混凝土路面损坏的原因和维护.doc

1、混凝土路面损坏的原因和维护摘要:本文主要阐述了引起混凝土路面破损的主要原因和关键因素,提出了应注意的问题。 关键词:混凝土路面；损坏；注意问题 中图分类号： TU37 文献标识码： A 一、混凝土路面板的破损形式 混凝土路面板损坏的表现形式有多种，如唧泥、板角断裂，断板（裂缝） 、碎板、错台（沉陷）等。这些破损很少单独存在，而是一个渐进、发展、变化的过程。首先出现的是唧泥，接着出现板角断裂、断板（不含温缩断板）并伴随轻微沉陷，随着通行时间的延长及行车作用次数的增加，水泥混凝土板将一段一段断裂形成碎板并伴随严重沉陷，继而影响到相邻板，并造成相邻板的破碎并扩大，直至影响车辆通行。也就是说，混凝土路

2、面板被损最终的表现形式是影响行车畅通的碎板及碎板加错台（沉陷） 。 二、水泥混凝土路面板破损原因分析 水泥混凝土作为路面，其抗压强度一般都选择在 25MPa 以上，而标准轴载下，汽车轮压为 0.7MPa，远小于其抗压值；即使是超限车辆，其轴重在 200250KN 之间，轮压也只在 1.41.7MPa，这个压强仍远小于25MPa，水泥混凝土板压坏原因是水泥混凝土板抗弯拉（抗折）应力小，仅为其抗压应力的 1/61/7，在使用过程中没有发挥其抗压能力强的优点，而是使用了抗折能力差的缺点。造成水泥混凝土路面板破损的原因有三种：一水泥混凝土路面设计的基本假设不实际是致命的内因；二气候环境变化的恶劣是外因

3、；三超限车辆的作用是诱因. （一）基本假设的不实际是致命的内因 水泥混凝土路面的设计是基于小挠度弹性薄板的三种基本假设，尤其是第三种关于水泥混凝土板与地基联系的假设：1）板面与地基的接触面始终是吻合的；2）板面与地基的接触面之间没有摩擦，这实际上是不可能的。 水泥混凝土路面建成通行初期，板面与地基接触为确定吻合，行车荷载由水泥混凝土板传递，地基（含基层、垫层、士基）吸收，同时给混凝土板一个反作用力，此时，水泥混凝土板呈受压状态，由于压应力较小，水泥混凝土面板不会损坏。随着时间的推移，行车荷载的反复作用，一是地基会被进一步压缩；二是塑性变形会进一步累加，如果所有基层变形都是均匀的，水泥混凝土面板

4、随之下降，板面与地基接触是吻合的，这样水泥混凝土板便不会被破坏。事实上，水泥混凝土路面运营一段时间后，便出现了破损。原因就是在行车荷载作用，地基受应力作用而累加变形不均匀造成的，形成了混凝土板局部或部分脱空，使水泥混凝土板呈悬臂或简支受力，混凝土板受力由受压而转为受弯拉，因为水泥混凝土的抗折强度较低，所以水泥混凝土面板被折断。 造成水泥混凝土板脱空的主要三种因素。一是地基本身的不均匀性，再受压变形的肯定不均匀。地基施工检查验收中主要指标是密实度，密实度检测中，一般都是以点代面的检测，一个点合格，往往代表 200以上，而一块水泥混凝土面板面积大约在 20左右，将一均匀的水泥板放置在不均匀的地基上

5、，形成脱空是必然的；二是行车荷载作用的不均匀性，造成地基受压后塑性变形残余累加的不均匀性，也易形成局部脱空；三是雨水渗入地基的泾流冲刷作用加剧脱空。由于前两种原因形成脱空，雨水顺着纵横缝下渗至地基，地基吸水饱和后便积聚，在行车荷载的压力下，形成泾流，冲刷地基，加剧脱空部位的扩大。常见的唧泥现象是基层结合料被掏空的表现形式，从而形成水泥混凝土板的脱空。在行车荷载作用下，对于其使用寿命是致命的。 （二）气候环境变化的恶劣影响是外因 气候环境变化影响水泥混凝土损坏的因素有：一是温度；二是雨（雪）水；三是干旱。 1、温度的影响 当冬季到来时，由于气温骤降，温度应力（拉应力）随即产生。以冬季气温 0来计

