水泥混凝土路面破壞原因及預防措施分析

逯 杰

(陽煤宏廈三建預拌砼分公司，山西 陽泉 045000)

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水泥混凝土路面破壞原因及預防措施分析

逯 杰

(陽煤宏廈三建預拌砼分公司，山西 陽泉 045000)

介紹了水泥混凝土路面的概念及分類，分析了混凝土路面破壞的原因，從嚴把設計關、施工工藝控制、施工材料控制等方面，闡述了水泥混凝土路面破壞的預防措施，有利于延長路面使用壽命。

水泥，混凝土，路面，基層，質量

我國自20世紀20年代末開始在少數大城市的道路上使用水泥混凝土路面。到50年代，隨著水泥工業的發展，在一些大、中城市的主干道以及飛機場跑道上，水泥混凝土路面被大規模鋪筑。近些年來，水泥混凝土路面廣泛的應用于我國公路的建設施工中，占據著公路網的重要的地位。

1 水泥混凝土路面的概述及分類

水泥混凝土路面是用水泥混凝土為主要材料做面層的路面。主要分為素混凝土路面、鋼筋混凝土路面、連續配筋混凝土路面和預應力混凝土路面。素混凝土路面是：除接縫區和局部范圍外，不配置鋼筋的現場澆筑的普通混凝土路面，這類路面在水泥混凝土路面中應用最廣泛；鋼筋混凝土路面是指在混凝土路面板內，沿縱橫向配置鋼筋網，以減輕板面裂紋的產生和擴張。連續配筋混凝土路面是：在混凝土路面板內橫筋、縱筋的配筋比率增加的混凝土路面，在面板的端部應設置自由式或者錨固式端縫，防止面板的漲縮活動，與素混凝土路面相比，使用鋼筋數量較多，工程量大，施工工藝更加復雜，因此也導致工程造價更高；預應力混凝土路面，根據路面構造的不同可以劃分為：無筋預應力路面、有筋預應力路面及自應力路面三種，由于預應力混凝土路面施工工藝較為復雜，所需施工工具性能要求更高，除在少數飛機場建設中得到部分應用外，尚未普遍推廣。

2 水泥混凝土路面破壞的原因

2.1 施工時造成的原因

2.1.1 路基施工問題

在水泥混凝土路面施工過程中，未嚴格按照國家相關路基施工的技術標準，來選擇路基填筑材料，從而導致路基土質填充不均勻,土基碾壓不結實。后期就會因為土基壓實度達不到設計強度的要求致使路基產生沉降現象,不均勻的沉降,使路面基層強度不夠,整體參差不齊,必然會影響水泥混凝土面層板厚及強度的不均勻,面層板設計厚度不達標,那么板薄的地方抗壓強度就不夠,在荷載和溫度的作用下,嚴重影響水泥混凝土路面的使用性能[1]。

2.1.2 基層施工問題

1)未設基層。

在一些路面工程中會直接將混凝土面層放在土基上,由于土基細料含量多和抗沖刷能力低且容易變形,當填縫料失效、混凝土面層接縫被破壞、失去防水能力時,細料和水一起從板接縫處噴濺出稀泥漿。加劇板角裂縫，加速路面的破壞。同時土基會隨著氣溫降低,發生凍脹，使面層發生不均勻的斷裂。土基經過多次凍融交替,穩定性和承載力都會急劇下降。在負載的長期作用下很容易發生沉陷。由于土基頂面承受的壓力較大,容易造成土基頂面發生開裂,造成面層裂縫。

2)基層施工質量低。

基層的強度和穩定性影響著面層的強度和穩定性。因此基層施工必須要保證質量，集料一定要采用標準級配的，進行基層鋪筑的施工材料不能含有有害物質、粘結塊等的，嚴格按照相關制度控制基層的標高。因為如果基層標高不符合，就必須要進行二次補加，但是二次補加層由于自身厚度小，又極易松散，因此無法與下層基層建立緊密連接，必然造成路面破壞。同樣基層適用質量差的填料或者沒有壓實，都會發生不均勻沉降，當應力超過極限強度時，極易在厚度薄弱處產生裂縫。

