水泥混凝土路面破坏原因及预防措施分析

逯 杰

(阳煤宏厦三建预拌砼分公司，山西 阳泉 045000)



水泥混凝土路面破坏原因及预防措施分析

逯 杰

(阳煤宏厦三建预拌砼分公司，山西 阳泉 045000)

介绍了水泥混凝土路面的概念及分类，分析了混凝土路面破坏的原因，从严把设计关、施工工艺控制、施工材料控制等方面，阐述了水泥混凝土路面破坏的预防措施，有利于延长路面使用寿命。

水泥，混凝土，路面，基层，质量

我国自20世纪20年代末开始在少数大城市的道路上使用水泥混凝土路面。到50年代，随着水泥工业的发展，在一些大、中城市的主干道以及飞机场跑道上，水泥混凝土路面被大规模铺筑。近些年来，水泥混凝土路面广泛的应用于我国公路的建设施工中，占据着公路网的重要的地位。

1 水泥混凝土路面的概述及分类

水泥混凝土路面是用水泥混凝土为主要材料做面层的路面。主要分为素混凝土路面、钢筋混凝土路面、连续配筋混凝土路面和预应力混凝土路面。素混凝土路面是：除接缝区和局部范围外，不配置钢筋的现场浇筑的普通混凝土路面，这类路面在水泥混凝土路面中应用最广泛；钢筋混凝土路面是指在混凝土路面板内，沿纵横向配置钢筋网，以减轻板面裂纹的产生和扩张。连续配筋混凝土路面是：在混凝土路面板内横筋、纵筋的配筋比率增加的混凝土路面，在面板的端部应设置自由式或者锚固式端缝，防止面板的涨缩活动，与素混凝土路面相比，使用钢筋数量较多，工程量大，施工工艺更加复杂，因此也导致工程造价更高；预应力混凝土路面，根据路面构造的不同可以划分为：无筋预应力路面、有筋预应力路面及自应力路面三种，由于预应力混凝土路面施工工艺较为复杂，所需施工工具性能要求更高，除在少数飞机场建设中得到部分应用外，尚未普遍推广。

2 水泥混凝土路面破坏的原因

2.1 施工时造成的原因

2.1.1 路基施工问题

在水泥混凝土路面施工过程中，未严格按照国家相关路基施工的技术标准，来选择路基填筑材料，从而导致路基土质填充不均匀,土基碾压不结实。后期就会因为土基压实度达不到设计强度的要求致使路基产生沉降现象,不均匀的沉降,使路面基层强度不够,整体参差不齐,必然会影响水泥混凝土面层板厚及强度的不均匀,面层板设计厚度不达标,那么板薄的地方抗压强度就不够,在荷载和温度的作用下,严重影响水泥混凝土路面的使用性能[1]。

2.1.2 基层施工问题

1)未设基层。

在一些路面工程中会直接将混凝土面层放在土基上,由于土基细料含量多和抗冲刷能力低且容易变形,当填缝料失效、混凝土面层接缝被破坏、失去防水能力时,细料和水一起从板接缝处喷溅出稀泥浆。加剧板角裂缝，加速路面的破坏。同时土基会随着气温降低,发生冻胀，使面层发生不均匀的断裂。土基经过多次冻融交替,稳定性和承载力都会急剧下降。在负载的长期作用下很容易发生沉陷。由于土基顶面承受的压力较大,容易造成土基顶面发生开裂,造成面层裂缝。

2)基层施工质量低。

基层的强度和稳定性影响着面层的强度和稳定性。因此基层施工必须要保证质量，集料一定要采用标准级配的，进行基层铺筑的施工材料不能含有有害物质、粘结块等的，严格按照相关制度控制基层的标高。因为如果基层标高不符合，就必须要进行二次补加，但是二次补加层由于自身厚度小，又极易松散，因此无法与下层基层建立紧密连接，必然造成路面破坏。同样基层适用质量差的填料或者没有压实，都会发生不均匀沉降，当应力超过极限强度时，极易在厚度薄弱处产生裂缝。

2.1.3 路面施工问题

在水泥混凝土路面施工之前，必须要用水地基进行湿润，因为如果在浇筑水泥混凝土前没有用水地基进行湿润，就会因为缺水造成水泥混凝土板发生开裂。路面水泥混凝土浇筑，一定要严格按照设定标高进行，如果厚度不够均匀，会导致路面受力不均匀，如果某一地块地面容易受力集中现象,地面随之会发生裂缝。

1)材料问题。

另外应用于水泥混凝土路面的水泥质量、集料质量都会对水泥混凝土路面产生很大的影响。因为标号、品种不同的水泥，其性质也是存在很大差别的，若将其按不同种类混用,硬化时间和收缩量也是不同的,这也将是造成水泥混凝土路面开裂的原因；采用不合格的集料级配也可能造成混凝土不均匀分布，形成薄厚不一的区域，很容易造成水泥混凝土路面出现裂缝。

另外，水泥混凝土的水灰配比选用不当、混凝土搅拌时间不足、搅拌不均匀、振捣质量不足等，都严重地影响路面混凝土的性能，如果强度不够，很容易导致路面产生裂缝。

2)切缝问题。

切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，切缝的时机以及切缝的深度一定要把握准确。如果过早切缝，砂浆中的粗骨料会从中跳脱；太晚切缝，如果混凝土产生的拉应力大于其容许值，就会造成混凝土板开裂；不能切的太深，太深会难以保证板间的传荷能力；同时也不能切得太浅，太浅不能有力的削弱混凝土截面的强度，面层上就会有不规则的裂缝产生。接缝料对于保证混凝土板的正常使用非常重要，填缝料的缺失,使外部雨水或路面积水通过接缝直接渗入到下层,如有外力施加,就会造成板块出现细料和水一起从板接缝处喷溅出稀泥浆的现象,频繁的喷溅出稀泥浆就会使板底基层材料被淘空,使路面板从接缝处出现断裂破坏现象。