6、算，产生的理论温缩应力： 0E10-5（2030）3010969MPa5.0MPa； 由于水泥混凝土板与地基的摩阻约束，实际产生的温缩应力， 0 锯缝而导致断板的原因，以及水泥混凝土路面建成运营后，经过一个冬季，每一块板都和相邻板断开的原因。同时摩阻力的应力差将由地基承担，对于半刚性基层来讲，其本身的温缩应力加上应力差，最终基层也会被拉断，这就给雨水下渗到土基创造了条件。 2、雨水的影响 由于温缩的影响，以一块尺寸为 53.5板来计算，水泥路混凝土板的顶面温缩量为， 纵向:X L510-5（2030）1.01.5mm 横向:YB3.510-5（2030）0.70.97mm 由于这么大的收缩量，

7、相邻板之间必然产生缝隙，这就是我们要求水泥混凝土面板锯缝后要灌缝的原因。那么由于灌缝材料的不可流动性及本身的温缩，相邻板在冬季产生缝隙是不可避免的。这样就为冬季雨（雪）水渗入基层及土层创造了条件，以致影响土基的稳定。 3、干旱的影响 路基在填筑过程中要求路基土达到最佳含水量附近，土基才便于压实到最大的压实度。长期干旱，水份被蒸发，特别是粘土填方路段，由于土基水份被蒸发，造成土基干缩，也会使水泥混凝土面板脱空，在行车荷载作用下，也是造成水泥混凝土板断板的一个原因。 在实际过程中，以上三个方面是相互作用，相互影响，并互为补充，共同导致水泥混凝土路面的破损。 （三）超限车辆的行驶是诱因 修好的一条路

8、（或者废弃的路）没有行车的作用，即使质量再差，也永远会保持原状；或者是市内的水泥混凝土道路（仅通公交和小汽车） ，也很少会出现损坏的，而城区外的主干道上，往往会出现损坏。原因是有重车通行，特别是超限车辆的大量通行，一辆后轴重 200KN 的单轴双轮组车通过，按公路水泥混凝土路面设计规范折算，相当于标准轴载100KN 车通过 65536 次（NiiPi10016112001001665536 次） ；而一辆后轴重 60KN（城市公交）的单轴双轮组车通过，则可忽略不计（N1160100162.810-4 次） 。 前面已分析了地基行车荷载作用下，形成水泥混凝土板脱空，那么，在超限重车的作用下，形成

9、脱空板会更快，使新建的路提前损坏。 三、混凝土路面早期病害的预防措施 优化设计。路基、路面应作为整体进行综合设计，选用合理的基层、面层结构和建筑材料，强化路面防水设计，沥青面层层间应使用防水材料，减少沥青面层的渗水量。 确保路基、路面施工质量。路基是路面的基础，是路面结构的承载体，只有确保路基施工质量，特别是“三背”回填、软基处理、旧路加宽改建段的路基压实质量，才能减小路基沉降，保证路面稳定，防治路面产生裂缝。可以采用天然砂砾分层压实，同时增加预压和基地处理等措施。路面施工时严格控制混合料配合比，提高路面压实质量，保证路面水稳定性，防止路面出现水损害。路面硬路肩在结构上采用无砂混凝土，使面层层

10、间水能顺利排出，在施工时优先施工硬路肩且严控高程。 严格控制路面材料质量。路用沥青或改性沥青的采购管理，除应选择有良好高、低温性能，抗老化性能，含蜡量低，高黏度的优质国产或进口沥青外，还要对沥青储存、运输及检验手段进行严格管理。可以在实际项目中进行专库专管和 GPS 跟踪运输等办法保证沥青质量。改性沥青采用工厂加工成品采购，避免现场加工时因改性剂、稳定剂添加数量不够或现场搅拌时间不够引起的质量问题。路面用集料是保证路面质量的最重要因素，目前我区路面用集料没有相对固定的料场，在路面施工时可由各施工单位自行加工，以保证各种集料指标满足技术要求。同时建议路面集料岩性尽可能选用玄武岩或中性岩。由于条件限制不得不使用酸性石料时，必须采用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉作为抗剥落剂，以增强集料与沥青的黏附性。矿粉由专门的水泥厂选用合格石料进行加工生产，从而保证其质量。 结束语 混凝土路面在使用中，必须对其使用质量进行定期的调查评价，以便有计划地修补和改善，使混凝土路面能够保持经常良好的服务功能。 参考文献： 1赵宗学,曹忠利. 水泥混凝土路面损坏原因及维修策略分析J. 民营科技,2011,09:281. 2罗宏伟,韦海涛,傅琴. 沥青路面基于裂缝率的路面损坏状况研究J. 公路交通科技(应用技术版),2013,09:101-103.