水泥混凝土路面特点及破损原因

2016-03-12罗昌廷

大科技 2016年15期

关键词：路基路面水泥

罗昌廷

（广西新长江高速公路有限责任公司广西南宁 530028）

水泥混凝土路面特点及破损原因

罗昌廷

（广西新长江高速公路有限责任公司广西南宁 530028）

随着我国经济的不断发展，经济建设和交通运输业也得到了快速的发展，这就使得公路的交通量越来越大，随之而来的就是水泥混凝土路面受到比较严重的破损，路面的修复已经成为公路有关部门比较关注的问题。对于此，首先要对其产生破损的原因进行系统的分析，找到具体的原因，进而才能够对其采取相应的应对措施，改善道路的安全通行的能力。

水泥混凝土路面；路面特点；破损原因

对于水泥混凝土的道路来讲，其最大的特点就是使用年限长，并且对其维护、保养的费用较低。在我国，水泥混凝土道路的应用是比较广发的，但随着水泥混凝土路面的不断增多，一部分的道路路面已经达到或超过了其使用的年限，或者一部分路面在设计过程中出现不当的因素等，就导致水泥混凝土路面出现了各种问题，例如断板、错台和唧泥等，这些路面问题将直接影响到道路的安全使用。

1 水泥混凝土路面的特点

所谓的水泥混凝土路面，就是指以水泥混凝土板作为道路的路面层，而道路主要是由面层、基层、路基和排水等组成。对于水泥混凝土路面来说，其具有以下几个特点：

（1）路面的刚度大、强度高：对于水泥混凝土路面来讲，其所使用的是水泥混凝土，该材料具有很高的刚度和强度，因此其具有很高的抗弯拉的功能，一般设计的强度标准在4～5MPa左右，而实际设计中所使用的C35号混凝土其抗弯拉强度可达到6MPa左右，因此有着比较高的承载、荷载扩散的能力等；

（2）稳定性好：对于水泥混凝土路面来讲，其具有良好的稳定性，并且强度能够随着时间而增长，因此其能够在气候条件多变的情况下具有比较稳定的性能；

（3）耐久性好：混凝土其本身就有很好的强度、稳定性，因此其路面就具有很好的抗强度、刚度的性能，并且其使用的寿命很长；

（4）抗侵蚀能力强：水泥混凝土路面对大多数的化学类物质不算敏感，因此其具有很好的抗侵蚀能力；

（5）养护费用少：在实际使用中，水泥混凝土路面在维护中要比沥青路面维护所使用的费用要少很多；

（6）接缝多：在这一方面，对于水泥混凝土路面来讲无疑是其比较薄弱的一点，这是导致唧泥、错台和断裂等问题出现的原因之一，并且还能够对行车的适应性造成一定的影响；

（7）对超载敏感：水泥混凝土材料一般都比较脆，一旦车辆在行驶的过程中超出了路面的极限，就会使其出现断裂的情况；

（8）不能立即开放交通：在设计建造期间，所需时间比较长，这样就能够使其获得比较长的使用期，还能够对其强度有所增强；

（9）行车噪声大：在使用中，水泥混凝土路面在行车的过程中会有比较大的噪声，特别是在其出现路面变形的时候。

2 混凝土路面破损原因

对于水泥混凝土路面，导致其破损的原因主要分为：设计缺陷、施工缺陷、外界因素等，具体原因如下：

2.1 水泥混凝土路面断板

水泥混凝土路面，其主要就是以纵向、横向或是斜向断裂缝为主要发展而产生的完全断裂的路面，这就是所谓的断板。其最主要的特点就是裂缝能够贯穿路面，不过虽说斜向裂缝一般会是垂直贯穿的，但是其从角隅到断裂的两段距离是小于或等于1/2的板边长度的，这就称之为板角断裂。

对于水泥混凝土路面来说，在其温度、荷载的应力超过了混凝土的抗拉强度以后，就会导致路面产生断裂的情况，进一步发展就成为了断板。对于这些断裂处，其产生的具体原因有以下几方面原因：

（1）设计不合理：里面的厚度比较薄、板块平面尺寸设计不合理以及混凝土材料的混合配比不合理等。

（2）超重车：随着经济的发展，交通运输业变得比较繁重，尤其是以大吨位的车为主，其一旦超载就会大大缩短水泥混凝土路面的使用年限。

（3）路基不均匀沉降：对于该问题，其在水泥混凝土路面上主要产生的部位主要有：路基的交界处、路基密度不一致处、软弱地基处、填挖相交断面处、路基填充物不同的界面以及压实度不足的部位等。

