混凝土路面病害類(lèi)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(lèi)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)

Abstract： This paper introduces the types of cement concrete pavement cracks， and analyzes the causes of various diseases. Then focuses on the prevention and control of cracks of cement concrete pavement from selection of raw materials， concrete mix proportion design of concrete pavement， roughness index control and quality control of construction technology and management aspects of disease prevention and control of specific measures are put forward. Through the thesis research work， the result shows that through reasonable construction technology and the advanced maintenance methods can effectively prevent or reduce the disease of cement concrete pavement.

Keywords： Cement concrete pavement， Cracks， Cause， Prevention and curing

1.混凝土路面病害類(lèi)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(chēng)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(kāi)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?；炷劣不陂g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(lèi)主要是施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起早期開(kāi)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(kāi)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(méi)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(kāi)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(chē)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_(kāi)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(xiàn)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(xiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chē)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(chē)，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(chē)輛增長(zhǎng)速度過(guò)快，超載和超限車(chē)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(mén)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(mén)加大資金投入，提高道路等級(jí)，各職能部門(mén)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。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭玉民、關(guān)慶昌、旦小倫.水泥混凝土路面特點(diǎn)分析和施工工藝概述[J]

[2] 張敬波、劉延群、祝國(guó)林.水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及防治[J] .黑龍江交通科技.

[3] 邊玉成.水泥混凝土路面裂縫成因及預(yù)防措施[J]

[4] 鄧學(xué)均、黃曉明.路面設(shè)計(jì)原理與計(jì)算，2001

[5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范.GBJ97-98

[6] 翟站立.路基路面施工及養(yǎng)護(hù)技術(shù).北京：人民交通出版社

[7] 傅智、金志強(qiáng).水泥混凝土路面施工及養(yǎng)護(hù)技術(shù).北京：人民交通出版社，2003

【文章編號(hào)】1627-6868（2017）06-0050-02