水泥混凝土路面损坏原因及分析
摘要:全面分析水泥混凝土路面损坏原因，并提出一些解决办法。
关键词:水泥混凝土路面；损坏；原因
水泥砼路面具有强度高，承载能力强、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好，耐久性优良、有利于夜间行车，无车辙和推移等病害，养护工作量少等优点，特别是水稳定性较好。因此近几年各地区都修筑了一定数量的水泥混凝土路面，积累了丰富的修筑经验。
然而，随着国民经济的发展，交通量的猛增，特别是大型车辆轴载的成倍提高，导致部分水泥混凝土路面不能适应公路运输发展的需要，近年来，水泥混凝土路面出现不同程度的损坏，有的甚至不能保证车辆的正常运行。
一、重交通荷载因素
随着国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超载现象十分普遍。由于重交通和汽车超载，造成了水泥混凝土路面早期损坏，使路面使用寿命大大缩短，路面使用性能衰减加快，同时加剧了其它路面损坏形式的程度，如地基脱空，接缝破坏，路面接缝唧泥等。
汽车超载引起标准轴载换算系数明显增加，累计标准轴次显著增大，水泥混凝土路面结构的使用寿命大大缩短，造成路面结构的早期损坏。
二、施工质量因素
通过调查发现部分水泥混凝土路面由于选择不当或施工质量差、设计欠合理等原因，不久路面即出现脱皮，麻面，露骨，错台，断板病害，有的路面才使用几年就不能正常使用，施工中存在较多的质量问题有如下几个方面：
（一）混凝土施工厚度不够或不均匀
调查发现, 混凝土路面施工中存在厚度不均匀，板最薄的地方达不到设计板厚的60%, 另一方面,由于厚度不均匀,造成板内荷载应力分布不均匀,存在应力集中现象,在重荷载作下，破坏是必然的。因此控制板厚均匀性是关键。
（二）水泥混凝土强度不够
水泥混凝土应是一个密实体,从调查混凝土破碎断面分析,填充空隙的水泥耗资过多，大部分破坏界面是从碎石表面剥开。由于水泥石的干缩在集料界面上产生拉应力和剪应力，一般随着集料粒径的增大而增大,如果它们超过水泥石和集料的粘结强度,则产生细小裂缝，这种微裂缝在水泥凝结和硬化时期就已经存在。在非均质的混凝土系统中,粗集料与砂浆(水泥)的界面粘结力是非常薄弱的环节,如果级配不佳,破坏的程度就更严重,同时混凝土还会因表面温度和湿度的差别而产生内应力和裂缝,混凝土强度明显降低。
因此,在施工中,由于水灰比控制不好,造成水泥浆过多,用水量过大,混凝土强度下降；施工中早期养护不好,造成混凝土内部水份大量蒸发,产生干缩变形, 形成微裂缝,降低混凝土强度；碎石等原材料的质量问题,如级配不好、针片状含量多、含泥量大、水泥质量不好等,也造成混凝土强度低。
（三）不良施工方法造成的早期损坏
在混凝土路面施工过程中,因气温、风力、振捣及用水量等施工因素,都会影响到新混凝土的硬化强度,尤其在收面工作中撒干粉、撒水等不规范操作,也会导致路面脱皮、平整度较差及其它病害的产生,直接影响到车辆的行驶安全和舒适性。
（四）施工中的早期裂缝
早期裂缝指混凝土浇筑后没有及时切缝 ,由于混凝土的干缩与温缩产生的收缩裂缝。施工中造成早期开裂主要有几个因素 :
1、温差的影响
在昼夜温差较大的季节,如春夏之交,白天温度高,可达到30°C以上,浇筑的混凝土在凝结过程中,水份快速蒸发,产生干缩.到夜间低温时,混凝土风产生拉应力,很快混凝土表面即出现裂缝。
2、切缝时间过迟
一般收缩裂缝出现在混凝土内最薄弱处,目前施工中一般采取整体长线作业, 一定时间后再切缝,如果切缝不及时,板内收缩应力就使混凝土板在薄弱处开裂。
3、混凝土配合比不良
由于集料等材料供应不能满足级配要求,为达到强度要求一般采用提高水泥用量,必然造成混凝土内部的塑性变形增大,产生裂缝。
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4、施工质量不好
施工中应特别注意混凝土强度的均匀性和混凝土路面板厚度的均匀性。混凝土松铺厚度要根据试验确定以达到混凝土振捣成型后厚度均匀一致的要求,从而减少结构应力集中部位,进而减少早期裂缝的产生。
5、养生的影响
混凝土的养生是混凝土质量保证的重要环节,养生不够,造成混凝土被“烧灼”；养生不及时,造成表面水份蒸发太快,从而形成干缩裂缝。
