浅谈水泥混凝土路面常见病害及成因

郑欣鸽

摘要

随着水泥混凝土路面修筑技术的日臻完善，水泥混凝土路面发展的速度较快，在技术、经济上也将显示出明显的优势。然而由于水泥混凝土自身的低韧性，随温度、湿度变化的变形大，以及需设置接缝等缺点，不少路段出现断裂、掉角、表面干裂等病害，随着使用年限的延长，病害逐年增多，为此，有必要针对水泥混凝土路面的常见病害进行仔细分析，找出其产生的原因，并采取有效的预防措施。

关键词：水泥混凝土 病害原因分析

1水泥混凝土路面常见病害及其原因

水泥混凝土路面常见的病害有两类，一是水泥混凝土板损坏，二是接缝破损，下面就其产生的原因分别作出分析。

1.1 水泥混凝土板损坏的原因

水泥混凝土损坏可分为纵向裂缝、横、斜向裂缝、沉降裂缝、干缩裂缝、温度应力裂缝、反射裂缝、材料不良裂缝、掉角，交叉裂缝破碎板、孔洞、磨耗层脱落。

1.1.1 裂缝

（1）纵向裂缝

纵向裂缝通常大多出现在高填方，半填半挖路段、填挖交界以及软土地基路段，主要是由于路基横向不均沉降或板下的不均匀支撑造成的，由于路堤边部土层的压实度较中间部分差，一旦边部土层变成潮湿，边部土就产生固结变形，路堤形成横向不均匀沉降，在行车荷载作用下，久而久之，路面就会出现纵向裂缝，半填半挖地段路基处理不好，这样也会导致中路现出现纵向裂缝。

（2）横斜向裂缝

路面横、斜向裂缝通常发生在：①填挖相交断面；②新老路基交接处；③土基密度不同部位；④桥涵通道等构造物和路基连接处；⑤软弱地基；⑥失陷性黄土等特殊路段。

其原因主要是：①土基强度不够或不均匀；②混凝土浇注后缝切割较晚，因板底各断面磨擦系数不等，很可能在没割缝前出现混板收缩，拉应力和温度应力集中，并超过当时混凝土的抗拉应力；③温差大，春秋两季施工的混凝土路面，白天与晚上的温差较大，一般在7-8℃，最大可达12℃。混凝土板的上面，下面对外界温度敏感程度相差也较大，一般在10℃左右，因温度的影响产生较大的翘曲应力；④现在所修的水泥混凝土路面，所用水泥全部采用建筑指标，至今没有有路用指标水泥，只能采用外加剂进行缓凝，其材料指标不稳定；⑤在人工施工过程中，插入振捣棒时应是梅花形，如果在一个断面插入过多，造成这一断面浆体过多，骨料下沉集中的分层离析，至使下沉骨料集中，浆体含量少，收缩值小，上层浆体集中骨料少，收缩值大，这个断面很容易出现断裂；⑥真空吸水的搭接处，处理不合理，造成混凝土板含水量分布不均匀，中部已达到塑性强度，边部仍呈弹软状态，这样搭接处也容易出现断裂；⑦养生不及时或因路面有纵坡出现养生空白段，至使强度降低，都可出现裂缝；⑧因施工时不断交，半幅施工，混凝土浇注在塑性强度时，由于旁边重型车辆的行驶，产生的振动，混凝土板有可能出现裂缝；⑨施工时两车料相接处振捣时没有特别注意，振捣不密实，蜂窝较多，因而形成一个强度薄弱的横断面，也容易在断面上出现裂缝；

（3）沉降裂缝

在硬化前，混凝土还处于塑性状态，由于组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时，因水份很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。

（4）干缩裂缝

水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的硅酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大，这样就导致因水份蒸发，使干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似。

（5）温度应力裂缝

这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01mm，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。

