混凝土路面病害類型及產(chǎn)生原因分析

滑亮

摘 要：介紹了水泥混凝土路面裂縫病害的類型，并分析了各種病害產(chǎn)生的原因；然后重點(diǎn)研究了水泥混凝土路面的裂縫的防治，從水泥混凝土路面原材料的選用、混凝土配合比設(shè)計(jì)、平整度指標(biāo)控制、施工質(zhì)量監(jiān)控等技術(shù)和管理方面提出了病害防治的具體措施。通過(guò)論文的研究工作，結(jié)果表明，通過(guò)合理的施工技術(shù)和先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)方法能夠有效防止或減少水泥混凝土路面的病害。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面； 裂縫； 原因； 防治； 養(yǎng)護(hù)

1.混凝土路面病害類型

水泥混凝土路面具有承載力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，但是混凝土路面裂縫是水泥混凝土路面長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。水泥混凝土路面裂縫主要表現(xiàn)為表層裂縫和貫通板厚裂縫（也稱為貫穿裂縫），其產(chǎn)生的原因是不同的。

1.1 表層裂縫

（1）塑性收縮：在水泥混凝土路面施工中發(fā)生的顆粒不均勻分層離析，實(shí)際是粗骨料從混合料中分出，集料顆粒下沉，水分向上遷移，從而形成表面泌水，使水泥混凝土路面表面含水量增加，毛細(xì)水面形成凹面，產(chǎn)生較大的表面張力，同時(shí)固體顆粒間產(chǎn)生毛細(xì)管張力，促使顆粒凝集，當(dāng)混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗這一張力時(shí)混凝土表面則出現(xiàn)裂縫。影響混凝土塑性收縮開裂的內(nèi)部原因是水灰比、細(xì)摻料、混凝土的溫度、凝結(jié)時(shí)間等，外部因素是風(fēng)速、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度等。

（2）溫度引起裂縫：裂縫產(chǎn)生的原因是因?yàn)榛炷了褂玫脑牧鲜艿酵饨绲挠绊懚a(chǎn)生的。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，內(nèi)部溫度升高產(chǎn)生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，在混凝土表面引起拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。

（3）干燥裂縫：是在路面養(yǎng)護(hù)完畢，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后在表面出現(xiàn)的裂縫；這種裂縫多沿一個(gè)方向分布，裂縫較細(xì)，長(zhǎng)度一般在2～10Cm、縫寬0.1mm、深1～2cm。這類主要是施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起早期開裂?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性及強(qiáng)度也受到混凝土表面養(yǎng)護(hù)狀況的影響。過(guò)早開放交通也會(huì)破壞混凝土的內(nèi)部水化結(jié)構(gòu)，影響強(qiáng)度增長(zhǎng)，形成裂縫。

1.2貫穿裂縫

貫穿裂縫及斷板主要是在施工過(guò)程中產(chǎn)生。在混凝土早期裂縫中，可以說(shuō)沒有一種裂縫不與施工因素有關(guān)。施工裂縫主要是指由施工因素產(chǎn)生的裂縫，其成因主要有兩方面：

（1）振搗不夠，拆模過(guò)早，因而引起混凝土表面和邊部開裂。

（2）在不中斷交通的情況下，分邊施工，先期施工的混凝土板塊通車后，影響新澆筑的板塊，產(chǎn)生振動(dòng)裂縫。對(duì)防止施工裂縫的產(chǎn)生，并非一個(gè)純技術(shù)問(wèn)題，在很大程度上是施工管理問(wèn)題。只要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，正確執(zhí)行施工技術(shù)操作規(guī)程，因施工因素產(chǎn)生的裂縫是可以防止和避免的?？煞譃闄M向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫、板角裂縫等，其明顯特征是裂縫貫通混凝土板全厚。

2.混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1路面自身原因?qū)е旅姘彘_裂

（1）原材料因素

保證混凝土原材料質(zhì)量的前提是施工中嚴(yán)格把材料關(guān)。一般地，工程中原材料會(huì)存在如下問(wèn)題：粗集料方面，級(jí)配不良好，含有過(guò)多的針片狀顆粒，組成材料的級(jí)配不符合標(biāo)準(zhǔn)；細(xì)集料和粗集料中含泥量過(guò)高；水泥方面，體積安定差。在這種情況下混凝土路面面板的彎拉應(yīng)力很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，混凝土路面面板會(huì)不規(guī)則地產(chǎn)生斷裂，或在使用過(guò)程出現(xiàn)更多的病害。

（2）混凝土配合比因素

施工配合比與設(shè)計(jì)配合比的嚴(yán)格控制是混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵，其具體做法是經(jīng)常檢查骨料在施工中的級(jí)配和雜質(zhì)，出現(xiàn)待用骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不相符合時(shí)，將施工配合比必須進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。水灰比的控制也是混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵，水灰比過(guò)大，混合料偏稀，在凝固成型時(shí)，路面收縮率就大，從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫，水灰比過(guò)小，則混凝土拌合物的和易性就差，因此，在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān)，特別是水灰比這一關(guān)。

