淺談水泥混凝土路面主要病害的成因及防治措施

池靜

（河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000）

隨著國民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，水泥混凝土路面有了較快的發(fā)展。水泥混凝土路面是以水泥為膠凝材料,以粗細(xì)骨料為強(qiáng)度剛架形成強(qiáng)度的一種高級(jí)路面。因其具有剛度大、強(qiáng)度高、耐久性好、有利于夜間行車、整體性與穩(wěn)定性優(yōu)等特點(diǎn),目前在我國應(yīng)用比較普遍。水泥混凝土路面,受施工工藝、使用環(huán)境等因素的影響,會(huì)發(fā)生如開裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害,影響了公路運(yùn)輸?shù)男б婧托熊嚢踩Ｋ嗷炷谅访姘鍓K斷裂是水泥混凝土路面中常見的病害之一。所謂斷板，即水泥混凝土板產(chǎn)生橫向貫通裂縫，使板塊整體遭到斷裂的現(xiàn)象。因此，研究分析水泥混凝土路面產(chǎn)生主要病害的成因，采取行之有效的防治措施，對(duì)于提高水泥混凝土路面的使用品質(zhì)和施工質(zhì)量，延長水泥混凝土路面的使用壽命，具有十分重要的意義。

1 水泥混凝土路面斷板的原因

對(duì)于水泥混凝土路面來說，病害產(chǎn)生的因素很多，主要有原材料質(zhì)量、基層的施工質(zhì)量、水泥混凝土配合比以及水泥混凝土施工工藝等因素。

1.1 原材料質(zhì)量的影響

1.1.1 水泥的安定性差，強(qiáng)度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當(dāng)游離的氧化鈣超過一定限量時(shí)，就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強(qiáng)度下降。水泥強(qiáng)度不足也會(huì)影響混凝土的初期強(qiáng)度，使開裂斷板的機(jī)率大大增加。水泥的水化熱高，收縮大也易導(dǎo)致開裂。

1.1.2 集料（砂、碎石等）含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)超過規(guī)范要求，必然會(huì)造成界面缺陷，容易開裂。另外有資料表明，在同樣的水灰比條件下，石灰石，石英巖等親水性骨料與水泥石界面粘合力大，花崗巖等親水性差的骨料則反之。

1.2 基層施工質(zhì)量的影響

基層能夠給水泥混凝土板提供均勻穩(wěn)定的支撐且能防止凍脹，保證整體強(qiáng)度和良好的平整度，延長混凝土板的使用壽命。如果基層強(qiáng)度不均勻、平整度不好，會(huì)造成混凝土板底承載力不均勻以及板厚不一致，混凝土板塊受荷載作用后在強(qiáng)弱分界部位就會(huì)發(fā)生斷裂。基層施工質(zhì)量不好，強(qiáng)度不均勻或較低，使用中基層松散或在滲水作用下，材料被吸往一邊，面層脫空，當(dāng)受到彎拉力大于混凝土板強(qiáng)度時(shí)，面板即發(fā)生斷裂。 面層接縫填料失效，板的彎沉使空隙內(nèi)的積水，侵蝕沖刷基層，并沿接縫縫隙噴出，即產(chǎn)生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產(chǎn)生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載下產(chǎn)生斷裂。

1.3 水泥混凝土配合比的影響

1.3.1 水灰比問題。水泥混凝土的拌合水分為自由水和化合水兩部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水。它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)部形成空隙。

1.3.2 計(jì)量不準(zhǔn)確。混凝土配合比是根據(jù)混凝土的強(qiáng)度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據(jù)規(guī)定各種配料的計(jì)量誤差應(yīng)控制在：水泥1%，粗骨料3%，水1%，外加劑2%。如果計(jì)量不準(zhǔn)確會(huì)影響砂石材料的級(jí)配，沒有一個(gè)好的級(jí)配，混凝土的密實(shí)度就難以保證，因此，混凝土施工的工程應(yīng)采用拌和站并必須配置一定數(shù)量的自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，禁止用體積法計(jì)量。

1.4 施工工藝不合理的影響

攪拌不足或過分，振搗不密實(shí)，形成混凝土強(qiáng)度不足，或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂或斷板。振搗時(shí)間不易過長，否則會(huì)造成分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強(qiáng)度不均勻，表面收縮裂縫增加。

養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)速大，就會(huì)使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。切縫不及時(shí)，由于機(jī)具故障或操作人員切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

2 水泥混凝土路面斷板的防治措施

2.1 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。對(duì)于安全性差，游離氧化鈣超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用；不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用。盡量采用發(fā)熱量少，收縮的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。集料的含泥量及有機(jī)質(zhì)含量不得超標(biāo)，級(jí)配應(yīng)符合配合比要求。

