水泥混凝土路面常见病害与防治

　　【摘 要】水泥混凝土路面常见病害的出现影响了汽车行驶的舒适度和公路的使用寿命，需做好预防措施，减少病害的发生。本文分析了水泥混凝土路面常见病害的成因，并探讨了相应的预防措施。

　　【关键词】原材料;裂缝;振捣

　　一、水泥混凝土路面常见病害

　　水泥混凝土路面的病害水泥混凝土路面损坏可分为：断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等。下面对几种常见病害的成因进行分析。

　　(一)裂缝

　　在水泥混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析实际是粗骨料从混合料中分出，集中颗粒下沉，水分向上迁移，从而形成表面泌水。表面泌水的结果使水泥混凝土路面表面含水量增加，当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料表面内，水面形成凹面。

　　由于表面凹面较凸面所受压力大，同时固体颗粒问产生毛细管张力，促使颗粒凝集，当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。裂缝的发生时间大抵与泌水时间相对应，在混凝土浇筑后数小时混凝土表面将普遍出现细微的、各方向均存在的裂缝。

　　(二)错台

　　由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降，导致相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生的垂直高差。

　　(三)拱起和沉陷

　　胀缝被硬物阻塞，或胀缝设置过少，使路面板受热时不能自由伸张导致横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显抬高;填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗，软化基层，甚至软化路基体，使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降，路面板跟着下沉，两侧的混凝土路面板板体发生明显下沉。

　　(四)板底脱空

　　板底脱空病害是指板接裂缝或边缘下的基层细料被渗入并滞在板底的有压水从缝中或边缘处唧出，并由此造成板底面与基层顶面出现局部范围脱空。公路排水系统不完善如路面横坡设置不当或路基排水不畅时，路基、路面被水浸泡时会使路面产生唧泥现象，进面出现板底脱空;另外由于基层材料局部松散，路基土压实不均匀或基底不均匀沉降同样会导致底板出现脱空。

　　(五)锯齿型啃边

　　仔细观察浇筑混凝土路面面板使用的钢模可以发现，钢模板在重复使用后，表面由于锈蚀和沾在模板上的混凝土无法清除干净而变成凹凸状，模板顶边则形成不规则的锯齿状，用这种模板浇筑的混凝土面板板顶边自然也就成了锯齿状。根据力学应力集中原理，锯齿状板边的齿形混凝土在重载、超载车的多次作用下是很容易被破坏的，这也就是形成锯齿型啃边的原因。

　　二、水泥混凝土路面常见病害的防治

　　(一)原材料的选择

　　建好高速公路水泥混凝土路面的基本物质条件是路面水泥混凝土原材料要精良，进场前控制好原材料的质量相当重要。

　　水泥主要控制水泥的抗折强度。我国水泥厂家众多，生产技术良莠不齐，因此，选择合格的水泥是保证混凝土强度的首要因素。另外，对水泥的安定性及游离氯化钙含量，水泥的细度、干缩率与凝结时间、水泥的含碱量，以及控制水泥中混合材料的掺量，夏天施工时注意控制水泥的施工温度。

　　粉煤灰要采用一、二级灰，主要控制粉煤灰中烧失含碳量和细度等指标。

　　外加剂的选用是路面混凝土材料科学中的关键。合适的外加剂，一是要满足适应性要求，二是满足施工混凝土路面所要求的较低水泥用量下的高抗折强度;三是满足所用的机械施工方式对可施工性质的要求，四是满足小变形和耐久性要求。

　　粗集料主要控制其最大粒径、硬度以及含泥量和粒形。一般选用火成岩和变质岩，不使用沉积岩，可以保证岩石的强度，进而保证混凝土的抗弯拉强度。加工则采用反击式，冲击式或锤式二级破碎设备，仅用鄂式破碎很难满足其针片状含量要求;细集料主要控制砂中含泥量的要求以及细度模数。滑模摊铺水泥混凝土路面砂的细度模数为2、0～3、5之间，含泥量应小于2%。

　　(二)混凝土配合比设计

　　混凝土配合比是根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、和易性等要求和经济合理的原则，通过计算、试验和必要的调整，确定混凝土单位体积中各组成材料的用量(通常以水泥为1，按水泥、粗集料、细集料的顺序表示)。试验室配合比是按粗、细集料在标准含水状态下计算出来的，但是施工现场的集料含水量是经常变的，因此，必须根据每天拌制时集料的实际含水率，换算为现场材料的实际用量，最后计算出施工配合比。一般混凝土的用水量为130L/m3～170L/m3，水灰比为0、40～0、55，含砂率一般为28%～33%。

