淺談水泥砼路面常見病害與防治措施

李秋菊

摘 要 在重交通荷載、超載、水毀以及其他自然環境等諸多外部因素的影響下，近期修建的水泥砼路面行車后不久就出現了不同程度的病害，導致路面使用性能迅速下降，而且也給養護和維修帶來了較大的難度。

關鍵詞 水泥砼路面 常見病害 產生原因 預防措施

水泥砼路面是以水泥漿為膠凝材料，以粗細骨料為強度剛架形成強度的一種高級路面，其具有剛度大、強度高、耐磨特性好、整體性和穩定性優等特點。水泥砼路面的修筑，對提高我國的公路路面質量，增強公路的抗災能力，改善公路的行車條件，提高客貨運輸效益起到了積極的作用。但是，在重交通荷載、超載、水毀以及其他自然環境等諸多外部因素的影響下，近期修建的水泥砼路面行車后不久就出現了不同程度的病害，導致路面使用性能迅速下降，而且也給養護和維修帶來了較大的難度。下面，筆者就相關問題進行分析、闡述。

一、水泥砼路面常見的病害和產生的原因

水泥砼路面最主要的病害當屬裂縫和斷板。裂縫會把路面板分為數塊，破壞路面結構的完整性，進而逐步喪失路面整體剛度，直至最后完全失去承載力而喪失使用功能。而斷板則是溫度應力與荷載應力超過砼的抗拉強度，導致水泥砼路面板產生斷裂發展而成。

1.砼板裂縫產生的原因。（1）砼強度偏低及行車荷載渠化作用。一般砼路面設計強度等級為C35，設計抗折強度為4.5 MPa，由于施工的不均勻性而造成材料的質量不符合技術要求，加之施工工藝不妥、振搗不密實、過早通車、養護不規范、配合比不正確、施工時偷工減料等原因，往往致使實際的砼路面強度達不到設計強度，砼路面板在車輪軸載的反復作用所產生荷載應力與其他應力共同作用下，當應力的不利組合達到或超過其強度應力時產生裂縫。

（2）收縮應力的作用。砼路面在外界溫度下降時產生收縮。由于現場澆筑砼的水泥漿滲入基礎，與基礎表層材料黏結成整體，當板面出現滑動趨勢時，阻力來自基礎材料內部的水平抗剪力，且這鐘摩阻力遠遠超過一般的滑動摩阻力。因此，這種約束引起路面的收縮應力未設接縫的砼路面板塊在溫度下降15 ℃時，由于混合料在終凝以后，很短時間內容許拉應力極低，導致這時砼路面通常會出現橫向貫穿裂縫。

（3）翹曲應力作用。由于砼板基層土基的熱導性能較差，當氣溫變化快時，砼板面與板底產生溫差，因而板底與板頂的脹縮變形大小不同，這些變形又將受到板的自重，地基反力和相鄰板的牽制作用而產生翹曲應力，當溫度應力超過容許范圍時，路面板會產生裂縫或被擠碎。

（4）溫度和溫度變化。砼硬化期間水泥放出大量的水化熱。內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力，后期在降溫過程中，由于受到基礎的約束，又會在砼內不出現拉應力，氣溫的降低也會在砼表面引起很大的拉應力，當這些拉應力超過砼的抗裂能力時，既會產生裂縫，許多砼的內部濕度變化很小或變化較慢，但邊面濕度較大，或發展劇烈變化。另外，如養護不周，時干時濕，表面干縮變行受到內部砼的結束，也會導致裂縫。

（5）基礎的不均勻沉降：由于基礎強度和剛度不足，在輪載的反復作用下，在板角邊之下的地基會產生較大的塑性變形使部分地基與板底之間失去緊密的接觸條件，造成板下的局部脫空現象，使板內產生附加應力而導致的破壞。當土基穩定性差或不均勻時，在輪載的反復作用下，以及在周圍水溫變化的影響下，會出現較大的不均勻變形也將導致砼路面、板的損壞、斷裂。

2.砼板早期開裂斷板產生的原因。（1）原材料不合格。一是水泥安全性差強度不足。水泥凝結硬化后還在繼續起水化作用。水泥強度不足也會影響砼的初期強度，使開裂斷板的幾率大大增加，水泥的水化熱高收縮大，也容易導致開裂。二是集料含泥量及有機質含量超標。砼中水泥與骨料的界面黏結不良，往往是產生初期開裂的薄弱部位，集料的含泥量和有機質含量超過規范要求，必然會選成界面缺陷，容易開裂。

