1、水泥砼路面板破坏的原因及防治摘要：本文介绍了水泥路面出现裂缝、断板的原因和防治措施 关键词：水泥砼路面 面板破坏 成因分析 防治措施 中图分类号：U416.2 文献标识码：A 文章编号： 路面工程属于道路工程中所用原材料种类较多、工序多而复杂，并且对外界环境温度比较敏感的结构，所以路面原材料的选择、级配及组成设计、试验检测水平、施工工序控制、工艺水平、设备与技术水平及施工环境等，都直接影响路面工程的质量。水泥混凝土路面以水泥为结合料，将矿物集料胶结成为具有一定力学性能的一种复合材料。其材料来源广、力学性能好、强度高、稳定性好、经济效益高，近年来在公路建设中得到了广泛的使用。 我单位养护的 G2
2、06 合淮公路，为 1996 年由 9m 沥青路面改建为 14水泥砼路面，全长 32.105km，全线采用水泥混凝土行车道，沥青碎石硬路肩。这不仅合理利用了水泥资源，提高了路面质量，同时降低了造价，对于合淮公路发展具有重要的技术经济意义。然而，随着通车年限的增长，交通荷载重型化，交通密度的增大，超载车辆（运输建材、煤炭车辆）的增加，加速了路面（主要是淮南到合肥方向的行车道）的损坏，如露骨、沉陷和砼板破碎，直接影响着行车安全与行车速度。然而这种破坏往往只是局部的，或者只是面层的破坏。据调查，过去的维修方法是：对于路面断板总是整块整块地换板，这不仅增大了成本，造成了不必要的浪费，更重要的是工程量的
3、增大造成了长时间地封闭交通，对安全行车影响非常大。 水泥砼路面产生质量问题的原因除路基本身质量欠缺而影响到路面质量外，主要还有路面施工不规范及组成材料不合格的问题。其质量病害的主要问题有： 一、裂缝 产生裂继的原因很多，从时间上可分硬化前和硬化后两个过程。 (一)在硬化前，砼还处于塑性状态，由于组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑砼面层时，因段中的水份很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。 (二)硬化后，由于施工工艺、材料等的问题而产生裂缝 1、干缩裂缝 因水份蒸发，使干缩产生的拉应力大于砼的抗拉强度，使砼产生裂缝
4、。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似。 引起干缩裂缝的因素主要有： (1)水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。 (2)水泥砼中的用水量对于缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。 (3)骨料的大小和级配也对干缩值有密切关系。级配良好时，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对减少。对使用偏细砂时，会使水泥砼收缩值增大。含泥量大的情况与使用偏细砂类似 2、由于温度应力而产生的裂缝 这主要是因昼夜温差太大，
5、而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度 001 毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。 3、基层原因而产生的反射裂缝 由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。 4、由于材料不良引起的裂缝 (1)水泥安定性不良引起的裂缝 水泥熟料如锻烧不充分，会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥己凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面出现龟裂、断板等。还有氧化镁及石膏的后果与氧化钙类似。 为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，并选用低碱性水
6、泥。 (2)因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使砼板块断裂 水泥拌合后不久，便产生变硬，尔后又变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝” 。这是因为拌合物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使砼拌合物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。 5、断板 5.1 成因 断板是指混凝土板面出现横向断开条形裂缝。这种裂缝严重影响结构使用性能，在施工中要严加禁止，一旦出现，须打掉重新浇注混凝土，造成很大的材料浪费。它的成因主要来自二个方面：一是由于混凝土收缩变形引起的，主要是物理收缩即干燥收缩，通常收缩值高达 15010-6-100
