淺談水泥混凝土路面常見病害及成因

鄭欣鴿

摘要

隨著水泥混凝土路面修筑技術的日臻完善，水泥混凝土路面發展的速度較快，在技術、經濟上也將顯示出明顯的優勢。然而由于水泥混凝土自身的低韌性，隨溫度、濕度變化的變形大，以及需設置接縫等缺點，不少路段出現斷裂、掉角、表面干裂等病害，隨著使用年限的延長，病害逐年增多，為此，有必要針對水泥混凝土路面的常見病害進行仔細分析，找出其產生的原因，并采取有效的預防措施。

關鍵詞：水泥混凝土 病害原因分析

1水泥混凝土路面常見病害及其原因

水泥混凝土路面常見的病害有兩類，一是水泥混凝土板損壞，二是接縫破損，下面就其產生的原因分別作出分析。

1.1 水泥混凝土板損壞的原因

水泥混凝土損壞可分為縱向裂縫、橫、斜向裂縫、沉降裂縫、干縮裂縫、溫度應力裂縫、反射裂縫、材料不良裂縫、掉角，交叉裂縫破碎板、孔洞、磨耗層脫落。

1.1.1 裂縫

（1）縱向裂縫

縱向裂縫通常大多出現在高填方，半填半挖路段、填挖交界以及軟土地基路段，主要是由于路基橫向不均沉降或板下的不均勻支撐造成的，由于路堤邊部土層的壓實度較中間部分差，一旦邊部土層變成潮濕，邊部土就產生固結變形，路堤形成橫向不均勻沉降，在行車荷載作用下，久而久之，路面就會出現縱向裂縫，半填半挖地段路基處理不好，這樣也會導致中路現出現縱向裂縫。

（2）橫斜向裂縫

路面橫、斜向裂縫通常發生在：①填挖相交斷面；②新老路基交接處；③土基密度不同部位；④橋涵通道等構造物和路基連接處；⑤軟弱地基；⑥失陷性黃土等特殊路段。

其原因主要是：①土基強度不夠或不均勻；②混凝土澆注后縫切割較晚，因板底各斷面磨擦系數不等，很可能在沒割縫前出現混板收縮，拉應力和溫度應力集中，并超過當時混凝土的抗拉應力；③溫差大，春秋兩季施工的混凝土路面，白天與晚上的溫差較大，一般在7-8℃，最大可達12℃。混凝土板的上面，下面對外界溫度敏感程度相差也較大，一般在10℃左右，因溫度的影響產生較大的翹曲應力；④現在所修的水泥混凝土路面，所用水泥全部采用建筑指標，至今沒有有路用指標水泥，只能采用外加劑進行緩凝，其材料指標不穩定；⑤在人工施工過程中，插入振搗棒時應是梅花形，如果在一個斷面插入過多，造成這一斷面漿體過多，骨料下沉集中的分層離析，至使下沉骨料集中，漿體含量少，收縮值小，上層漿體集中骨料少，收縮值大，這個斷面很容易出現斷裂；⑥真空吸水的搭接處，處理不合理，造成混凝土板含水量分布不均勻，中部已達到塑性強度，邊部仍呈彈軟狀態，這樣搭接處也容易出現斷裂；⑦養生不及時或因路面有縱坡出現養生空白段，至使強度降低，都可出現裂縫；⑧因施工時不斷交，半幅施工，混凝土澆注在塑性強度時，由于旁邊重型車輛的行駛，產生的振動，混凝土板有可能出現裂縫；⑨施工時兩車料相接處振搗時沒有特別注意，振搗不密實，蜂窩較多，因而形成一個強度薄弱的橫斷面，也容易在斷面上出現裂縫；

（3）沉降裂縫

在硬化前，混凝土還處于塑性狀態，由于組成材料的密度不同而發生沉降，內部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發生在抹面層。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時，因水份很快被基層吸收，會引起大的收縮而產生寬而深的裂縫。

（4）干縮裂縫

水泥中的硅酸二鈣可產生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的硅酸三鈣水化時需大量的水，養護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大，這樣就導致因水份蒸發，使干縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，使混凝土產生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯，沒有一定的規律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發絲相似。

（5）溫度應力裂縫

這主要是因晝夜溫差太大，而產生較大的溫度應力，由于沒有設置伸縮縫和對混凝土面板進行及時切割，而造成面板拉裂。因為混凝土材料對溫度的變比而引起的伸縮量約為每度0.01mm，當累計長度內溫度應為超過抗拉強度時，就會發生裂縫。

