與面層脫空，造成路面斷裂。3)設(shè)計(jì)理論缺陷;在當(dāng)前水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論的影響下，忽視了運(yùn)行期間路面板塊的“活板”形態(tài)及其受力特性。3水泥混凝土路面裂縫防治對(duì)策混凝土的主要病害就是裂縫，以下對(duì)裂縫的防治進(jìn)行闡述。根據(jù)混凝上裂縫專家周鐵夢(mèng)的論述：“混凝土的裂縫是不可避免的，但有害程度是可能控制的”；另外著名混凝土專家蔣之切、韓素芳也在論著中指出：“混凝土裂縫為混凝土病害的主要表現(xiàn)之一，混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫與材料性質(zhì)、地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)約束狀態(tài)，施工工藝等許多因素相關(guān)”?；炷翆＜覀兊难芯空f明了混凝土裂縫的普遍性與必然性，同時(shí)也指出了防止混凝土裂縫的可能性與必要性，對(duì)于路面混凝土這一不同于普通結(jié)構(gòu)物受力特性的混凝土也同樣適用。01材料選擇與配合比設(shè)計(jì)路面混凝土因主要承受豎向荷載的作用，其受力特性以抗折強(qiáng)度為主，而影響混凝土抗折強(qiáng)度的主要因素有：混凝土水泥用量、水灰比、粗集料粒徑粒形及水泥品種、性能、外加劑的品種、摻量等，在上述材料確定后，混凝土配合比的優(yōu)化選擇、混凝土的拌制方法、澆筑工藝、養(yǎng)護(hù)狀態(tài)，則是保證混凝土強(qiáng)度形成的關(guān)鍵。因此，從路面材料的選擇及配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化著手，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題。水泥的選用除水泥混凝土路面專用水泥——道路硅酸鹽水泥外，宜選用的水泥品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥強(qiáng)度等級(jí)宜為設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度的10倍左右。選用時(shí)，除考慮水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)外，還應(yīng)注意水泥的含堿量（一般情況下，不大于0.6）及水泥中混合材料的種類、摻量等。在水泥使用于澆筑水泥混凝土路面時(shí)，宜進(jìn)行水泥的安定性、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等自檢試驗(yàn)，只有自檢符合國(guó)家規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)后，方可投入工地使用。集料的選擇從粗骨料對(duì)水泥混凝土強(qiáng)度的粒徑效應(yīng)方面考慮，用于混凝土路面的粗骨料的最大粒徑，不宜大于40mm，且宜采用連續(xù)級(jí)配的碎石，細(xì)集料宜采用中粗砂，其細(xì)度基數(shù)定在25m以上。在提高混凝土耐疲勞極限方面，礫石仍優(yōu)于碎石，小粒徑骨料優(yōu)于大粒徑骨料。而影響溫度變形的主要因素是石料的種類（可選用堿性石料、酸性石料，石英巖較差）、砂漿的總量以及碎石的總表面積。外加劑及混合料外加劑已成為混凝土混合材料的必備成分，外加劑依品種不同，能夠改變和提高混凝土路面的某些性能。外加劑的用量一般不超過水泥用量的5％。就增強(qiáng)混凝器上溫度變形能力而言，摻入引氣劑將在保持混凝土高強(qiáng)度的同時(shí)，可以降低混凝土的溫度變形量，因而有助于混凝土板塊的抗裂能力?；炷林屑尤牖旌喜牧希ㄈ绶勖夯?、硅灰等），能夠較明顯地減少混凝土水化熱，有利于防止混凝土因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的破壞。