1、水泥混凝土路面板破坏的原因及其防治作者：郭春利摘 要：文章通过对常见水泥混凝土路面病害的归纳，分析了其产生的原因，并提出了具体的防治措施。 关键词：水泥混凝土路面；病害；防治 路面直接承受交通荷载的作用，受气候、水、温度等因素的直接影混凝土公路具有机动、灵活、直达、迅速、适应性强、服务面广的特点，在世界各国建设中发挥着巨大作用，且其在以后的社会发展中的地位也同样是无可替代的。 “要想富先修路”中国的公路这十几年来也是飞速发展的。70 年代初以来，某些省在公路干线上开始铺筑混凝土路面；中国的飞机场跑道几乎全部都采用混凝土道面。也因此水泥混凝土路面面板病害很普遍，很广泛。其寿命长，但水泥路面重修时
2、要比沥青路面麻烦很多，费用也高出了不少。所以对其病害我必须高度重视，根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、沉陷、错台等。所以今后几十年对公路的维护及病害的防治就尤为重要了，所以今后的注意力应该慢慢的转上对病害的防治上来一、水泥混凝土路面的主要病害水泥混凝土路面的主要病害可分为路面裂缝、板块变形、接缝病害和其他病害四大类型。(一)路面裂缝路面裂缝有龟裂、线性裂缝、破碎裂缝三种。线性裂缝包括横向裂缝、纵向裂缝、检查井周围裂缝。破碎裂缝包括角隅碎裂、接边碎裂、井边碎裂和板面碎裂等。(二)路面变形路面变形主要是指错台与板块拱起两种现象。错台是指在混凝土路面接缝或裂缝处，两边
3、的路面存在台阶，车辆通过时发生跳车，影响行车的舒适性与安全性。板块拱起是指水泥路面在接缝处两块板体发生明显拱起，严重时混凝土发生碎裂。(三)接缝病害接缝病害主要包括接缝破碎与填缝料散失两种现象。接缝破碎是指临近横向或纵向接缝 60cm 内，板边混凝土开裂或成碎块。填缝料散失是指填缝料因老化后逐渐脱落。(四)其他病害其他病害主要包括露石、蜂窝；黑白路面接头处砌块沉陷；路框差等。露石是指混凝土路面在行车作用下水泥砂浆磨损或剥露后石子裸露的现象。蜂窝是指混凝土板体侧面存在明显的空穴，大小不一，状如蜂窝。砌块沉陷是指水泥混凝土路面与黑色沥青混凝土路面接头处砌块出现沉陷、破损。路框差是指水泥路面的检查井
4、、收水井盖框标高与路面有高差，车辆通过时有弹跳现象二、水泥混凝土路面病害产生的原因(一)路面裂缝产生的原因1、混凝土路面浇筑后，养护不及时，没有及时覆盖草包，导致水分迅速散发，在炎热或大风天气，体积急剧的收缩，导致开裂。2、施工时混凝土混合料或基层材料拌和不充分，以致减弱基层强度或路面强度，造成板体裂缝。3、混凝土路面锯缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。混凝土浇筑时气温越高、基层表面越粗糙越容易断裂。4、切缝深度过浅，由于横断面没有明显削弱，应力没有释放，因而是邻近缩缝处产生新的伸缩缝。5、混凝土路面基础发生不均匀沉降(如穿越河浜、沟槽、拓宽路段处)，致板底脱空而断裂。6、施工时采用不是同批生
5、产的水泥，特别是不同标号的水泥，导致混凝土强度大幅度降低而可能产生裂缝。7、混凝土路面板厚度与强度不足，在荷载与温度应力作用下产生强度裂缝。8、水泥路面板中设置检查井，使混凝土板纵横接触面积减少，同时板中的空穴存在，造成应力集中，大大增加了井周边特别是转角处的温度和荷载应力。9、板的平面尺寸太大(使温度应力过大)，板体收缩产生断裂。(二)路面变形产生的原因错台发生的原因是：1、主要是水沿接缝或裂缝渗入基层，使基层冲刷，形成很多粉细料。在行车荷载的作用下，产生唧泥，同时相邻板块之间产生抽吸，使细料向后方板移动、堆集，造成前板低，后板高的错台现象。2、胀缝下部填缝板与上部缝槽未能对齐，或胀缝两侧混
6、凝土壁面不垂直造成横缝处传荷能力不足，车轮经过时相邻板端部会出现绕度差，使沿接缝下渗的水带着路面板与基层之间的碎屑抛向后方。板块拱起的原因是：1、活性基层膨胀引起水泥板的向上拱起。2、长胀缝混凝土板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时，易发生纵向的失稳。(三)路面接缝病害产生的原因接缝破碎是由于施工过程中传力杆位置偏移，导致滑动端与固定端不能自由伸缩，或胀缝传力杆未加套子留足孔隙，或胀缝被砂浆、丝织等杂物堵塞，导致接缝一侧板体被挤碎、拉裂。填缝料散失是由于填缝料老化后没有及时更换新的填缝料，或者是填缝料本身的材质差，与混凝土的粘接力不强。(四)混凝土路面其他病害产生的原因露石与蜂窝产生的原因是：1、
