水泥混凝土路面特點及破損原因

羅昌廷

（廣西新長江高速公路有限責任公司 廣西南寧 530028）

水泥混凝土路面特點及破損原因

羅昌廷

（廣西新長江高速公路有限責任公司 廣西南寧 530028）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，經(jīng)濟建設和交通運輸業(yè)也得到了快速的發(fā)展，這就使得公路的交通量越來越大，隨之而來的就是水泥混凝土路面受到比較嚴重的破損，路面的修復已經(jīng)成為公路有關部門比較關注的問題。對于此，首先要對其產(chǎn)生破損的原因進行系統(tǒng)的分析，找到具體的原因，進而才能夠?qū)ζ洳扇∠鄳膽獙Υ胧纳频缆返陌踩ㄐ械哪芰Α?/p>

水泥混凝土路面；路面特點；破損原因

對于水泥混凝土的道路來講，其最大的特點就是使用年限長，并且對其維護、保養(yǎng)的費用較低。在我國，水泥混凝土道路的應用是比較廣發(fā)的，但隨著水泥混凝土路面的不斷增多，一部分的道路路面已經(jīng)達到或超過了其使用的年限，或者一部分路面在設計過程中出現(xiàn)不當?shù)囊蛩氐龋蛯е滤嗷炷谅访娉霈F(xiàn)了各種問題，例如斷板、錯臺和唧泥等，這些路面問題將直接影響到道路的安全使用。

1 水泥混凝土路面的特點

所謂的水泥混凝土路面，就是指以水泥混凝土板作為道路的路面層，而道路主要是由面層、基層、路基和排水等組成。對于水泥混凝土路面來說，其具有以下幾個特點：

（1）路面的剛度大、強度高：對于水泥混凝土路面來講，其所使用的是水泥混凝土，該材料具有很高的剛度和強度，因此其具有很高的抗彎拉的功能，一般設計的強度標準在4～5MPa左右，而實際設計中所使用的C35號混凝土其抗彎拉強度可達到6MPa左右，因此有著比較高的承載、荷載擴散的能力等；

（2）穩(wěn)定性好：對于水泥混凝土路面來講，其具有良好的穩(wěn)定性，并且強度能夠隨著時間而增長，因此其能夠在氣候條件多變的情況下具有比較穩(wěn)定的性能；

（3）耐久性好：混凝土其本身就有很好的強度、穩(wěn)定性，因此其路面就具有很好的抗強度、剛度的性能，并且其使用的壽命很長；

（4）抗侵蝕能力強：水泥混凝土路面對大多數(shù)的化學類物質(zhì)不算敏感，因此其具有很好的抗侵蝕能力；

（5）養(yǎng)護費用少：在實際使用中，水泥混凝土路面在維護中要比瀝青路面維護所使用的費用要少很多；

（6）接縫多：在這一方面，對于水泥混凝土路面來講無疑是其比較薄弱的一點，這是導致唧泥、錯臺和斷裂等問題出現(xiàn)的原因之一，并且還能夠?qū)π熊嚨倪m應性造成一定的影響；

（7）對超載敏感：水泥混凝土材料一般都比較脆，一旦車輛在行駛的過程中超出了路面的極限，就會使其出現(xiàn)斷裂的情況；

（8）不能立即開放交通：在設計建造期間，所需時間比較長，這樣就能夠使其獲得比較長的使用期，還能夠?qū)ζ鋸姸扔兴鰪姡?/p>

（9）行車噪聲大：在使用中，水泥混凝土路面在行車的過程中會有比較大的噪聲，特別是在其出現(xiàn)路面變形的時候。

2 混凝土路面破損原因

對于水泥混凝土路面，導致其破損的原因主要分為：設計缺陷、施工缺陷、外界因素等，具體原因如下：

2.1 水泥混凝土路面斷板

水泥混凝土路面，其主要就是以縱向、橫向或是斜向斷裂縫為主要發(fā)展而產(chǎn)生的完全斷裂的路面，這就是所謂的斷板。其最主要的特點就是裂縫能夠貫穿路面，不過雖說斜向裂縫一般會是垂直貫穿的，但是其從角隅到斷裂的兩段距離是小于或等于1/2的板邊長度的，這就稱之為板角斷裂。

對于水泥混凝土路面來說，在其溫度、荷載的應力超過了混凝土的抗拉強度以后，就會導致路面產(chǎn)生斷裂的情況，進一步發(fā)展就成為了斷板。對于這些斷裂處，其產(chǎn)生的具體原因有以下幾方面原因：

（1）設計不合理：里面的厚度比較薄、板塊平面尺寸設計不合理以及混凝土材料的混合配比不合理等。

（2）超重車：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸業(yè)變得比較繁重，尤其是以大噸位的車為主，其一旦超載就會大大縮短水泥混凝土路面的使用年限。

（3）路基不均勻沉降：對于該問題，其在水泥混凝土路面上主要產(chǎn)生的部位主要有：路基的交界處、路基密度不一致處、軟弱地基處、填挖相交斷面處、路基填充物不同的界面以及壓實度不足的部位等。

（4）基層失穩(wěn)：對于那些道路施工質(zhì)量不好的基層，其剛度、強度均不能夠保持一致，這樣就會使道路中的基層部位比較松散，或當其在發(fā)生滲水的過程中其作用就會使部分材料被吸住，進而使面層脫空，當達到一定的程度后，受到的彎拉應力大于水泥混凝土的強度后，就會導致面板出發(fā)生斷裂的情況；另一種原因是，在路面層處，接縫的填封材料失效，這就會使面板的空隙內(nèi)的積水瞬間變成壓水，然后就沿著接縫處噴出，最終唧泥現(xiàn)象。在這種狀況下，唧泥如果不斷的產(chǎn)生，就會使面板的邊緣處失去了應有的支撐能力，最終在這種超負荷的情況下發(fā)生斷裂。