但是，應(yīng)當(dāng)注意任何混合材料的摻入必須通過試驗(yàn)確認(rèn)其對(duì)強(qiáng)度、耐磨性、抗凍性等指標(biāo)的影響。配合比優(yōu)化水泥混凝土路面的配合比，除滿足強(qiáng)度耐久性、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)外，更重要的是應(yīng)滿足水泥混凝土路面不同施工工藝的技術(shù)要求，在對(duì)混凝土工作性有重要影響的各項(xiàng)參數(shù)中，控制混凝土拌和物坍落度、選擇適宜的砂率、確定合適的混凝土含氣量以及較小的坍落度損失，是保證混凝土正常施工的關(guān)鍵。02合理選擇施工工藝良好的路面質(zhì)量是通過嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制來實(shí)現(xiàn)的。無(wú)論是機(jī)械施工，還是人工攤鋪，都必須重視施工工藝與施工過程的選擇和控制?？傮w而言，水泥混凝土路面的施工工藝與施工過程控制應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)盡量采用機(jī)械化施工，并注意機(jī)械的配套和能力匹配；2)嚴(yán)格控制路基施工質(zhì)量；3)盡量減少半幅施工、半幅通車的現(xiàn)象；4)在澆筑砼前，應(yīng)將基層澆濕，防止基層吸食面層水分；5)正確選擇水泥混凝土路面的澆筑時(shí)間，降低混凝土的入模溫度；6)避開高溫氣候施工；7)嚴(yán)格控制振搗方法和振搗時(shí)間，避免漏振及振搗不均勻；8)保證施工作業(yè)過程的連續(xù)性，在合理原則基礎(chǔ)上盡可能地縮短工序之間的間隔；9)采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋；10)加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，防止面層失水過快，防止砼表面水份蒸發(fā)而干燥；11)及時(shí)切縫，保證切縫深度；12)規(guī)范脹縫、縮縫制作工藝、準(zhǔn)確定位傳力桿及拉桿設(shè)置位置；13)及時(shí)處理基層的裂縫，防止反射到面層，使面層斷裂。4水泥混凝土路面其它病害防治對(duì)策01路面起砂磨損和露骨路面磨損甚至露骨除了與砂石材料中的含泥量及砂偏細(xì)等有關(guān)外，還與水泥有關(guān)。由于水泥稠度指標(biāo)達(dá)不到，保水性較差，泌水較為嚴(yán)重，使路面起砂磨損現(xiàn)象很嚴(yán)重。其次，路面澆筑中，提漿機(jī)如使用過多，由于提漿機(jī)振動(dòng)頻率大，使面層砂漿過厚，也易造成起砂和露骨。防治對(duì)策：選用符合要求的骨料、中粗砂及水泥，路面振搗要避免過振，防止面層砂漿過厚及漏漿情況出現(xiàn)。02坑洞由于砂石材料中混進(jìn)小泥塊或雜質(zhì)而引起的。防治對(duì)策：首先，對(duì)加工好的碎石進(jìn)行過篩，防石粉結(jié)塊及增加含泥量；其次，對(duì)堆料場(chǎng)進(jìn)行硬化處理，防止直接堆放在場(chǎng)地上，以免裝料時(shí)底層泥土混入。03斷邊、缺角混凝土路面板角、板邊部分應(yīng)力易于集中，因振搗不良等原因，容易發(fā)生裂縫。防治對(duì)策：板角、板邊加強(qiáng)振搗，避免漏振。04側(cè)面蜂窩麻面振搗不實(shí)及振搗不夠使混凝土內(nèi)氣泡未能上浮而粘著模板，或模板上粘著水泥砂漿未刷洗干凈使板面粗糙、麻面，且漏振及漏漿產(chǎn)生蜂窩。防治對(duì)策：及時(shí)對(duì)使用過的模板清理干凈，進(jìn)行潤(rùn)滑處理。板角、板邊加強(qiáng)振搗，避免漏振，防止漏漿。05脫皮在施工中，因混凝土面板受雨水侵襲使水泥漿流失，而后用水泥漿粉刷補(bǔ)救；或是混凝土坍落度較大及水泥保水性差使面板泌水嚴(yán)重，或用水泥粉補(bǔ)撒吸水，從而產(chǎn)生脫皮。防治對(duì)策：對(duì)于雨水侵襲較嚴(yán)重的面板應(yīng)鑿除