（6）反射裂缝

由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。

（7）材料不良裂缝

① 水泥安定性不良引起的裂缝

② 因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使混凝土板块断裂

③ 水及砂中有害杂质对水泥混凝土有腐蚀作用

1.1.2 掉角

通常由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当，或者填缝料失效，造成路表水沿缝隙不渗，尤其是当板下基层排水不畅，或基层材料细料过多，基层材料耐冲刷性较差时，在车辆荷载反复作用下，真空吸力就会使扳角处产生唧泥，板下被冲刷掏空，造成板角应力集中，从而导致路面板出现掉角。

1.1.3 交叉裂缝和破碎板

交叉裂缝和破碎板是水泥混凝土路面的一种严重破坏形式，对行车的安全和舒适性产生较大的影响，公路运输超载严重，路面板厚度不足或强度偏低，板底脱空基层松散或强度不够，土基的不均匀沉降地下水位过高路基液化等都可能会导致路面板出现交叉裂缝或破碎板。

1.1.4 孔洞

混凝土路面表面呈现破损和孔洞，主要原因是施工质量差，或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物，还有春季施工，水中夹带冰块造成的。

1.1.5 磨耗层局部脱落

磨耗层局部脱落，出现露骨麻面现象，其原因：①行驶在路面上的某种车辆机械的金属硬轮、硬石子等撞击，摩擦路面而形成破损；②施工中，因缓凝剂级配不合理或指标不稳定，造成成型时间超过了初凝时间，造成面层强度损失；③在施工中，振捣过后混凝土板厚不够，为了省事，只拌砂浆找平，或用推擀的方法找平，从而形成一层砂浆层。这样不仅造成表面水灰比不均匀，出现网裂，在车轮反复作用下，甚至出现脱皮，露骨，如果水泥稳定性能差一些，就很容易出现麻面现象。

1.1.6 表面压纹不均匀

由于路面施工平整度及压纹时间掌握不好等原因，导致压纹深度不均匀。

1.2 接缝破损原因

接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节，接缝病害，损坏的形态和影响范围主要包括：接缝挤碎，拱起，唧泥和板底脱空，错台、填缝料丧失和脱落等几种病害。

（1）接缝挤碎

接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50cm宽度范围内，出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分裂碎块。接缝挤碎主要是由于接缝施工不当（包括缝板不垂直上宽下窄，传力杆，拉杆设置不当等），或者因填缝料剥落，挤出，老化，接缝被硬石子阻塞，接缝处两端混凝土强度不一致，由于传力杆的作用，同样会造成混凝土板破碎现象.

（2）拱起

混凝土板胀缝间距较长，头一至二年混凝土板在伸胀时还不明显。收缩时，因接缝填缝料失效，板缝就会掉进土或石子，加上养护不及时清扫。个别胀缝拱起，落下后因板折断，重叠后有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）唧泥和板底脱空

唧泥和板底脱空病害是指板接裂缝或边缘下的基层细料被渗入并滞在板底的有压水从缝中或边缘处唧出，并由此造成板底面与基层顶面出现局部范围脱空。接缝填缝料失效，基层材料不耐冲刷，接缝传荷能力差和重载反复作用是引起唧泥的主要原因。

（4）错台

错台产生的原因较多，主要是：①当胀缝下部接缝板与上部缝隙未能对齐，或账缝不垂直，则缝旁两板在伸胀挤压过程中会上下错动而形成错台；②由于水的渗入使基层软化；③传力杆放置不合理，使傳力效果降低，都会导致错台的产生；④当交通量或基层承载力在横向各幅上分布不均匀，各幅的沉降不一致，或路基填料土质不均匀，地下水位高，碾压不密实，这三种情况结合在一起，冬季产生不均匀冻胀，纵缝也产生错台现象。

（5）填逢料丧失和脱落

在板缝填缝料失效和车轮行走振动的作用下，填缝会被挤出而被车轮带走。

2结论

水泥混凝土路面的病害，形成的原因很多，但主要是路基、基层强度不均匀，接缝料失效，不按规范施工，养护管理不善造成的。因为水泥混凝土路面一次性投资大，出现病害不好修复，所以从设计、施工、养护管理，一定要对每一个环节认真负责，不然都有可能给混凝土路面造成不良后果。

参考文献

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