2.2 使用中破坏的原因

2.2.1 过早投入使用

水泥混凝土路面刚刚浇筑完毕，混凝土的强度不够高，无法承受行车带来的荷载，如果立即将水泥混凝土路投入使用，会使混凝土路面很轻易遭到严重破坏，路面会产生大量的裂缝。

2.2.2 路面排水处理不当

水泥混凝土路面没有做好防水、排水处理。雨季，路面会出现大量积水，由于排水系统的缺陷，积水不能够即时的外排，渗入到路基土层中，导致路基强度的局部软弱，影响到路基的稳定性。

2.2.3 温度的影响

温度的变化会导致应力变化。水泥混凝土具有热胀冷缩的特性，气温高的时候，相应的水泥混凝土路面的温度要比气温高20 ℃以上。当水泥混凝土路面温度高达到60 ℃左右时，在温度应力的作用下水泥混凝土板面就会发生变形，中间凹，四角凸，形状像洼地。如果地面不能自由变形，那么结构内产生的应力超过了混凝土抗拉强度时，路面会有温度裂缝产生。

2.2.4 车辆超载

随着经济的快速发展，交通运输量增加，越来越多的大吨位、超重车辆随之产生。严重影响到了水泥混凝土路面的使用寿命，当超过了水泥混凝土路板的承受能力时，路面会出现大量裂缝，甚至破碎。

3 水泥混凝土路面破坏预防措施

3.1 严把设计关

任何施工项目在开工前，都会组织一些有资质的设计人员和专家，根据当地的地理位置、环境、地形以及水文地质、交通运输组成和行驶车辆的类别等详细情况，进行反复的实地考察，根据在当地考察的实际情况，经过多次讨论，最终提出符合实际的施工方案和要求，同时确定出适宜的水泥混凝土路面板和随之搭配的排水系统，确定合理、经济、符合搭配规定的水泥混凝土配合比方案。根据最大的荷载来设计水泥混凝土路面，保证拥有足够的强度。根据实际路况在一些薄弱区域或可能被弯拉的地方用钢筋来补充强。要有完善的路基排水设施，具体设置因地而异，尽量设置在中湿或干燥的地方，避免路基湿度过大软化[2]。

3.2 施工工艺的控制

3.2.1 基层质量控制

1)基层标高、平整度的控制。

对基层顶面标高要进行严格控制，保证厚度均匀一致的混凝土路面板。如果基层出现标高不足的情况，则必须返工重做，不能通过抛撒松散基层材料等填补标高的方法。在浇筑水泥混凝土之前，保持基层用水湿润的状态。

2)路基质量的控制。

必须保证路基压实质量的压实度值和弯沉值符合国家相关规定，确保路基的强度足够、均匀。对于特殊的路段要进行特殊设计，清理不适宜的施工材料，正确处理软土地基，不同种类的土壤应分层填筑，以提高路基的承载能力和强度，在进行路基填筑施工时，必须要对路基进行反复平整、压实，选用优质的填料。同时，应该考虑到积水、地下水对路基稳定性的影响，设置完善的排水设施。

3.2.2 面层施工工艺控制

1)在水泥混凝土路面施工过程中，水泥混凝土的混合料配合比的控制必须要严格按照设计的要求，在混凝土振捣施工过程中，合理控制振捣时间，保证水泥混凝土振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀,将造成水泥混凝土的密实度不均匀，进而导致承受应力不均匀,从而易使面板产生断板。

2)在施工之前，应仔细检查各机械设备是否具备完好的性能，严禁使用有故障的机械设备施工。施工现场应配备备用机械设备，保证施工作业能够连续进行。因此，混凝土路面施工应采用先进的大型机具设备，严禁使用淘汰的小型机具。

3)根据施工现场的实际情况，确定最合适的切缝时间，切缝的深度要严格按照设计标准，严禁太深或太浅。灌缝应选用性能良好的填缝料，保证与板壁的粘结性，令缝隙填充更加密实，防止路面水渗进基层和路基，以延长路面的使用寿命。

4)严禁过早开放交通，将水泥混凝土路投入使用，避免混凝土路面遭到破坏，产生裂缝。同时养护车辆也不能直接在刚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 保证施工材料的质量

要保证混凝土的质量，就必须使用合格的原材料。各种材料必须符合相关质量要求。就如水泥必须使用性能稳定、强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好的材料，对于稳定性差、强度弱的水泥必须禁止使用；标号、厂家、种类、批产不同的水泥也要严禁混合使用。集料(砂、碎石)也应该选择符合规定、要求的材料，对质量不符的集料必须禁止使用。

3.3.2 严格控制混凝土配合比

对于混凝土的配比必须要精准，可通过一些现代化的配料机械设备，按照工程设计对混凝土根据配合比实行准确配料；要及时对集料的含水量进行检测，保证用水量的适宜，水灰比的准确。

3.4 其他预防措施

加强对水泥混凝土路面养护，及时进行洒水和清扫，确保路面的湿润、清洁；加强对超限超载车辆管理力度，对路面上行驶车辆进行不定期监督抽检，严格控制超限超载车辆的行使，减少车辆对水泥混凝土路面的破坏，延长路面的使用寿命。

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

[2] 谭长会.浅析水泥混凝土路面破坏的原因及防治措施[J].黑龙江科技信息，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，助理工程师

U416.216

A