（5）初期微裂縫的擴展：在混凝土進行收縮的初期，其并沒有直接的表現(xiàn)在表面上，經(jīng)過一段的時間后，受到來自車輛行駛的壓力負載和多變的溫度等作用，就會使已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫加深，最后導致路面斷裂。

（6）排水不良：對于路面的排水問題，其實是比較常見的。一方面就是路基以及基層的排水不暢問題，如果其長期受到水的浸泡就會導致路基的強度下降，使路基失去應有的穩(wěn)定性，這樣就會導致路面上產(chǎn)生一些不規(guī)則的裂縫，最終發(fā)展成為斷裂；另一方面就是已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫處有水的滲入，這樣在冬季時就積水就會受凍而膨脹，使路面的裂縫變大、變嚴重。

2.2 裂縫

對于道路的裂縫來講，其主要包括四種，即縱向、橫向、斜向和交叉裂縫。一般來講，縱、橫以及斜向裂縫的破損程度都是指通底的裂縫，這就會將路面板塊分割成2～3塊左右，在最開始裂縫可能還未達到貫穿板面的程度，但其發(fā)展的最終結(jié)果就是貫穿板面。而對于交叉裂縫來講其一般都是將板面分割成3塊以上。對于裂縫，其產(chǎn)生的主要原因主要都有：超負荷行使、積水侵蝕、路基強度不達標以及接縫處拉開時周邊路基的傳遞能力下降等。

2.3 板角斷裂

板角斷裂一般就是指一條垂直通底的并且與板角的兩邊接縫相交的裂縫，其斷裂的距離要比端點所在的板長的1/2相接近。導致板角斷裂的原因主要是由于路面的板角處經(jīng)常性的荷載的作用，使得路基的支撐強度不足，或產(chǎn)生一定的翹曲應力等因素綜合影響。

2.4 接縫材料破損

水泥混凝土路面的接縫一般都為縱或橫縫，而橫縫都分為脹縫和縮縫兩種。對于脹縫來講，其在使用的過程中是隨著天氣溫度的變化而變化的：當溫度上升時，填料物就會被擠壓出來；當氣溫再下降后，填料物就不能夠順利的回到縫隙中，久而久之就會形成空隙，導致泥、砂、石等進入到縫隙中，當再次發(fā)生膨脹時就會受到阻礙，造成路面接縫處變形、破損等。雖說縮縫的變化比較小，但是經(jīng)過長時間的收縮，也會將填縫材料老化，產(chǎn)生于脹縫一樣的結(jié)果。另外，在道路施工中，設計、建設不合理，切縫不規(guī)則也是導致接縫材料破損的主要原因。

2.5 邊、角剝落

所謂的邊、角脫落就是指在接縫的兩側(cè)60cm內(nèi)或是在板欠角15cm內(nèi)發(fā)生破損。其產(chǎn)生的原因就是在接縫處存在比較堅硬的雜物，使其發(fā)生收縮或膨脹時產(chǎn)生了比較大的應力，這樣接縫的邊緣處就非常容易被堅硬的雜物損壞。

2.6 錯臺

在接縫處，相鄰板面的高度差就是錯臺。錯臺產(chǎn)生的原因就是在車輛行駛的過程中，使得接縫處的板塊出現(xiàn)不均勻的下沉的現(xiàn)象；另一種就死在溫度、濕度的影響下，接縫處發(fā)生翹曲。

2.7 唧泥

在車輛行駛中，路基層的填料物和水一起被擠出，逐漸使其喪失了對路基的支撐能力，再由于長期荷載的作用下，最終導致斷裂的現(xiàn)象，這就稱為唧泥。產(chǎn)生的主要原因就是填縫料受到損壞、路面排水不暢等。

2.8 拱起

產(chǎn)生拱起的主要原因就是在接縫處，被堅硬的雜物阻塞，或者是在設計的過程中對其脹縫涉及的不合理，使得板面受熱不能夠自由收縮。

2.9 表面裂紋與層狀剝落

對于產(chǎn)生表面裂紋與層狀剝落的原因有：建設過程中，水灰比例過大，再加上使用過程中對路面維護不及時、使用化學的藥品等，這樣就會對道路造成比較嚴重的影響，尤其是使用一些具有堿性的物料，其與水泥中的某些硅類的物質(zhì)反應，對水泥混凝土路面造成嚴重的破損。

2.10 坑洞

產(chǎn)生坑洞的原因是，在施工的過程中，施工的質(zhì)量較差，在用料的過程中混有一些雜物等或是在道路使用時，重物對路面的撞擊等情況。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要對水泥混凝土路面所存在的破損的原因進行了詳細、系統(tǒng)的分析，因此希望在今后的道路設計、建設時，時刻要注意可能會對道路的安全使用上出現(xiàn)的問題，堅持科學、合理的設計、建造，積極地對水泥混凝土路面進行維護工作，以此來保證道路上的行駛安全。

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[3]劉曉明，趙明華，王昌衡.基于專家系統(tǒng)和證據(jù)理論的路面破損原因評價方法研究[J].公路交通科技，2005，7.

U416.216

A

1004-7344（2016）15-0155-02

2016-3-20

羅昌廷（1980-），男，廣西南寧人，工程師，本科，主要從事高速公路養(yǎng)護管理工作。