三、地基不均匀沉降引起的断板现象
由于水泥混凝土路面刚度大,抗变形能力差,当地基不均匀沉降时,改变了其受力状态和工作条件,混凝土板内部应力增加,造成混凝土板破坏。公路不均匀沉降主要有几种情况 :
（一）高路堤的不均匀沉降现象
高路堤由于各种原因引起路堤本身的不均匀沉降,软弱地基上的高路堤,一是路基失稳,产生边坡滑动,引起路面纵向裂缝；二是地基固结沉降,引起路基的不均匀沉降。
（二）填挖交界处的不均匀沉降
公路填挖交界处,由于土质的变化、密实程度的不同,必然造成沉降差异,特别是路堤填筑施工控制不好时,沉降差异更明显。
（三）构造物台背填筑处不均匀沉降现象
目前公路建设中构造物很多,如桥梁、涵洞、挡土墙等,这些构造物的修建都存在一个台背回填的问题,由于工作面太小,压实机械难以动作,回填材料的压实度难以保证,都不同程度地存在台背不均匀沉降问题,尤其是桥台等高填方段，沉降差异更大,造成路面错台和跳车,引起混凝土板断裂。
四、混凝土路面接缝损坏现象
接缝破坏主要是接缝处挤碎、拱起、错台等现象。接缝挤碎主要是胀缝施工控制不严,造成传力杆位置不正确、活动功能失效、胀缝收缩受阻,发生剪切挤碎。接缝拱起主要是填缝料失效、有不可压缩的材料填塞缝隙,板膨胀时产生较大热压应力,出现纵向压曲失稳。错台是接缝处两侧面板出现竖向相对位移,主要是接缝伸胀时错开、地基不均匀沉降、板底脱空、荷载的分布不匀等造成的。
目前水泥砼路面正在高速发展,有其突出的优点,也存在很多问题,产生的破坏因素如荷载、施工、路基等,应引起广泛的重视,以使混凝土路面得到更好的发展。
参考文献：
[1]JTG D40-2003, 公路水泥混凝土路面设计 规范 [5] .
[2]JTG F30 一 2003, 公路水泥混凝土路面施工 技术规范 [5] .
[3]傅智 .公路水泥混凝土路面施工技术规范实 施与应用指南 [ 日 .人民交通 .
[4]TJJ073.1-2001, 公路水泥混凝土路面养护 技术规范 [5] .
[5]王秉纲 .水泥混凝土路面设计与施工 [M] . 北京 : 人民交通出版社
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）
关键词:水泥混凝土路面；损坏；原因
水泥砼路面具有强度高，承载能力强、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好，耐久性优良、有利于夜间行车，无车辙和推移等病害，养护工作量少等优点，特别是水稳定性较好。因此近几年各地区都修筑了一定数量的水泥混凝土路面，积累了丰富的修筑经验。
然而，随着国民经济的发展，交通量的猛增，特别是大型车辆轴载的成倍提高，导致部分水泥混凝土路面不能适应公路运输发展的需要，近年来，水泥混凝土路面出现不同程度的损坏，有的甚至不能保证车辆的正常运行。
一、重交通荷载因素
随着国民经济和公路交通运输事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超载现象十分普遍。由于重交通和汽车超载，造成了水泥混凝土路面早期损坏，使路面使用寿命大大缩短，路面使用性能衰减加快，同时加剧了其它路面损坏形式的程度，如地基脱空，接缝破坏，路面接缝唧泥等。
汽车超载引起标准轴载换算系数明显增加，累计标准轴次显著增大，水泥混凝土路面结构的使用寿命大大缩短，造成路面结构的早期损坏。
二、施工质量因素
通过调查发现部分水泥混凝土路面由于选择不当或施工质量差、设计欠合理等原因，不久路面即出现脱皮，麻面，露骨，错台，断板病害，有的路面才使用几年就不能正常使用，施工中存在较多的质量问题有如下几个方面：
（一）混凝土施工厚度不够或不均匀
调查发现, 混凝土路面施工中存在厚度不均匀，板最薄的地方达不到设计板厚的60%, 另一方面,由于厚度不均匀,造成板内荷载应力分布不均匀,存在应力集中现象,在重荷载作下，破坏是必然的。因此控制板厚均匀性是关键。
（二）水泥混凝土强度不够
水泥混凝土应是一个密实体,从调查混凝土破碎断面分析,填充空隙的水泥耗资过多，大部分破坏界面是从碎石表面剥开。由于水泥石的干缩在集料界面上产生拉应力和剪应力，一般随着集料粒径的增大而增大,如果它们超过水泥石和集料的粘结强度,则产生细小裂缝，这种微裂缝在水泥凝结和硬化时期就已经存在。在非均质的混凝土系统中,粗集料与砂浆(水泥)的界面粘结力是非常薄弱的环节,如果级配不佳,破坏的程度就更严重,同时混凝土还会因表面温度和湿度的差别而产生内应力和裂缝,混凝土强度明显降低。
