淺談高速公路水泥混凝土路面常見病害的分析

莊福洋

摘 要：當前水泥混凝土路面在高速公路建設(shè)中的應(yīng)用比較普遍，就其在施工和養(yǎng)護中出現(xiàn)的各種病害、裂縫產(chǎn)生的過程，混凝土原材料、配合比、水灰比、施工操作等對質(zhì)量的影響，以及產(chǎn)生外觀質(zhì)量缺陷的原因進行了比較全面的評述。

關(guān)鍵詞：路面；病害；探討

近年來，水泥混凝土路面在高速公路中的建設(shè)發(fā)展迅猛，但工程質(zhì)量不盡人意，并導(dǎo)致建設(shè)費用大大增加，為了能更好地控制好水泥混凝土路面的質(zhì)量，下面就針對成渝高速公路上常見的水泥混凝土路面質(zhì)量問題并結(jié)合自己在多年來的施工管理經(jīng)驗作一廣泛的探討。

1. 影響混凝土強度的一些原因

1.1選用材料不當。

（1）骨料中針片狀石子含量過高。

針片狀石子在混凝土中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙率較大，受壓易折斷，從而影響混凝土強度。

（2）選用較細的砂、且雜質(zhì)含量過高。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：砂的細度模數(shù)應(yīng)在2.5以上，含泥量不超過3%。

（3）水泥隨意摻合使用。

因不同水泥中混合物質(zhì)量及摻量都不同，摻合后將使水泥性能發(fā)生變化，標號降低，從而影響混凝土的強度。

（4）粗骨料采用礫石。

礫石因表面光滑、無棱角，與水泥砂漿的粘結(jié)不夠好，使混凝土強度降低。應(yīng)采用機軋碎石作骨料。

（5）砂、石材料內(nèi)含有雜質(zhì)。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：粗骨料含泥量不超過1%，砂含泥量不超過3%。砂、石材料內(nèi)雜質(zhì)的含量對路面塑性收縮開裂和干縮變形影響很大。

（6）對粗骨料最大粒徑控制不嚴。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：水泥混凝土路面最大集料粒徑為40毫米。但在施工中往往控制不嚴。從1998年第六期《公路》雜志上的一篇文章研究表明，大粒徑集料的混凝土彎拉強度相對偏小。

1.2外加劑對混凝土強度的影響。

在摻有早強劑或速凝劑的混凝土中，因水泥短期內(nèi)水化、硬化，使水泥顆粒表面生成一層硬亮，阻礙了水泥進一步水化，導(dǎo)致后期強度偏低。

1.3配合比控制不嚴以及計量不準確。

（1）水灰比的問題。

混凝土中的拌合水分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。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)部形成空隙。如水灰比偏大，使混凝土密實度降低，強度也就降低；但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，使混凝土強度降低。因此要嚴格控制水灰比。

（2）計量不準確。

混凝土的配合比是根據(jù)混凝土強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定的。根據(jù)規(guī)定計量誤差：水泥1%，粗骨料3%，水1%，外加劑2%。同時計量不準確也影響砂石材料的級配，沒有一個好的級配，混凝土的密實度就難以保證。新規(guī)范中作出了明確規(guī)定：水泥混凝土路面、大橋特大橋、隧道等有大體積混凝土施工的工程應(yīng)采用拌和站并必須配置一定數(shù)量的自動計量設(shè)備，禁止用體積法計量。

1.4施工操作不規(guī)范。

（1）砂石材料含水率的測定。

砂石材料的含水量是隨氣候變化而變化的。施工中住往根據(jù)設(shè)計而不考慮這一因素，從而使水灰比失去控制。事實上，在施工現(xiàn)場要在每班開工前及天氣變化時，對砂石材料進行含水量的測定，及時對水灰比進行調(diào)整。

（2）標高控制不嚴，使混凝土板塊厚薄不均，造成混凝土強度不勻，在混凝土板塊厚薄不均界面，在外力作用下及收縮時產(chǎn)生拉應(yīng)力，易產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的使用質(zhì)量。

（3））振搗不密實。

從現(xiàn)場取芯的芯樣上，往往會發(fā)現(xiàn)芯樣氣孔較多。這是混凝土振搗不密實的表現(xiàn)，混凝土有足夠的彎拉強度，來自于它的密實度。

（4）隨意向混凝土中加水。

這種行為與水灰比過大的情況類似。隨意加水會使混凝土中自由水份增加，隨著水份蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)空隙增大。

（5）養(yǎng)護不及時。

混凝土的結(jié)構(gòu)和強度的形成及增長有一個過程，并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養(yǎng)護，會影響混凝土水化作用的正常進行和水化物的生成，從而影響混凝土的強度。