2.1.3 路面施工問題

在水泥混凝土路面施工之前，必須要用水地基進行濕潤，因為如果在澆筑水泥混凝土前沒有用水地基進行濕潤，就會因為缺水造成水泥混凝土板發生開裂。路面水泥混凝土澆筑，一定要嚴格按照設定標高進行，如果厚度不夠均勻，會導致路面受力不均勻，如果某一地塊地面容易受力集中現象,地面隨之會發生裂縫。

1)材料問題。

另外應用于水泥混凝土路面的水泥質量、集料質量都會對水泥混凝土路面產生很大的影響。因為標號、品種不同的水泥，其性質也是存在很大差別的，若將其按不同種類混用,硬化時間和收縮量也是不同的,這也將是造成水泥混凝土路面開裂的原因；采用不合格的集料級配也可能造成混凝土不均勻分布，形成薄厚不一的區域，很容易造成水泥混凝土路面出現裂縫。

另外，水泥混凝土的水灰配比選用不當、混凝土攪拌時間不足、攪拌不均勻、振搗質量不足等，都嚴重地影響路面混凝土的性能，如果強度不夠，很容易導致路面產生裂縫。

2)切縫問題。

切縫施工是混凝土施工中的一個重要環節，切縫的時機以及切縫的深度一定要把握準確。如果過早切縫，砂漿中的粗骨料會從中跳脫；太晚切縫，如果混凝土產生的拉應力大于其容許值，就會造成混凝土板開裂；不能切的太深，太深會難以保證板間的傳荷能力；同時也不能切得太淺，太淺不能有力的削弱混凝土截面的強度，面層上就會有不規則的裂縫產生。接縫料對于保證混凝土板的正常使用非常重要，填縫料的缺失,使外部雨水或路面積水通過接縫直接滲入到下層,如有外力施加,就會造成板塊出現細料和水一起從板接縫處噴濺出稀泥漿的現象,頻繁的噴濺出稀泥漿就會使板底基層材料被淘空,使路面板從接縫處出現斷裂破壞現象。

2.2 使用中破壞的原因

2.2.1 過早投入使用

水泥混凝土路面剛剛澆筑完畢，混凝土的強度不夠高，無法承受行車帶來的荷載，如果立即將水泥混凝土路投入使用，會使混凝土路面很輕易遭到嚴重破壞，路面會產生大量的裂縫。

2.2.2 路面排水處理不當

水泥混凝土路面沒有做好防水、排水處理。雨季，路面會出現大量積水，由于排水系統的缺陷，積水不能夠即時的外排，滲入到路基土層中，導致路基強度的局部軟弱，影響到路基的穩定性。

2.2.3 溫度的影響

溫度的變化會導致應力變化。水泥混凝土具有熱脹冷縮的特性，氣溫高的時候，相應的水泥混凝土路面的溫度要比氣溫高20 ℃以上。當水泥混凝土路面溫度高達到60 ℃左右時，在溫度應力的作用下水泥混凝土板面就會發生變形，中間凹，四角凸，形狀像洼地。如果地面不能自由變形，那么結構內產生的應力超過了混凝土抗拉強度時，路面會有溫度裂縫產生。

2.2.4 車輛超載

隨著經濟的快速發展，交通運輸量增加，越來越多的大噸位、超重車輛隨之產生。嚴重影響到了水泥混凝土路面的使用壽命，當超過了水泥混凝土路板的承受能力時，路面會出現大量裂縫，甚至破碎。

3 水泥混凝土路面破壞預防措施

3.1 嚴把設計關

任何施工項目在開工前，都會組織一些有資質的設計人員和專家，根據當地的地理位置、環境、地形以及水文地質、交通運輸組成和行駛車輛的類別等詳細情況，進行反復的實地考察，根據在當地考察的實際情況，經過多次討論，最終提出符合實際的施工方案和要求，同時確定出適宜的水泥混凝土路面板和隨之搭配的排水系統，確定合理、經濟、符合搭配規定的水泥混凝土配合比方案。根據最大的荷載來設計水泥混凝土路面，保證擁有足夠的強度。根據實際路況在一些薄弱區域或可能被彎拉的地方用鋼筋來補充強。要有完善的路基排水設施，具體設置因地而異，盡量設置在中濕或干燥的地方，避免路基濕度過大軟化[2]。