7、施工时混合料坍落度小，夏季施工时失水快。水泥混凝土水灰比过大或水泥的耐磨性差，用量不足使混凝土表面砂浆层的强度和磨耗性差，在行车作用很快磨损或剥落，形成露石。2、施工时振捣不足，甚至漏振，使混凝土颗粒间的空隙未能被砂浆填满，模板漏浆造成侧面蜂窝。黑白路面接头处砌块沉陷产生的原因是：1、由于白色路面与黑色路面结构强度与刚度不同，在交界处的行车冲击比较交大，容易引起砌块沉陷。2、混凝土路面与沥青路面接头处砌块容易发生水平位移，容易渗水、积水、导致基层软化，引起变形、沉陷。路框产生的原因是：1、施工放样不准确，使检查井盖框与路面衔接不平。2、检查井周围的回填土基层密实不足，交通开放后，逐渐下沉。3、
8、所选用的铸铁井盖与座不配套或铸铁加工时误差太大，造成车辆行驶时产生冲击力，从而损害路面。 从以上水泥混凝土病害产生的原因分析，水泥混凝土路面的质量涉及到很多方面，是由结构设计、材料采用、施工工艺、管线掘路、养护维修等多方面因素造成的，是一个综合性的问题。这些问题对道路的使用品质与寿命将产生不同程度的影响，甚至造成严重后果。城市路面是城市基础设施的重要部分，因此我们应对此问题给予充分重视。二、水泥砼路面板破坏的防治（一）路基施工方面 路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥砼板难修补。故在路基施工时应着重注意以下几点： 1 清表要彻底。不适宜的
9、材料应全部清除且按规范要求分层碾压搞好基底压实。 2 软基处理要慎重。并采用合理的施工方案和施工工艺。 3 路基填筑过程中，填筑材料以采用强度高、水稳定好、压缩性小的砂性土，要严格按规范要求选好填料，控制松铺厚度和粒径，控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内，每层填筑要用平地机等机械整平后压实，形成横向路拱，做好临时排水使路基干燥等。 4 若土路基需要处理时，我们可以采用深层灌水泥浆加固土路基，使用材料主要是水、水泥、化学外加剂（如 MX2000、MX2001、DCG-979），这样可以加固土路基。 （二）路面基层施工方面 在准备摊铺级配碎石垫层前，应对准备铺设段的路基恢复放样，并检查该
10、段的路基标高、横坡度、宽度、压实度是否符合要求，并经监理工程师签字认可后，方可进行级配碎石层的铺设。级配碎石可用未筛分碎石和石屑配合而成级配碎石强度及稳定性好坏的主要影响因素是集料的最大粒径及颗粒组成，因此我们在选择料场时，应先对料场进行取样试验。混合料拌和出台后，经自卸汽车运到施工现场，用平地机进行摊铺，人工配合修整，根据规范要求层厚不超过 20cm。混合料摊铺宽度应比上层结构宽度每侧伸出至少 30cm，以保证上层结构充分压实。 路面砼板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配，保证砼质量并充分地密实，搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治，防止路表水渗入路基。施工前应准备足够的砂石材料，各种材料要符
11、合规范规定，并应试配好配合比，经监理工程师签字认可。按规定对基层进行弯沉、平整度、高程、横坡、幅宽等项检测。 （三）桥头跳车病害防治措施 1 处理好台后地基。处理好台后软弱地基是控制桥头跳车重要措施。受造价约束，一般情况可设置过渡性路面，加强养护补强措施，待沉降后再改铺原设计路面，常用过渡性路面有预制水泥砼块、沥青过渡层等，都是解决好桥头跳车有效办法。 2对接头处路面进行处理。对连接沥青路面，则在桥台处增设增变厚式水泥混凝土埋板，对连接水泥混凝上路面，则将连接处路面板改为变厚式。我们还应注意，混凝土路面同桥梁相接处，最好是设置钢筋混凝土搭板。搭板一端放在桥台上，并加设防滑锚固钢筋和在搭板上预留
12、灌浆孔，如为斜交桥，尚应设置钢混凝上渐变板。 （四）水泥砼路面板破坏后的处治 1对于破碎、沉陷的水泥砼板最好是铲除，用同标号的新砼进行修补。 2对于水泥砼板严重裂缝，我们可以用乳化沥青砂修补，材料为乳化沥青、细砂。严禁在雨天施工。修补完后在其表面铺一层细砂，1 小时后可以开放交通。 3对于水泥砼板中等裂缝和细微裂缝，可采用聚氨脂修补裂缝材料进行修补。 4对于水泥砼板底脱空，下沉我们可以采用板底灌水泥浆加固基层，使浆体充满砼板底，可以抬起砼板，减少沉降和错台，使用材料主要是水、水泥、化学外加剂。 6对于严重的路面错台现象，我们可以采用广州爱克思环保材料技术研究所生产的错立平（XCR-07），此产
