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中的應用比較普遍，就其在施工和養(yǎng)護中出現(xiàn)的各種病害、裂縫產生的過程，混凝土原材料、配合比、水灰比、施工操作等對質量的影響，以及產生外觀質量缺陷的原因進行了比較全面的評述。

關鍵詞：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發(fā)展迅猛，但工程質量不盡人意，并導致建設費用大大增加，為了能更好地控制好水泥混凝土路面的質量，下面就針對成渝高速公路上常見的水泥混凝土路面質量問題并結合自己在多年來的施工管理經驗作一廣泛的探討。

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、且雜質含量過高。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：砂的細度模數(shù)應在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，與水泥砂漿的粘結不夠好，使混凝土強度降低。應采用機軋碎石作骨料。

（5）砂、石材料內含有雜質。

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、石材料內雜質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?；纤淖饔檬鞘顾嗨夂退?，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采用拌和站并必須配置一定數(shù)量的自動計量設備，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生拉應力，易產生裂縫，影響混凝土的使用質量。

（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)，使混凝土內空隙增大。

（5）養(yǎng)護不及時。

混凝土的結構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，且薄層未經振搗結構強度低，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外，還與水泥有關。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而引起的。為了避免以上這種情況的產生，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側面蜂窩、麻面。

振搗不實、振搗不夠使混凝土內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生脫皮。

2.8灌縫問題。

（1）灌縫材料質量欠佳及漏灌。

灌縫材料質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，影響路面的使用質量。

（2）灌縫不及時、切縫深度不足及灌縫時縫內濕度太大。

灌縫不及時會使泥砂等雜質進入縫內，切縫深度不足及灌縫時縫內濕度太大，都會影響灌縫質量，灌縫必須在縫槽干燥的狀態(tài)下進行。目前，灌縫料質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. 結束語

總之，要抓好高速公路混凝土路面的質量，除路基質量要保證外，必須嚴格控制材料質量，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量。