（4）基层失稳：对于那些道路施工质量不好的基层，其刚度、强度均不能够保持一致，这样就会使道路中的基层部位比较松散，或当其在发生渗水的过程中其作用就会使部分材料被吸住，进而使面层脱空，当达到一定的程度后，受到的弯拉应力大于水泥混凝土的强度后，就会导致面板出发生断裂的情况；另一种原因是，在路面层处，接缝的填封材料失效，这就会使面板的空隙内的积水瞬间变成压水，然后就沿着接缝处喷出，最终唧泥现象。在这种状况下，唧泥如果不断的产生，就会使面板的边缘处失去了应有的支撑能力，最终在这种超负荷的情况下发生断裂。

（5）初期微裂缝的扩展：在混凝土进行收缩的初期，其并没有直接的表现在表面上，经过一段的时间后，受到来自车辆行驶的压力负载和多变的温度等作用，就会使已经产生的裂缝加深，最后导致路面断裂。

（6）排水不良：对于路面的排水问题，其实是比较常见的。一方面就是路基以及基层的排水不畅问题，如果其长期受到水的浸泡就会导致路基的强度下降，使路基失去应有的稳定性，这样就会导致路面上产生一些不规则的裂缝，最终发展成为断裂；另一方面就是已经出现的裂缝处有水的渗入，这样在冬季时就积水就会受冻而膨胀，使路面的裂缝变大、变严重。

2.2 裂缝

对于道路的裂缝来讲，其主要包括四种，即纵向、横向、斜向和交叉裂缝。一般来讲，纵、横以及斜向裂缝的破损程度都是指通底的裂缝，这就会将路面板块分割成2～3块左右，在最开始裂缝可能还未达到贯穿板面的程度，但其发展的最终结果就是贯穿板面。而对于交叉裂缝来讲其一般都是将板面分割成3块以上。对于裂缝，其产生的主要原因主要都有：超负荷行使、积水侵蚀、路基强度不达标以及接缝处拉开时周边路基的传递能力下降等。

2.3 板角断裂

板角断裂一般就是指一条垂直通底的并且与板角的两边接缝相交的裂缝，其断裂的距离要比端点所在的板长的1/2相接近。导致板角断裂的原因主要是由于路面的板角处经常性的荷载的作用，使得路基的支撑强度不足，或产生一定的翘曲应力等因素综合影响。

2.4 接缝材料破损

水泥混凝土路面的接缝一般都为纵或横缝，而横缝都分为胀缝和缩缝两种。对于胀缝来讲，其在使用的过程中是随着天气温度的变化而变化的：当温度上升时，填料物就会被挤压出来；当气温再下降后，填料物就不能够顺利的回到缝隙中，久而久之就会形成空隙，导致泥、砂、石等进入到缝隙中，当再次发生膨胀时就会受到阻碍，造成路面接缝处变形、破损等。虽说缩缝的变化比较小，但是经过长时间的收缩，也会将填缝材料老化，产生于胀缝一样的结果。另外，在道路施工中，设计、建设不合理，切缝不规则也是导致接缝材料破损的主要原因。

2.5 边、角剥落

所谓的边、角脱落就是指在接缝的两侧60cm内或是在板欠角15cm内发生破损。其产生的原因就是在接缝处存在比较坚硬的杂物，使其发生收缩或膨胀时产生了比较大的应力，这样接缝的边缘处就非常容易被坚硬的杂物损坏。

2.6 错台

在接缝处，相邻板面的高度差就是错台。错台产生的原因就是在车辆行驶的过程中，使得接缝处的板块出现不均匀的下沉的现象；另一种就死在温度、湿度的影响下，接缝处发生翘曲。

2.7 唧泥

在车辆行驶中，路基层的填料物和水一起被挤出，逐渐使其丧失了对路基的支撑能力，再由于长期荷载的作用下，最终导致断裂的现象，这就称为唧泥。产生的主要原因就是填缝料受到损坏、路面排水不畅等。

2.8 拱起

产生拱起的主要原因就是在接缝处，被坚硬的杂物阻塞，或者是在设计的过程中对其胀缝涉及的不合理，使得板面受热不能够自由收缩。

2.9 表面裂纹与层状剥落

对于产生表面裂纹与层状剥落的原因有：建设过程中，水灰比例过大，再加上使用过程中对路面维护不及时、使用化学的药品等，这样就会对道路造成比较严重的影响，尤其是使用一些具有碱性的物料，其与水泥中的某些硅类的物质反应，对水泥混凝土路面造成严重的破损。

2.10 坑洞

产生坑洞的原因是，在施工的过程中，施工的质量较差，在用料的过程中混有一些杂物等或是在道路使用时，重物对路面的撞击等情况。