（2）基層標高的失控和不平整。一是基層標高失控，造成路面厚度不一致，對薄或厚交界處將成為薄弱斷面。二是在砼收縮時難以承受拉應力而開裂，基層不平整會大大地增加其與砼界面的磨阻力，易在較薄弱路面開裂。三是用松散材料處理基層標高失控或不平整時，上層砼拌和物的水分或砂漿會下滲被基層吸收，使下部砼變的疏松，強度降低導致開裂，

（3）砼配合比不當。一是單位水泥用量偏大，砼中引起收縮的主要是水泥石部分，過多的水泥用量，必然會導致較大的收縮。二是水灰比偏大，偏大的水灰比，增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度，影響了砼的強度。三是施工中計量不準，尤其是未根據集料中的含水量及時調整用水量，會影響砼的配合比的準確性，從而影響其初期強度。四是一般情況下，砼配合比按飽和面干的狀態設計，如使用長期在日光暴曬下的過干骨料，會大量吸收和用水而影響水灰比的準確性影響砼強度。

（4）施工工藝不當。一是攪拌不足或過分，振搗不密實形成的砼強度不足或不均勻，易導致早期開裂斷板。二是砼澆筑間斷，如停電，機械故障運輸不暢，氣候容變，伴料等原因使砼澆筑作業中斷。三是養生不及時或養護方法不當。四是施工車輛過早通行等原因都會成為水泥砼面板早期開裂或斷板。

3.水泥砼路面在使用期開裂斷板的原因。一是設計不當。路面厚度偏薄導致耐久性下降，排水設計不當。二是超載車的影響：由于交通運輸業的迅速發展，大噸位車輛逐年增多，單軸軸載比原設計計算軸載增加幾倍，所以，超重車的增加是水泥砼路面使用期開裂斷板的重要原因。三是路基不均勻沉降：在路面長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，路基產生不均勻沉降，致使沉降量不同的結合面產生錯臺，面板由于荷載作用導致斷裂。

二、水泥砼路面斷板的防治措施

1.水泥砼路面斷板的早期防治措施。一是合格的原材料是保證砼質量的必要文件。二是基層標高的控制和平整度的控制。三是嚴格控制砼的配合比。四是施工工藝的控制。五是邊界影響的控制。

2.水泥砼路面使用期開裂斷板的防治措施。一是設計要與社會發展相一致。二是依法治路，嚴格控制超重車輛通行。三是對路基質量的控制。四是基層質量的控制。五是及時采取措施，封填微裂縫。六是橋涵施工過程中，應結合前面鋪裝，認真處理好路橋結合部位，防止不均勻沉降，加強養護工作，對排水系統中發現的問題及時處理，避免造成較大的病害

3.為防止或減少上述病害可采取以下措施。一是嚴格控制原材料質量，搞好配合比設計，正確投料。二是嚴格控制水泥強度和水灰比。注意振搗密實，確保砼路面達到設計強度。三是從控制溫度和改善約束條件來年感方面入手，減輕溫度應力，并注意早期養生報濕。四是注意路基的均勻壓實，保證土基穩定性、均勻性、基層的強度剛度，使路面板得緊密均勻堅硬的支撐。在路基排水不良地段可增加墊層，以排出或割斷地下水對路基的影響。五是正確設置傳力桿和施工脹縫，按規定及時鋸切縮縫。六是認真做好接縫必須選用滿足功能要求的密封接縫材料。選擇合理的接縫構造尺寸，必須做好接縫清洗和表面處理工作，對接縫密封材料要加強養護。七是制定合理切實可行的排水體系，及時排出路表、路面下各層次的水，以及切斷地下水漫入，對路面原有的排水體系要加強疏通，不能滿足要求的就應完善維修以及時有效的排出路面結構層的積水。

三、結束語

綜上所述，要保證水泥砼路面的長期使用，應從路基和路面的質量控制就開始重視。例如，各層的施工必須按照設計要求進行，完善施工工藝和施工方法，提高施工質量，從源頭上解決根本上的問題，從而全面提高路面質量和行車舒適性，并保證社會效益。