（6）反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進行及時處理，而反射到面層，使面層斷裂。

（7）材料不良裂縫

① 水泥安定性不良引起的裂縫

② 因拌和物溫度過高，而出現“假凝”現象，并使混凝土板塊斷裂

③ 水及砂中有害雜質對水泥混凝土有腐蝕作用

1.1.2 掉角

通常由于脹、縮縫或施工縫填料選擇不當，或者填縫料失效，造成路表水沿縫隙不滲，尤其是當板下基層排水不暢，或基層材料細料過多，基層材料耐沖刷性較差時，在車輛荷載反復作用下，真空吸力就會使扳角處產生唧泥，板下被沖刷掏空，造成板角應力集中，從而導致路面板出現掉角。

1.1.3 交叉裂縫和破碎板

交叉裂縫和破碎板是水泥混凝土路面的一種嚴重破壞形式，對行車的安全和舒適性產生較大的影響，公路運輸超載嚴重，路面板厚度不足或強度偏低，板底脫空基層松散或強度不夠，土基的不均勻沉降地下水位過高路基液化等都可能會導致路面板出現交叉裂縫或破碎板。

1.1.4 孔洞

混凝土路面表面呈現破損和孔洞，主要原因是施工質量差，或混凝土材料中夾帶朽木紙張和泥塊樹葉等雜物，還有春季施工，水中夾帶冰塊造成的。

1.1.5 磨耗層局部脫落

磨耗層局部脫落，出現露骨麻面現象，其原因：①行駛在路面上的某種車輛機械的金屬硬輪、硬石子等撞擊，摩擦路面而形成破損；②施工中，因緩凝劑級配不合理或指標不穩定，造成成型時間超過了初凝時間，造成面層強度損失；③在施工中，振搗過后混凝土板厚不夠，為了省事，只拌砂漿找平，或用推搟的方法找平，從而形成一層砂漿層。這樣不僅造成表面水灰比不均勻，出現網裂，在車輪反復作用下，甚至出現脫皮，露骨，如果水泥穩定性能差一些，就很容易出現麻面現象。

1.1.6 表面壓紋不均勻

由于路面施工平整度及壓紋時間掌握不好等原因，導致壓紋深度不均勻。

1.2 接縫破損原因

接縫是水泥混凝土路面的薄弱環節，接縫病害，損壞的形態和影響范圍主要包括：接縫擠碎，拱起，唧泥和板底脫空，錯臺、填縫料喪失和脫落等幾種病害。

（1）接縫擠碎

接縫擠碎是指鄰近接縫或裂縫約50cm寬度范圍內，出現未擴展整個板厚的裂縫或者混凝土分裂碎塊。接縫擠碎主要是由于接縫施工不當（包括縫板不垂直上寬下窄，傳力桿，拉桿設置不當等），或者因填縫料剝落，擠出，老化，接縫被硬石子阻塞，接縫處兩端混凝土強度不一致，由于傳力桿的作用，同樣會造成混凝土板破碎現象.

（2）拱起

混凝土板脹縫間距較長，頭一至二年混凝土板在伸脹時還不明顯。收縮時，因接縫填縫料失效，板縫就會掉進土或石子，加上養護不及時清掃。個別脹縫拱起，落下后因板折斷，重疊后有17cm之多。大部分混凝土路面的拱起病害，都在使用六年以后。

（3）唧泥和板底脫空

唧泥和板底脫空病害是指板接裂縫或邊緣下的基層細料被滲入并滯在板底的有壓水從縫中或邊緣處唧出，并由此造成板底面與基層頂面出現局部范圍脫空。接縫填縫料失效，基層材料不耐沖刷，接縫傳荷能力差和重載反復作用是引起唧泥的主要原因。

（4）錯臺

錯臺產生的原因較多，主要是：①當脹縫下部接縫板與上部縫隙未能對齊，或賬縫不垂直，則縫旁兩板在伸脹擠壓過程中會上下錯動而形成錯臺；②由于水的滲入使基層軟化；③傳力桿放置不合理，使傳力效果降低，都會導致錯臺的產生；④當交通量或基層承載力在橫向各幅上分布不均勻，各幅的沉降不一致，或路基填料土質不均勻，地下水位高，碾壓不密實，這三種情況結合在一起，冬季產生不均勻凍脹，縱縫也產生錯臺現象。

（5）填逢料喪失和脫落

在板縫填縫料失效和車輪行走振動的作用下，填縫會被擠出而被車輪帶走。

2結論

水泥混凝土路面的病害，形成的原因很多，但主要是路基、基層強度不均勻，接縫料失效，不按規范施工，養護管理不善造成的。因為水泥混凝土路面一次性投資大，出現病害不好修復，所以從設計、施工、養護管理，一定要對每一個環節認真負責，不然都有可能給混凝土路面造成不良后果。

參考文獻

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