　　(三)模板

　　模板以钢板材料制成，并配有合适的装置以保证模板连接牢固可靠，使在浇注混凝土时能经受捣实和饰面设备的冲击和振动。模板安装应顺直，无扭曲;相邻钢模应平头锁接方式紧密联接，不得漏浆;模板接缝在任何方向都应不能活动。模板高度应与混凝土路面厚度相同，误差为+0，-5mm。用于胀缝和施工缝的模板，根据传力杆和拉杆的设计位置放样钻孔。)模板在整个长度完全紧压在基层上，并正确地按完成后的路面边缘要求的坡度和纵向安置。模板要彻底清扫干净，并在每次浇注混凝土之前涂隔离剂。

　　(四)摊铺及振捣

　　应有专人指挥车辆的均匀卸料，混凝土由高处落下，高度不得超过2m，超过时应采取措施保证混凝土不发生离板。局部边角、模板端头需人工用铁锨补料，严禁抛掷，应采用扣锨轻放，不得使用尖头铁锨。混凝土布料长度大于10m时，可开始振捣作业，密排振捣棒组间歇插入振捣时，每次移动距离不宜超过振捣棒有效作业半径的1、5倍，并不得大于500mm，振捣时间宜为15-30秒，密排振捣棒组连续拖行振捣时，作业速度宜控制在4m/min的以内，振捣质量以混凝土表面不再冒气泡并泛出水泥浆为准，振捣过程中多余的混凝土应刮走，低陷处则随时补足。振捣过程中应尽量避免振捣使传力杆移位，发生移位时应立即复位，对边、角应加强振捣，时间不低于30秒，达到表面泛浆、粗集不再下沉，表面不再有气泡冒出为宜。面板振实后，应随即安装纵缝拉杆，位置和插入深度应符合设计要求。在浇筑过程中要连续无间断，随时检查支架、模板、钢筋和预埋件的稳定情况，发现有变化应及时采取措施恢复原状。

　　(五)切缝

　　1、缩缝

　　缩缝分压缝、割缝2种形式。由于画线割缝是确保接缝处强度、平整度及接缝顺直的有效工艺，不但保持混凝土面板边角完好无损，线条平直美观，施工简易质量好，而且可以连续浇筑，加快施工进度，便于流水作业，又有利于应用真空脱水工艺。所以除一些交通量小的三、四级公路及其他道路上仍采用压缝形式外，其他绝大部分水泥混凝土路面均广泛采用割缝形式。提高割缝质量的关键是掌握最佳开割时间。过早开割，由于混凝土强度不足，容易引起上层砂浆蹦落，拉起碎石，缝槽不顺直;过迟开割将加快刀片磨损，增加造价、延误工期。特别是昼夜温差在l5℃以上时，如不及时割缝，很容易引起断板。

　　2、纵缝

　　纵缝有企口缝、平缝2种形式。平缝分设拉杆与不设拉杆2种做法。城市道路采用企口缝形式居多，而公路上采用平缝形式的较多。从过去修筑的混凝土路面的调查情况看，无论是企口缝还是平缝，当未设拉杆时，都有局部拉开错台病害出现。所以建议高等级公路混凝土路面的纵缝最好采用企口加拉杆的形式。对三、四级公路可视具体情况和施工条件而定，可不设拉杆。

　　企口式纵缝的作用是将一块板的荷重传递一部分到相邻一块板上去，同时因路面有横坡度以及混凝土板热胀冷缩，行车使用后水泥混凝土板常会出现向路边两旁滑移，造成纵缝拉开变宽，因此，都在纵向板之间设纵向模板拉杆。当浇筑另一幅路面时，应先在凹槽壁上涂抹沥青，再在槽上部嵌好压缝板，然后摊铺混凝土。拆除模板时，应注意不要损伤混凝土板的企口，特别是凹槽的上部混凝土。对平式纵缝合横向工作缝，在已凝固的侧混凝土板壁上也应涂沥青，并嵌上压缝板，再浇筑另一侧混凝土。

　　参考文献：

　　[1]曹红星，刘伟，杨吉光.刍议对农村公路水泥砼路面质量问题的分析与思考[J].城市建设理论研究(电子版)，2012年31期.

　　[2]曾海生.分析水泥路面施工早期表面裂缝原因及防范措施[J].科技创新与应用，2013年27期.