因此,在施工中,由于水灰比控制不好,造成水泥浆过多,用水量过大,混凝土强度下降；施工中早期养护不好,造成混凝土内部水份大量蒸发,产生干缩变形, 形成微裂缝,降低混凝土强度；碎石等原材料的质量问题,如级配不好、针片状含量多、含泥量大、水泥质量不好等,也造成混凝土强度低。
（三）不良施工方法造成的早期损坏
在混凝土路面施工过程中,因气温、风力、振捣及用水量等施工因素,都会影响到新混凝土的硬化强度,尤其在收面工作中撒干粉、撒水等不规范操作,也会导致路面脱皮、平整度较差及其它病害的产生,直接影响到车辆的行驶安全和舒适性。
（四）施工中的早期裂缝
早期裂缝指混凝土浇筑后没有及时切缝 ,由于混凝土的干缩与温缩产生的收缩裂缝。施工中造成早期开裂主要有几个因素 :
1、温差的影响
在昼夜温差较大的季节,如春夏之交,白天温度高,可达到30°C以上,浇筑的混凝土在凝结过程中,水份快速蒸发,产生干缩.到夜间低温时,混凝土风产生拉应力,很快混凝土表面即出现裂缝。
2、切缝时间过迟
一般收缩裂缝出现在混凝土内最薄弱处,目前施工中一般采取整体长线作业, 一定时间后再切缝,如果切缝不及时,板内收缩应力就使混凝土板在薄弱处开裂。
3、混凝土配合比不良
由于集料等材料供应不能满足级配要求,为达到强度要求一般采用提高水泥用量,必然造成混凝土内部的塑性变形增大,产生裂缝。
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4、施工质量不好
施工中应特别注意混凝土强度的均匀性和混凝土路面板厚度的均匀性。混凝土松铺厚度要根据试验确定以达到混凝土振捣成型后厚度均匀一致的要求,从而减少结构应力集中部位,进而减少早期裂缝的产生。
5、养生的影响
混凝土的养生是混凝土质量保证的重要环节,养生不够,造成混凝土被“烧灼”；养生不及时,造成表面水份蒸发太快,从而形成干缩裂缝。
三、地基不均匀沉降引起的断板现象
由于水泥混凝土路面刚度大,抗变形能力差,当地基不均匀沉降时,改变了其受力状态和工作条件,混凝土板内部应力增加,造成混凝土板破坏。公路不均匀沉降主要有几种情况 :
（一）高路堤的不均匀沉降现象
高路堤由于各种原因引起路堤本身的不均匀沉降,软弱地基上的高路堤,一是路基失稳,产生边坡滑动,引起路面纵向裂缝；二是地基固结沉降,引起路基的不均匀沉降。
（二）填挖交界处的不均匀沉降
公路填挖交界处,由于土质的变化、密实程度的不同,必然造成沉降差异,特别是路堤填筑施工控制不好时,沉降差异更明显。
（三）构造物台背填筑处不均匀沉降现象
目前公路建设中构造物很多,如桥梁、涵洞、挡土墙等,这些构造物的修建都存在一个台背回填的问题,由于工作面太小,压实机械难以动作,回填材料的压实度难以保证,都不同程度地存在台背不均匀沉降问题,尤其是桥台等高填方段，沉降差异更大,造成路面错台和跳车,引起混凝土板断裂。
四、混凝土路面接缝损坏现象
接缝破坏主要是接缝处挤碎、拱起、错台等现象。接缝挤碎主要是胀缝施工控制不严,造成传力杆位置不正确、活动功能失效、胀缝收缩受阻,发生剪切挤碎。接缝拱起主要是填缝料失效、有不可压缩的材料填塞缝隙,板膨胀时产生较大热压应力,出现纵向压曲失稳。错台是接缝处两侧面板出现竖向相对位移,主要是接缝伸胀时错开、地基不均匀沉降、板底脱空、荷载的分布不匀等造成的。
目前水泥砼路面正在高速发展,有其突出的优点,也存在很多问题,产生的破坏因素如荷载、施工、路基等,应引起广泛的重视,以使混凝土路面得到更好的发展。
参考文献：
[1]JTG D40-2003, 公路水泥混凝土路面设计 规范 [5] .
[2]JTG F30 一 2003, 公路水泥混凝土路面施工 技术规范 [5] .
[3]傅智 .公路水泥混凝土路面施工技术规范实 施与应用指南 [ 日 .人民交通 .
[4]TJJ073.1-2001, 公路水泥混凝土路面养护 技术规范 [5] .
[5]王秉纲 .水泥混凝土路面设计与施工 [M] . 北京 : 人民交通出版社
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