水泥混凝土路面特點(diǎn)及破損原因

羅昌廷

（廣西新長(zhǎng)江高速公路有限責(zé)任公司 廣西南寧 530028）

水泥混凝土路面特點(diǎn)及破損原因

羅昌廷

（廣西新長(zhǎng)江高速公路有限責(zé)任公司 廣西南寧 530028）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通運(yùn)輸業(yè)也得到了快速的發(fā)展，這就使得公路的交通量越來越大，隨之而來的就是水泥混凝土路面受到比較嚴(yán)重的破損，路面的修復(fù)已經(jīng)成為公路有關(guān)部門比較關(guān)注的問題。對(duì)于此，首先要對(duì)其產(chǎn)生破損的原因進(jìn)行系統(tǒng)的分析，找到具體的原因，進(jìn)而才能夠?qū)ζ洳扇∠鄳?yīng)的應(yīng)對(duì)措施，改善道路的安全通行的能力。

水泥混凝土路面；路面特點(diǎn)；破損原因

對(duì)于水泥混凝土的道路來講，其最大的特點(diǎn)就是使用年限長(zhǎng)，并且對(duì)其維護(hù)、保養(yǎng)的費(fèi)用較低。在我國(guó)，水泥混凝土道路的應(yīng)用是比較廣發(fā)的，但隨著水泥混凝土路面的不斷增多，一部分的道路路面已經(jīng)達(dá)到或超過了其使用的年限，或者一部分路面在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)不當(dāng)?shù)囊蛩氐龋蛯?dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)了各種問題，例如斷板、錯(cuò)臺(tái)和唧泥等，這些路面問題將直接影響到道路的安全使用。

1 水泥混凝土路面的特點(diǎn)

所謂的水泥混凝土路面，就是指以水泥混凝土板作為道路的路面層，而道路主要是由面層、基層、路基和排水等組成。對(duì)于水泥混凝土路面來說，其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）路面的剛度大、強(qiáng)度高：對(duì)于水泥混凝土路面來講，其所使用的是水泥混凝土，該材料具有很高的剛度和強(qiáng)度，因此其具有很高的抗彎拉的功能，一般設(shè)計(jì)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)在4～5MPa左右，而實(shí)際設(shè)計(jì)中所使用的C35號(hào)混凝土其抗彎拉強(qiáng)度可達(dá)到6MPa左右，因此有著比較高的承載、荷載擴(kuò)散的能力等；

（2）穩(wěn)定性好：對(duì)于水泥混凝土路面來講，其具有良好的穩(wěn)定性，并且強(qiáng)度能夠隨著時(shí)間而增長(zhǎng)，因此其能夠在氣候條件多變的情況下具有比較穩(wěn)定的性能；

（3）耐久性好：混凝土其本身就有很好的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，因此其路面就具有很好的抗強(qiáng)度、剛度的性能，并且其使用的壽命很長(zhǎng)；

（4）抗侵蝕能力強(qiáng)：水泥混凝土路面對(duì)大多數(shù)的化學(xué)類物質(zhì)不算敏感，因此其具有很好的抗侵蝕能力；

（5）養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少：在實(shí)際使用中，水泥混凝土路面在維護(hù)中要比瀝青路面維護(hù)所使用的費(fèi)用要少很多；

（6）接縫多：在這一方面，對(duì)于水泥混凝土路面來講無疑是其比較薄弱的一點(diǎn)，這是導(dǎo)致唧泥、錯(cuò)臺(tái)和斷裂等問題出現(xiàn)的原因之一，并且還能夠?qū)π熊嚨倪m應(yīng)性造成一定的影響；

（7）對(duì)超載敏感：水泥混凝土材料一般都比較脆，一旦車輛在行駛的過程中超出了路面的極限，就會(huì)使其出現(xiàn)斷裂的情況；

（8）不能立即開放交通：在設(shè)計(jì)建造期間，所需時(shí)間比較長(zhǎng)，這樣就能夠使其獲得比較長(zhǎng)的使用期，還能夠?qū)ζ鋸?qiáng)度有所增強(qiáng)；