7、010-6；一是环境温度变化引起的，在通常情况下，温度每变化1，混凝土变形值为 7-1310-6，白昼高温，可使混凝土板体顶面温度高于底面温度，造成板体中间拱起，夜间温度降低，可使混凝土板体顶面温度低于底面温度，造成板体两头翘曲 环境温度变化引起热胀冷缩，从而产生温度应力，使混凝土被拉裂。这种裂缝常出现在混凝土板块中间、雨水口和检查井等薄弱部位。 二、影响水泥砼强度的一些原因 1.材料不当 (1)骨料中针片状石子含量过高 针片状石子在砼中易出现架空现象，空隙率较大，受压易折断，从而影响砼强度。 (2)选用砂细度模数较小、且含泥量较高 根据规定：本公路使用的砂细度模数应在 2.5-3.0 之间，
8、含泥量不超过 3%。 (3)水泥随意掺合使用 因不同水泥中混合材质量及掺量都不同，掺合后将使水泥性能发生变化，标号降低，而影响砼强度。 (4)粗骨料采用砾石 砾石因表面光滑、无棱角，与水泥砂浆的粘结不够好，使砼强度降低。应采用机轧碎石作骨料。 (5)砂、石材料内含杂质不符要求 根据规范规定：粗骨料含泥量不超过 1，砂含泥量不超过 3。砂、石材料内杂质的含量对路面塑性收缩开裂和干缩变形影响很大。 (6)对粗骨料最大粒径控制不严 2、施工操作不规范 (1)砂石材料含水率的测定 砂石材料的合水量是随气候变化而变化的。施工中住往根据设计而不考虑这一因素，从而使水灰比失去控制。事实上，在施工现场要在每班
9、开工前及天气变化时，对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。 (2)标高控制不严，使水泥砼板块厚薄不均，造成砼强度不匀，在水泥砼板块厚薄不均界面，在外力作用下及收缩时产生拉应力，易产生裂缝，影响砼使用质量。 (3)振捣不密实 从现场取芯的芯样上，往往会发现芯样气孔较多。这是水泥砼振捣不密实的表现，水泥砼有足够的弯拉强度，来自于它的密实度。 (4)随意向砼中加水 这种行为与水灰比过大的情况类似。随意加水会使砼中自由水份增加，随着水份蒸发，使水泥砼内空隙增大。 (5)养护不及时 混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响砼水化作用的正常进
10、行和水化物的生成，从而影响砼的强度。 三、防 治 对于上述裂缝，可采取以下措施： 1减少混凝土单位用水量，一般砾石不大于 160kg/m3 ， 碎石不大于 170kg/m3。 2. 严格控制混凝土塌落度，现场搅拌不大于 2.5cm，商品混凝土不大于 7cm。 3. 严格控制水泥用量，增加骨料含量，水泥用量不宜超过370kg/m3。 4. 使用中（粗）砂，不宜用细砂。 5. 粗骨料级配良好，一般采用连续级配，且石子最大粒径为31.5mm。 6. 选择好外加剂，一般不宜掺用普通缓凝减水剂，宜掺用高效减水剂或微膨胀剂，冬天可用早强剂。 7. 合理选用水泥品种品牌，一般选用 PO42.5 级水泥，且收
11、缩变形小的水泥。 8. 精心设计混凝土配合比，注意水灰比不大于 0.50，砂率不宜过大。9. 混凝土搅拌均匀不离析不泌水。 10.施工方面要避免夏天中午施工，要及时覆盖并洒水养护，切缝要及时，防裂钢筋位置必须正确，不能变形移位等。 11.施工时确保振捣密实， 不漏振。 经实践证明，现有一种快速修补水泥混凝土路面局部损坏的方法，无需大面积地切换混凝土板，只需在原混凝土路面上直接修补，我们对206 国道管养路段进行了现场试验，效果良好，值得推广。 四、路面快速修补方法 要保证新老混凝土的良好结合及修补混凝土的耐久性，在施工时必须做到：修补地段清洁，没有粉粒、油污等降低粘结力的介质；处理面要干燥、找
12、底，即在凹凸不平的旧水泥混凝土路面上先涂刷一层同一水灰比的砂浆，能保证新老混凝土的完好结合；拌料均匀，否则会出现局部收缩或膨胀，影响修补质量。 1超薄层修补。先将光滑的路面露骨或龟裂表面处凿毛，然后在涂刷过同一成分的水泥砂浆的区域内，摊铺拌和好的快速修补水泥砂浆。修补砂浆基本摊铺好后，大面积的修补先用磨光机磨实、刮平，小面积的修补可用手提式震动器振实、刮平或用刮刀压实、刮平，以达到路面平整度的要求，当水泥混凝土存在水气、低洼、不密实时应用原浆补齐压实，直到表面全部密实、整平为止。 2裂缝修补。裂缝修补需先判定该裂缝是否已趋于稳定，如已不再继续发展，则只需凿毛裂缝表面混凝土，清除缝内粉粒等污染介
13、质，在修补面上先刷一层同一成分的水泥净浆，然后浇筑快速修补水泥混凝土。水泥砼配合比采用，即水：水泥：砂：碎石：复合添加剂=0.38:1.0:2.2:3.4:0.10。 若裂缝仍不稳定，则需先用钯钉加固或用钢筋网片补强。路面修补后要及时养护，如路面修补破坏了原来的胀缝，则需及时用切割机锯缝，以防新修补的路面产生裂缝。 实践证明，采用水泥混凝土路面快速修补技术配置的砂浆和所采用的技术措施，操作简单，取材方便，技术可行，更重要的是造价低廉，经济效益可观，值得推广应用 五、结束语 要搞好水泥砼路面的质量，除路基质量要保证外，必须严格控制材料质量，加强试验检测，准确计量，及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比；同时，必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作；另外，积极探索和改进施工工艺，达到提高砼路面的质量。 参考文献： 1、 公路养护技术规范JTJ H10-2009; 2、 公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ073.1-2001。