（3）混凝土路面施工工藝因素

混凝土路面的施工工藝直接會(huì)影響混凝土路面的質(zhì)量。首先，施工中的攪拌影響較大，攪拌時(shí)間不夠，材料拌和不均勻，攪拌過(guò)多，就會(huì)出現(xiàn)泌漿；其次，振搗也有影響，漏振或過(guò)振情況都將導(dǎo)致混凝土整體強(qiáng)度不一致，工程中由于水泥混凝土振搗不均勻?qū)⒃焖嗷炷谅访尜|(zhì)地不均勻，不連續(xù)。第三，澆筑的質(zhì)量也會(huì)影響混凝土路面的質(zhì)量， 施工中，要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，并合理設(shè)置施工縫和傳力桿，保持傳力桿與道路中心線及路面平行。出現(xiàn)傳力桿安裝偏斜時(shí)，應(yīng)改變縱坡變化、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部，以便有效降低引起的斷板的幾率。故施工過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土路面各工序的施工工序質(zhì)量，尤其要注意"振搗密實(shí)"。搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治，盡可能用水化熱小、初凝慢的水泥，并適時(shí)掌握切縫時(shí)間，保證切縫的有效性。

（4）養(yǎng)護(hù)因素

水泥混凝土施工完成后的養(yǎng)護(hù)工作也會(huì)影響混凝土路面的質(zhì)量，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土路面產(chǎn)生裂縫。施工時(shí)的天氣情況變化影響較大，如夏季氣溫高，風(fēng)力大使水分損失較快，如果不能及時(shí)灑水、不均勻，造成混凝土強(qiáng)度降低，在未到切縫時(shí)間產(chǎn)生斷板。在溫差大的天氣或大風(fēng)天氣施工時(shí)，為了確保晝夜溫差不至太大，混凝土路面施工完成后，采用遮陽(yáng)、灑水、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施。養(yǎng)護(hù)中，協(xié)調(diào)好交通開放的時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)生與養(yǎng)護(hù)。

2.2路面基層方面的原因

（1）基層材料施工質(zhì)量

在路面基層施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基層材料拌和不均勻，從而引起路面基層的強(qiáng)度差異較大，由于路基強(qiáng)度差異的存在導(dǎo)致了路基的沉降不均勻，因此，會(huì)造成路面板開裂。道路基層的不平整必然引起水泥混凝土路面厚度不等，在路面面層薄弱的地方，荷載作用很容易引起路面混凝土面板開裂。

（2）路面結(jié)構(gòu)不合理

公路建設(shè)施工中，早期的水泥混凝土道路大都采用水泥、石灰穩(wěn)定土材料鋪筑路基。利用這種材料作為水泥混凝土路面的基層是不適宜的，因?yàn)樵摲N材料的水穩(wěn)定性較差，被水浸泡后一旦有行車荷載的反復(fù)作用，很快就會(huì)形成唧泥，造成板底掏空，致使道板局部受力不均勻，引發(fā)路面破損。

養(yǎng)生條件差，早期通車，致使基層強(qiáng)度降低，基層產(chǎn)生裂縫。這種裂縫會(huì)反射到面層，基層具有調(diào)節(jié)路面板與土基之間的受力狀態(tài)、緩和或降低水、濕度對(duì)土基的影響，良好的承載、擴(kuò)載作用，提高路面的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善路面板的工作條件，同時(shí)改善施工條件，保證面層厚度均勻和保護(hù)碾壓平整的土基或墊層，有利于提高路面施工質(zhì)量。因此路面基層的施工質(zhì)量同樣要嚴(yán)格控制。

其它情況如路基及基層排水不良，長(zhǎng)期受水浸泡，引起路基及基層失穩(wěn)或強(qiáng)度不足，使路面產(chǎn)生不規(guī)則斷裂；車輛增長(zhǎng)速度過(guò)快，超載和超限車增多使混凝土路面在使用期內(nèi)超過(guò)規(guī)范要求，從而導(dǎo)致斷板。這就需要設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各方面不利因素對(duì)使用期道路的影響，建設(shè)部門加大資金投入，提高道路等級(jí)，各職能部門加大公路運(yùn)營(yíng)綜合治理力度。

2.3道路排水系統(tǒng)方面的原因

對(duì)水泥混凝土道路來(lái)說(shuō)，首先要考慮的問(wèn)題是對(duì)水的防治。如果排水系統(tǒng)存在缺陷，使本應(yīng)及時(shí)排走的水大量滯留在路上無(wú)法外排.勢(shì)必造成路面積水下滲至路基，導(dǎo)致路基強(qiáng)度的局部軟弱.從而出現(xiàn)大面積的嚴(yán)重病害。

水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因是比較復(fù)雜的，它和設(shè)計(jì)、施工及原材料的質(zhì)量均有密切關(guān)系，但通過(guò)一些措施，可以最大限度地減少裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路的使用壽命、改良路況，道路也會(huì)在設(shè)計(jì)壽命期間安全使用。

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