（9）行車噪聲大：在使用中，水泥混凝土路面在行車的過程中會(huì)有比較大的噪聲，特別是在其出現(xiàn)路面變形的時(shí)候。

2 混凝土路面破損原因

對(duì)于水泥混凝土路面，導(dǎo)致其破損的原因主要分為：設(shè)計(jì)缺陷、施工缺陷、外界因素等，具體原因如下：

2.1 水泥混凝土路面斷板

水泥混凝土路面，其主要就是以縱向、橫向或是斜向斷裂縫為主要發(fā)展而產(chǎn)生的完全斷裂的路面，這就是所謂的斷板。其最主要的特點(diǎn)就是裂縫能夠貫穿路面，不過雖說斜向裂縫一般會(huì)是垂直貫穿的，但是其從角隅到斷裂的兩段距離是小于或等于1/2的板邊長(zhǎng)度的，這就稱之為板角斷裂。

對(duì)于水泥混凝土路面來說，在其溫度、荷載的應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度以后，就會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生斷裂的情況，進(jìn)一步發(fā)展就成為了斷板。對(duì)于這些斷裂處，其產(chǎn)生的具體原因有以下幾方面原因：

（1）設(shè)計(jì)不合理：里面的厚度比較薄、板塊平面尺寸設(shè)計(jì)不合理以及混凝土材料的混合配比不合理等。

（2）超重車：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)變得比較繁重，尤其是以大噸位的車為主，其一旦超載就會(huì)大大縮短水泥混凝土路面的使用年限。

（3）路基不均勻沉降：對(duì)于該問題，其在水泥混凝土路面上主要產(chǎn)生的部位主要有：路基的交界處、路基密度不一致處、軟弱地基處、填挖相交斷面處、路基填充物不同的界面以及壓實(shí)度不足的部位等。

（4）基層失穩(wěn)：對(duì)于那些道路施工質(zhì)量不好的基層，其剛度、強(qiáng)度均不能夠保持一致，這樣就會(huì)使道路中的基層部位比較松散，或當(dāng)其在發(fā)生滲水的過程中其作用就會(huì)使部分材料被吸住，進(jìn)而使面層脫空，當(dāng)達(dá)到一定的程度后，受到的彎拉應(yīng)力大于水泥混凝土的強(qiáng)度后，就會(huì)導(dǎo)致面板出發(fā)生斷裂的情況；另一種原因是，在路面層處，接縫的填封材料失效，這就會(huì)使面板的空隙內(nèi)的積水瞬間變成壓水，然后就沿著接縫處噴出，最終唧泥現(xiàn)象。在這種狀況下，唧泥如果不斷的產(chǎn)生，就會(huì)使面板的邊緣處失去了應(yīng)有的支撐能力，最終在這種超負(fù)荷的情況下發(fā)生斷裂。

（5）初期微裂縫的擴(kuò)展：在混凝土進(jìn)行收縮的初期，其并沒有直接的表現(xiàn)在表面上，經(jīng)過一段的時(shí)間后，受到來自車輛行駛的壓力負(fù)載和多變的溫度等作用，就會(huì)使已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫加深，最后導(dǎo)致路面斷裂。

（6）排水不良：對(duì)于路面的排水問題，其實(shí)是比較常見的。一方面就是路基以及基層的排水不暢問題，如果其長(zhǎng)期受到水的浸泡就會(huì)導(dǎo)致路基的強(qiáng)度下降，使路基失去應(yīng)有的穩(wěn)定性，這樣就會(huì)導(dǎo)致路面上產(chǎn)生一些不規(guī)則的裂縫，最終發(fā)展成為斷裂；另一方面就是已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫處有水的滲入，這樣在冬季時(shí)就積水就會(huì)受凍而膨脹，使路面的裂縫變大、變嚴(yán)重。

2.2 裂縫

對(duì)于道路的裂縫來講，其主要包括四種，即縱向、橫向、斜向和交叉裂縫。一般來講，縱、橫以及斜向裂縫的破損程度都是指通底的裂縫，這就會(huì)將路面板塊分割成2～3塊左右，在最開始裂縫可能還未達(dá)到貫穿板面的程度，但其發(fā)展的最終結(jié)果就是貫穿板面。而對(duì)于交叉裂縫來講其一般都是將板面分割成3塊以上。對(duì)于裂縫，其產(chǎn)生的主要原因主要都有：超負(fù)荷行使、積水侵蝕、路基強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)以及接縫處拉開時(shí)周邊路基的傳遞能力下降等。