2.2 加強(qiáng)土基、基層的施工質(zhì)量

首先要保證土基有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的均勻性。壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)排水設(shè)計(jì)，采取必要的防水、排水措施，減少路基受水侵害的影響。

路基的填筑材料也是防止路面裂縫的措施之一。采用整體性、穩(wěn)定性好且有較大剛度的半剛性材料做基層，可以確保混凝土路面使用品質(zhì)，延長壽命。

2.3 增加混凝土路面板的厚度

混凝土板是水泥混凝土路面最重要的結(jié)構(gòu)層，它不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量，還具有較大的承載和擴(kuò)散荷載的能力。由于水泥混凝土的抗彎拉強(qiáng)度比其抗壓強(qiáng)度小的多，在車花荷載的反復(fù)作用下，混凝土路面板受彎拉部分最易產(chǎn)生斷裂而破壞，因此，彎拉應(yīng)力是面板的主要設(shè)計(jì)根據(jù)。

2.4 減少溫度收縮的措施

避免高溫和大風(fēng)天氣下施工。在高溫和大風(fēng)天氣下，由于混凝土面迅速失水，引起混凝土表面干縮，產(chǎn)生表面裂紋。

降低水泥用量，減少溫度收縮。使用低熱水泥及減少水泥用量可以降低混凝土溫度。水泥水化熱對(duì)混凝土的升溫影響很大，水泥品種不同，水化熱相差很大，所以要使用低熱水泥或中熱水泥。減少水泥用量的主要措施有：a.選擇粗細(xì)骨料級(jí)配良好且最大粒徑盡可能大的骨料。b.砂率小，比表面積小了能節(jié)省水泥。c.采用粗砂比細(xì)砂省水泥。d.滿足混凝土和易性條件下盡可能降低塌落度，這樣可以減少用水量和水泥用量。e.摻減水劑，也可以減少水泥用量。

2.5、減少干燥收縮裂縫的措施

盡量減少混凝土的單位用水量，混凝土干縮主要是混凝土中多余的水分不斷蒸發(fā)所致。據(jù)有關(guān)研究表明，水泥水化所需的水量只有水泥重量的2%左右，而實(shí)際工程上應(yīng)用的水灰比要比這大的多，因而干縮也比較大，因此必須嚴(yán)格控制水灰比，減少單位用水量。

2.6 完善水泥混凝土路面的施工工藝

加強(qiáng)對(duì)施工工藝各環(huán)節(jié)的管理，減少影響混凝土產(chǎn)生裂縫的因素。

2.6.1 加強(qiáng)駐地化驗(yàn)室的建設(shè)。首先，對(duì)進(jìn)廠主要原材料實(shí)行質(zhì)量監(jiān)控，水泥常采用普通硅酸鹽水泥，對(duì)擬定采用的水泥都要進(jìn)行物理性能和化學(xué)成分試驗(yàn)分析。粗集料（級(jí)配碎石）應(yīng)采用質(zhì)量堅(jiān)硬、耐久、潔凈、符合規(guī)定級(jí)配、最大粒徑40mm、含泥量1%、針片狀顆粒含量1.5%、硫化物及硫酸鹽含量1%石料強(qiáng)度3級(jí)的配石。特別要強(qiáng)調(diào)的是片狀石石含量應(yīng)嚴(yán)格控制，因?yàn)樗鼤?huì)減少水泥的黏結(jié)力，從而減少路面的強(qiáng)度和壽命。細(xì)集料（砂）應(yīng)采用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久潔凈、細(xì)度模數(shù)宜在2.5以上，含泥量3%，硫化物及硫酸鹽含量1%的天然中砂。其次，加強(qiáng)對(duì)混凝土配合比的監(jiān)控，主要檢查原材料計(jì)量、攪拌時(shí)間和坍落度，嚴(yán)格控制水灰比。

2.6.2 混凝土攤鋪一定要平整均勻，混凝土表面漿體不均勻，過振導(dǎo)致離析，使表面砂漿過厚，易產(chǎn)生收縮裂縫。

2.6.3 嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，既要振搗密實(shí)又要避免過振，過振導(dǎo)致離析，使表面砂漿過厚，易產(chǎn)生收縮裂縫。

2.6.4 加強(qiáng)切縫時(shí)間的管理，遵循寧早勿晚原則。同時(shí)，在符合設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下，混凝土板塊尺寸的設(shè)計(jì)采用下限為好。

2.6.5 加強(qiáng)水泥混凝土路面的初期、中期、后期養(yǎng)生，盡量延長開放交通的時(shí)間。

3 結(jié)束語

水泥混凝土路面病害的成因是多方面的，出現(xiàn)病害后，只要認(rèn)真調(diào)查分析，找出病害產(chǎn)生的主要原因，研究制定防治措施，改進(jìn)設(shè)計(jì)與施工工藝，加強(qiáng)工程管理，從根本上解決水泥混凝土路面斷板問題。

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