浅析水泥混凝土路面病害成因及预防处治措施
2015-04-02
0引言
目前，我国现有的水泥混凝土路面，有相当一部分己接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或设计、施工方面等的种种原因，而出现不同程度损坏、道路使用品质下降的情况，有些水泥混凝土路面的损坏是非常严重的。为此，本文针对水泥混凝土路面病害产生的原因，提出了水泥混凝土路面病害的预防措施和处治方法，为水泥混凝土路面的养护维修及加铺改建提供参考。
1水泥混凝土路面病害及产生的原因
水泥混凝土路面损坏可分为：断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等；竖向位移类主要指沉陷和胀起；表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等；接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等。
1.1表面不规则裂缝
表面不规则裂缝产生的原因大部分是施工中水泥用量大、气温高、养护失水而造成混凝土表面快速失水，引起的干缩裂缝。
1.1.1横向裂缝(胀缝、缩缝)主要由水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等引起。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。
1.1.2纵向裂缝主要是路基体填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等，导致路基不均匀沉降，从而使路面板在自重和行车压力的作用下产生纵向裂缝。
1.1.3交叉裂缝产生交叉裂缝的主要原因有：①水泥混凝土路面自身强度不足；②路基和路面基层的强度和水稳定性差；③使用了性能不稳定的水泥，导致浇筑的水泥混凝土路面板产生大面积的龟裂。
1.1.4板角断裂板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素的综合作用产生的。
1.2表面损坏
1.2.1纹裂、网裂、板面起皮和剥落产生的原因主要是水泥混凝土水灰比过大、施工时过度抹面、养护不及时、在水泥混凝土拌和过程中用了含盐量偏高的水和质量低劣的集料，或水泥中的碱与集料中的特定矿物质发生碱硅反应等。为此，在施工过程中，应对集料的质量严格把关，严控用水量，必要时对水的质量进行检验。
1.2.2麻面、露骨麻面一般是水泥混凝土路面施工时，在混凝土初凝前遇雨所致。路面混凝土保护层脱落导致骨料裸露的现象称为露骨，其产生的原因主要是混凝土表面灰浆不足，泌水提浆，从而造成混凝土路面表层强度不足。
1.2.3磨光磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低、水泥及集料等原材料耐磨性差或路面使用时间较长等。
1.2.4坑槽、孔洞坑槽、孔洞产生的原因主要是由于集料含泥量过大，混凝土内有泥土或其他杂物所致。
1.3接缝损坏
接缝包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝。接缝设置的目的是减少或避免由于水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏作用。接缝设置不当或损坏会降低路面的整体使用性能，甚至使路面板更快地遭到破坏。
1.3.1填缝料损坏填缝料损坏的主要原因有：填缝料本身质量不合格，填缝料在长期外界环境作用下老化、脆裂，或由于混凝土路面板受热膨胀、挤压胀缝，致使填缝料被挤出，不能正常复原等。
1.3.2接缝碎裂接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏，泥、砂等杂物侵入胀缝，导致路面板再次膨胀时受阻，或雨水渗入基层和垫层，使基层强度降低，从而导致路面接缝处的变形和破损。
1.3.3唧泥唧泥产生的原因是填缝料破坏，雨水下渗等。
1.4变形损坏
水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处产生的错台、拱起和沉陷等现象。
1.4.1错台错台产生的原因是横缝处未设置传力杆，由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降。
1.4.2拱起和沉陷拱起产生的原因主要是胀缝被硬物阻塞，或胀缝设置过少，使路面板受热时不能自由伸张。沉陷产生的原因主要是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗，软化基层，甚至软化路基体，使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降，路面板跟着下沉。拱起和沉陷都会对车辆行驶的舒适性和安全性造成很大的影响。施工时合理设置胀缝，运营中有效维护好接缝，可以有效避免此类损坏的发生。
1.5断板
断板产生原因：①混凝土板伸缩缝设置不当；②施工中切缝不及时，时间掌握不当，切缝深度不够；③重车及超荷载车辆的重复作用所致。
1.6桥头搭板下沉
由于台背回填压实度达不到要求，引起搭板下沉。
1.7表面孔洞
由于混凝土中含有泥块所致。
2.水泥混凝土常见病害的预防措施
2.1设计方面
我国在水泥混凝土路面的设计计算理论中，尽管考虑了温度疲劳应力等因素。但设计的板厚依然较薄，难于承受巨大的冲击破坏动能。另外，在实际应用中，过于相信应力计算，而对水泥混凝土路面的典型结构物的研究和实际观测的较少。为此在水泥混凝土路面设计中，应该由静力学向动力学发展。在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后，适当提高技术标准和设计厚度，以适应我国公路不断增长的交通量的需要；在软基路段，桥头下挖路段和填挖路段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算。
