浅谈水泥砼路面常见病害与防治措施

李秋菊

摘 要 在重交通荷载、超载、水毁以及其他自然环境等诸多外部因素的影响下，近期修建的水泥砼路面行车后不久就出现了不同程度的病害，导致路面使用性能迅速下降，而且也给养护和维修带来了较大的难度。

关键词 水泥砼路面 常见病害 产生原因 预防措施

水泥砼路面是以水泥浆为胶凝材料，以粗细骨料为强度刚架形成强度的一种高级路面，其具有刚度大、强度高、耐磨特性好、整体性和稳定性优等特点。水泥砼路面的修筑，对提高我国的公路路面质量，增强公路的抗灾能力，改善公路的行车条件，提高客货运输效益起到了积极的作用。但是，在重交通荷载、超载、水毁以及其他自然环境等诸多外部因素的影响下，近期修建的水泥砼路面行车后不久就出现了不同程度的病害，导致路面使用性能迅速下降，而且也给养护和维修带来了较大的难度。下面，笔者就相关问题进行分析、阐述。

一、水泥砼路面常见的病害和产生的原因

水泥砼路面最主要的病害当属裂缝和断板。裂缝会把路面板分为数块，破坏路面结构的完整性，进而逐步丧失路面整体刚度，直至最后完全失去承载力而丧失使用功能。而断板则是温度应力与荷载应力超过砼的抗拉强度，导致水泥砼路面板产生断裂发展而成。

1.砼板裂缝产生的原因。（1）砼强度偏低及行车荷载渠化作用。一般砼路面设计强度等级为C35，设计抗折强度为4.5 MPa，由于施工的不均匀性而造成材料的质量不符合技术要求，加之施工工艺不妥、振捣不密实、过早通车、养护不规范、配合比不正确、施工时偷工减料等原因，往往致使实际的砼路面强度达不到设计强度，砼路面板在车轮轴载的反复作用所产生荷载应力与其他应力共同作用下，当应力的不利组合达到或超过其强度应力时产生裂缝。

（2）收缩应力的作用。砼路面在外界温度下降时产生收缩。由于现场浇筑砼的水泥浆渗入基础，与基础表层材料黏结成整体，当板面出现滑动趋势时，阻力来自基础材料内部的水平抗剪力，且这钟摩阻力远远超过一般的滑动摩阻力。因此，这种约束引起路面的收缩应力未设接缝的砼路面板块在温度下降15 ℃时，由于混合料在终凝以后，很短时间内容许拉应力极低，导致这时砼路面通常会出现横向贯穿裂缝。

（3）翘曲应力作用。由于砼板基层土基的热导性能较差，当气温变化快时，砼板面与板底产生温差，因而板底与板顶的胀缩变形大小不同，这些变形又将受到板的自重，地基反力和相邻板的牵制作用而产生翘曲应力，当温度应力超过容许范围时，路面板会产生裂缝或被挤碎。

（4）温度和温度变化。砼硬化期间水泥放出大量的水化热。内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中，由于受到基础的约束，又会在砼内不出现拉应力，气温的降低也会在砼表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超过砼的抗裂能力时，既会产生裂缝，许多砼的内部湿度变化很小或变化较慢，但边面湿度较大，或发展剧烈变化。另外，如养护不周，时干时湿，表面干缩变行受到内部砼的结束，也会导致裂缝。

（5）基础的不均匀沉降：由于基础强度和刚度不足，在轮载的反复作用下，在板角边之下的地基会产生较大的塑性变形使部分地基与板底之间失去紧密的接触条件，造成板下的局部脱空现象，使板内产生附加应力而导致的破坏。当土基稳定性差或不均匀时，在轮载的反复作用下，以及在周围水温变化的影响下，会出现较大的不均匀变形也将导致砼路面、板的损坏、断裂。

2.砼板早期开裂断板产生的原因。（1）原材料不合格。一是水泥安全性差强度不足。水泥凝结硬化后还在继续起水化作用。水泥强度不足也会影响砼的初期强度，使开裂断板的几率大大增加，水泥的水化热高收缩大，也容易导致开裂。二是集料含泥量及有机质含量超标。砼中水泥与骨料的界面黏结不良，往往是产生初期开裂的薄弱部位，集料的含泥量和有机质含量超过规范要求，必然会选成界面缺陷，容易开裂。