2.3 板角斷裂

板角斷裂一般就是指一條垂直通底的并且與板角的兩邊接縫相交的裂縫，其斷裂的距離要比端點(diǎn)所在的板長(zhǎng)的1/2相接近。導(dǎo)致板角斷裂的原因主要是由于路面的板角處經(jīng)常性的荷載的作用，使得路基的支撐強(qiáng)度不足，或產(chǎn)生一定的翹曲應(yīng)力等因素綜合影響。

2.4 接縫材料破損

水泥混凝土路面的接縫一般都為縱或橫縫，而橫縫都分為脹縫和縮縫兩種。對(duì)于脹縫來講，其在使用的過程中是隨著天氣溫度的變化而變化的：當(dāng)溫度上升時(shí)，填料物就會(huì)被擠壓出來；當(dāng)氣溫再下降后，填料物就不能夠順利的回到縫隙中，久而久之就會(huì)形成空隙，導(dǎo)致泥、砂、石等進(jìn)入到縫隙中，當(dāng)再次發(fā)生膨脹時(shí)就會(huì)受到阻礙，造成路面接縫處變形、破損等。雖說縮縫的變化比較小，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的收縮，也會(huì)將填縫材料老化，產(chǎn)生于脹縫一樣的結(jié)果。另外，在道路施工中，設(shè)計(jì)、建設(shè)不合理，切縫不規(guī)則也是導(dǎo)致接縫材料破損的主要原因。

2.5 邊、角剝落

所謂的邊、角脫落就是指在接縫的兩側(cè)60cm內(nèi)或是在板欠角15cm內(nèi)發(fā)生破損。其產(chǎn)生的原因就是在接縫處存在比較堅(jiān)硬的雜物，使其發(fā)生收縮或膨脹時(shí)產(chǎn)生了比較大的應(yīng)力，這樣接縫的邊緣處就非常容易被堅(jiān)硬的雜物損壞。

2.6 錯(cuò)臺(tái)

在接縫處，相鄰板面的高度差就是錯(cuò)臺(tái)。錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因就是在車輛行駛的過程中，使得接縫處的板塊出現(xiàn)不均勻的下沉的現(xiàn)象；另一種就死在溫度、濕度的影響下，接縫處發(fā)生翹曲。

2.7 唧泥

在車輛行駛中，路基層的填料物和水一起被擠出，逐漸使其喪失了對(duì)路基的支撐能力，再由于長(zhǎng)期荷載的作用下，最終導(dǎo)致斷裂的現(xiàn)象，這就稱為唧泥。產(chǎn)生的主要原因就是填縫料受到損壞、路面排水不暢等。

2.8 拱起

產(chǎn)生拱起的主要原因就是在接縫處，被堅(jiān)硬的雜物阻塞，或者是在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)其脹縫涉及的不合理，使得板面受熱不能夠自由收縮。

2.9 表面裂紋與層狀剝落

對(duì)于產(chǎn)生表面裂紋與層狀剝落的原因有：建設(shè)過程中，水灰比例過大，再加上使用過程中對(duì)路面維護(hù)不及時(shí)、使用化學(xué)的藥品等，這樣就會(huì)對(duì)道路造成比較嚴(yán)重的影響，尤其是使用一些具有堿性的物料，其與水泥中的某些硅類的物質(zhì)反應(yīng)，對(duì)水泥混凝土路面造成嚴(yán)重的破損。

2.10 坑洞

產(chǎn)生坑洞的原因是，在施工的過程中，施工的質(zhì)量較差，在用料的過程中混有一些雜物等或是在道路使用時(shí)，重物對(duì)路面的撞擊等情況。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文主要對(duì)水泥混凝土路面所存在的破損的原因進(jìn)行了詳細(xì)、系統(tǒng)的分析，因此希望在今后的道路設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)，時(shí)刻要注意可能會(huì)對(duì)道路的安全使用上出現(xiàn)的問題，堅(jiān)持科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)、建造，積極地對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行維護(hù)工作，以此來保證道路上的行駛安全。

[1]劉吉振，呂玉昇.試述水泥混凝土路面破損原因與修復(fù)方法.民營(yíng)科技，2010，03.

[2]田恩杰.高等級(jí)公路路面病害自動(dòng)檢測(cè)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2007.

[3]劉曉明，趙明華，王昌衡.基于專家系統(tǒng)和證據(jù)理論的路面破損原因評(píng)價(jià)方法研究[J].公路交通科技，2005，7.

U416.216

A

1004-7344（2016）15-0155-02

2016-3-20

羅昌廷（1980-），男，廣西南寧人，工程師，本科，主要從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作。