（6）一盤中多余的混凝土在澆筑間歇攤在基層上面。

對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。但在工作中確實也碰到過，特別是在低等級公路的混凝土澆筑中較為多。

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)強度低，由于這一薄層的存在勢必影響面層的強度。

2. 從外觀看混凝土存在的一些質(zhì)量問題

2.1路面外觀顏色差異。

根據(jù)《公路》雜志1998年第六期中文章介紹：當用肉眼能看出混凝土路面存在顏色差異時，配料中誤差水泥>7%、用水量>10%、集料>10%，由于計量不準造成色澤差異，且對混凝土強度有嚴重影響。

2.2路面起砂磨損和露骨。

（1）路面磨損甚至露骨除了與砂石材料中的含泥量及砂偏細等有關(guān)外，還與水泥有關(guān)。在成渝高速公路白市驛混凝土改造過程中，1#隧道與2#隧道之間的水泥混凝土澆筑，由于水泥稠度指標達不到，保水性較差，泌水較為嚴重，最后路面起砂磨損現(xiàn)象很嚴重。在1#隧道內(nèi)的混凝土采用不同的水泥澆筑，且通車時間更早卻沒有起砂磨損現(xiàn)象。

（2）在舊路改造時，由于路面接坡沒有處理好造成磨損露骨

因接坡沒有處理好，在車輛運行過程中，將舊路上的泥土、砂、石子等帶到澆筑好的路面上，在車輪的不斷作用下，便路面造成磨損最后露骨。

一般規(guī)定：混凝土路面澆筑單向長度不得小于1公里。

根據(jù)經(jīng)驗：接坡用混凝土進行處理（長度約15米），可減緩上面這種情況的產(chǎn)生。

（3）路面澆筑中，提漿機如使用過多，由于提漿機振動頻率大，使面層砂漿過厚，也易造成起砂和露骨。

2.3面層出現(xiàn)小坑洞。

這是因為砂石材料中混進小泥塊或雜質(zhì)而引起的。為了避免以上這種情況的產(chǎn)生，具體操作時因注意：

（1）對加工好的碎石進行過篩，防石粉結(jié)塊及增加含泥量。

（2）對堆料場進行硬化處理，防止直接堆在耕地上，以免裝料時底層泥土混入。

2.4斷邊、缺角現(xiàn)象。

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：在外力作用下也易發(fā)生斷邊、缺角現(xiàn)象；如接坡太低，在車輪作用下，易使混凝土板角斷裂或使板邊啃掉。

2.5表面壓紋不均勻。

由于路面施工平整度差、壓紋時間掌握不好等原因，導(dǎo)致壓紋深度不均勻。目前，采用先拉毛后割縫的施工工藝，對行車安全較好。

2.6側(cè)面蜂窩、麻面。

振搗不實、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末刷洗干凈使板面粗糙，在漏振及漏漿的情況下出現(xiàn)蜂窩和麻面。

2.7脫皮。

在施工中，因混凝土面板受雨水侵襲導(dǎo)致水泥漿流失，然后采用水泥漿粉刷補救，或是混凝土坍落度大及水泥保水性差使面板泌水嚴重，或用干水泥補撒吸水等都會產(chǎn)生脫皮。

2.8灌縫問題。

（1）灌縫材料質(zhì)量欠佳及漏灌。

灌縫材料質(zhì)量欠佳造成溫度高時被車輪撕裂，溫度低時自行脆裂；漏灌及灌縫不良會造成雨水下滲，影響路面的使用質(zhì)量。

（2）灌縫不及時、切縫深度不足及灌縫時縫內(nèi)濕度太大。

灌縫不及時會使泥砂等雜質(zhì)進入縫內(nèi)，切縫深度不足及灌縫時縫內(nèi)濕度太大，都會影響灌縫質(zhì)量，灌縫必須在縫槽干燥的狀態(tài)下進行。目前，灌縫料質(zhì)量較好的有改性瀝青、聚氨脂等。

2.9車輪、腳印及刮刀印痕。

這些人為因素造成混凝土外觀出現(xiàn)的質(zhì)量問題，只有通過加強施工現(xiàn)場的管理，才能使其得到有效控制。

3. 結(jié)束語

總之，要抓好高速公路混凝土路面的質(zhì)量，除路基質(zhì)量要保證外，必須嚴格控制材料質(zhì)量，加強試驗檢測，做到準確計量，及時對配合比作出合理的設(shè)計，嚴格控制水灰比；同時，必須規(guī)范操作行為，按規(guī)范施工，加強養(yǎng)護工作；另外，積極探索和改進施工工藝，以提高混凝土路面的整體質(zhì)量。