3.2 施工工藝的控制

3.2.1 基層質量控制

1)基層標高、平整度的控制。

對基層頂面標高要進行嚴格控制，保證厚度均勻一致的混凝土路面板。如果基層出現標高不足的情況，則必須返工重做，不能通過拋撒松散基層材料等填補標高的方法。在澆筑水泥混凝土之前，保持基層用水濕潤的狀態。

2)路基質量的控制。

必須保證路基壓實質量的壓實度值和彎沉值符合國家相關規定，確保路基的強度足夠、均勻。對于特殊的路段要進行特殊設計，清理不適宜的施工材料，正確處理軟土地基，不同種類的土壤應分層填筑，以提高路基的承載能力和強度，在進行路基填筑施工時，必須要對路基進行反復平整、壓實，選用優質的填料。同時，應該考慮到積水、地下水對路基穩定性的影響，設置完善的排水設施。

3.2.2 面層施工工藝控制

1)在水泥混凝土路面施工過程中，水泥混凝土的混合料配合比的控制必須要嚴格按照設計的要求，在混凝土振搗施工過程中，合理控制振搗時間，保證水泥混凝土振搗均勻密實。如果水泥混凝土振搗不均勻,將造成水泥混凝土的密實度不均勻，進而導致承受應力不均勻,從而易使面板產生斷板。

2)在施工之前，應仔細檢查各機械設備是否具備完好的性能，嚴禁使用有故障的機械設備施工。施工現場應配備備用機械設備，保證施工作業能夠連續進行。因此，混凝土路面施工應采用先進的大型機具設備，嚴禁使用淘汰的小型機具。

3)根據施工現場的實際情況，確定最合適的切縫時間，切縫的深度要嚴格按照設計標準，嚴禁太深或太淺。灌縫應選用性能良好的填縫料，保證與板壁的粘結性，令縫隙填充更加密實，防止路面水滲進基層和路基，以延長路面的使用壽命。

4)嚴禁過早開放交通，將水泥混凝土路投入使用，避免混凝土路面遭到破壞，產生裂縫。同時養護車輛也不能直接在剛完工的水泥混凝土面板上行使。

3.3 施工材料的控制

3.3.1 保證施工材料的質量

要保證混凝土的質量，就必須使用合格的原材料。各種材料必須符合相關質量要求。就如水泥必須使用性能穩定、強度高、收縮性小、耐磨性強、抗凍性好的材料，對于穩定性差、強度弱的水泥必須禁止使用；標號、廠家、種類、批產不同的水泥也要嚴禁混合使用。集料(砂、碎石)也應該選擇符合規定、要求的材料，對質量不符的集料必須禁止使用。

3.3.2 嚴格控制混凝土配合比

對于混凝土的配比必須要精準，可通過一些現代化的配料機械設備，按照工程設計對混凝土根據配合比實行準確配料；要及時對集料的含水量進行檢測，保證用水量的適宜，水灰比的準確。

3.4 其他預防措施

加強對水泥混凝土路面養護，及時進行灑水和清掃，確保路面的濕潤、清潔；加強對超限超載車輛管理力度，對路面上行駛車輛進行不定期監督抽檢，嚴格控制超限超載車輛的行使，減少車輛對水泥混凝土路面的破壞，延長路面的使用壽命。

[1] 景建元.淺析水泥混凝土路面裂縫的形成原因[J].山西建筑，2005，31(5):146-147.

[2] 譚長會.淺析水泥混凝土路面破壞的原因及防治措施[J].黑龍江科技信息，2013(22):220.

Analysis on cement concrete pavement damage causes and preventive measures

Lu Jie

(YangmeiHongsha3rdConstructionPre-mixingConcreteBranchCompany,Yangquan045000,China)

The paper introduces concepts and classification of cement concrete pavement, analyzes concrete pavement damage causes, and describes cement concrete pavement damage preventing measures from aspects of controlling design, controlling construction technology and controlling construction material, which will be good for prolonging the pavement serving life.

cement, concrete, pavement, base, quality

1009-6825(2017)15-0141-02

2017-03-14

逯 杰(1985- )，男，助理工程師

U416.216

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