（2）基层标高的失控和不平整。一是基层标高失控，造成路面厚度不一致，对薄或厚交界处将成为薄弱断面。二是在砼收缩时难以承受拉应力而开裂，基层不平整会大大地增加其与砼界面的磨阻力，易在较薄弱路面开裂。三是用松散材料处理基层标高失控或不平整时，上层砼拌和物的水分或砂浆会下渗被基层吸收，使下部砼变的疏松，强度降低导致开裂，

（3）砼配合比不当。一是单位水泥用量偏大，砼中引起收缩的主要是水泥石部分，过多的水泥用量，必然会导致较大的收缩。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，影响了砼的强度。三是施工中计量不准，尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量，会影响砼的配合比的准确性，从而影响其初期强度。四是一般情况下，砼配合比按饱和面干的状态设计，如使用长期在日光暴晒下的过干骨料，会大量吸收和用水而影响水灰比的准确性影响砼强度。

（4）施工工艺不当。一是搅拌不足或过分，振捣不密实形成的砼强度不足或不均匀，易导致早期开裂断板。二是砼浇筑间断，如停电，机械故障运输不畅，气候容变，伴料等原因使砼浇筑作业中断。三是养生不及时或养护方法不当。四是施工车辆过早通行等原因都会成为水泥砼面板早期开裂或断板。

3.水泥砼路面在使用期开裂断板的原因。一是设计不当。路面厚度偏薄导致耐久性下降，排水设计不当。二是超载车的影响：由于交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，所以，超重车的增加是水泥砼路面使用期开裂断板的重要原因。三是路基不均匀沉降：在路面长期使用过程中，由于水温条件的变化和行车荷载作用，路基产生不均匀沉降，致使沉降量不同的结合面产生错台，面板由于荷载作用导致断裂。

二、水泥砼路面断板的防治措施

1.水泥砼路面断板的早期防治措施。一是合格的原材料是保证砼质量的必要文件。二是基层标高的控制和平整度的控制。三是严格控制砼的配合比。四是施工工艺的控制。五是边界影响的控制。

2.水泥砼路面使用期开裂断板的防治措施。一是设计要与社会发展相一致。二是依法治路，严格控制超重车辆通行。三是对路基质量的控制。四是基层质量的控制。五是及时采取措施，封填微裂缝。六是桥涵施工过程中，应结合前面铺装，认真处理好路桥结合部位，防止不均匀沉降，加强养护工作，对排水系统中发现的问题及时处理，避免造成较大的病害

3.为防止或减少上述病害可采取以下措施。一是严格控制原材料质量，搞好配合比设计，正确投料。二是严格控制水泥强度和水灰比。注意振捣密实，确保砼路面达到设计强度。三是从控制温度和改善约束条件来年感方面入手，减轻温度应力，并注意早期养生报湿。四是注意路基的均匀压实，保证土基稳定性、均匀性、基层的强度刚度，使路面板得紧密均匀坚硬的支撑。在路基排水不良地段可增加垫层，以排出或割断地下水对路基的影响。五是正确设置传力杆和施工胀缝，按规定及时锯切缩缝。六是认真做好接缝必须选用满足功能要求的密封接缝材料。选择合理的接缝构造尺寸，必须做好接缝清洗和表面处理工作，对接缝密封材料要加强养护。七是制定合理切实可行的排水体系，及时排出路表、路面下各层次的水，以及切断地下水漫入，对路面原有的排水体系要加强疏通，不能满足要求的就应完善维修以及时有效的排出路面结构层的积水。

三、结束语

综上所述，要保证水泥砼路面的长期使用，应从路基和路面的质量控制就开始重视。例如，各层的施工必须按照设计要求进行，完善施工工艺和施工方法，提高施工质量，从源头上解决根本上的问题，从而全面提高路面质量和行车舒适性，并保证社会效益。