13、品固化速度快，减少施工对行车等的影响,但不宜在雨天施工。 7对于路面坑洞，我们可以用乳化沥青修补，乳化沥青能够较长时间储存在储罐中，使用方面，非常适用于我们的高速公路养护；对于路面坑洞我们还可以用北京安通科宁建筑材料有限责任公司生产的“科宁冷补改性沥青”（改性沥青由科宁添加剂、道路沥青、柴油、石料混合制成）产品，成品为黑色颗粒状固体。它是一种全新高科技材料，它的施工不受天气、季节和气候的限制，且修补质量好，修补后可立即开放交通，如果路面坑穴破损深度在 5cm 以上时，填补工作应以每 35cm 为一层，分层填补、分层压实，很适合我们高速公路的维修。 三、预防水泥混凝土路面病害应重点考虑问题(一)
14、关于路面结构设计道路工程设计按照通常的方法是根据现有道路交通量来推算未来使用年限的总交通量，并结合周边道路的发展趋势，综合考虑，用计算的方法来决定道路各结构层的厚度，以满足城市发展需要。然而，水泥路面上出现的各种裂缝，除了施工与材料因素外，与结构层的厚度与强度有很大的联系。我认为，在设计混凝土板厚度与基层结构时，第一，应根据现有的规范，充分了解待设计道路在城市规划路网中的发展地位，提高道路的设计标准，来适应城市日益发展的运输通行和承载要求；第二，设计人员应根据待设计道路所在地域的实际情况，采用不同的结构，例如在遇到填浜路段时，可以采用土工织物来保护基层，增加强度。因为土工织物具有较强强度与韧性
15、，而且紧贴于地基表面，当地基可能产生剪切破坏时，铺设的土工织物将阻止破坏面的出现，从而提高地基的承载力。第三，设计人员在设计中应及时吸收国外先进的设计理念，广泛应用计算机技术，用有限元法来分析水泥混凝土路面在各种荷载作用下的应力、应变关系，并掌握接缝构造传递荷载的能力和特性。用科学的方法决定结构层的厚度与强度；第四，在进行路面基层设计时，针对面层病害产生的原因，采用不同的设计规范。如黑白路面交接处的砌块沉陷问题，可借鉴“公路混凝土路面设计规范”中推荐的方案，在黑色路面下采用混凝土渐变板过渡，在板上直接铺设黑色路面。(二)关于路面材料采用上海市现用道路水泥混凝土混合料可采用现场拌和混凝土和路用商
16、品混凝土两类。对于路面混凝土配合比的设计与实验要严格按水泥路面施工及验收规范要求执行，水泥用量不应小于 300kg/m3，在保证设计强度要求前提下，单位水泥用量不宜过大。对于现场拌和混凝土要采用强制式的搅拌机，不得采用人工拌和。要用翻斗车和不漏浆的自卸车运送，坍落度控制在不大于 2.5cm。路用商品混凝土是指坍落度为 68cm 的塑性混凝土，送到工地后尚需距初凝时间不应小与 1.5 小时。路用商品混凝土出厂应有符合规范要求的质保单，送到工地后应立即取样检测坍落度，合格后验收卸料。对没有质保单或质保单项目不全的产品坚决不予采用。有的施工队伍只重视送到工地的混凝土混合料是否有质保单，而忽视工地现场
17、的坍落度检查，没有执行建材检测见证取样送检制度，这样就不能保证检测报告的真实性。正确的做法是采用精度满足规定要求的计量检测水泥混凝土混合料的坍落度，通过实验来确定现场施工配合比，确保其正确、可靠。(三)关于施工质量控制1、对施工人员的要求：工程质量的形成受到所有参加工程项目施工的管理技术干部、操作人员、服务人员共同作用，他们是形成工程质量的主要因素。因此要控制施工质量，就要培训、优选施工人员，提高他们的素质。首先应提高施工人员的质量意识与预控意识，按照全面质量管理的观点树立质量第一、预控为主的观念。其次提高施工人员的技术素质，管理干部、技术人员应有较强的质量规划、目标管理、施工组织和技术指导。
18、2、对施工管理的要求“管理也是生产力”，管理因素在质量控制中举足轻重。道路工程施工应建立严密的质量保证体系和质量责任制，建设单位、监理公司、承包商应明确各自的责任，各司其责，共同把好质量关。特别是监理工程师要按照项目法人所委托的权限来监督质量，指导施工，检查承包商是否履行合同的职责，是否按合同规定的技术、质量、进度的要求组织施工。同类工程的质量通病是最主要的质量控制目标。在实施全过程管理中要根据水泥混凝土路面的特点及质量通病确定质量目标和攻关内容。再结合质量目标和攻关内容编写施工组织设计。制定具体的质量保证计划和攻关措施。3、对施工技术的要求：施工质量控制，与技术因素息息相关。技术因素除了人员
19、的技术素质外，还包括材料、设备、信息、检验与检测技术。为了工程质量，应重视新技术、新工艺的先进性与适用性。科研机构要吸收国外先进的技术，研究开发道路专用水泥、碾压混凝土、钢纤维混凝土、混凝土外加剂等材料，来适应现代化交通与道路工程发展的需要。(四)关于道路挖掘与修复管理1、对挖掘路计划的要求水泥混凝土路面使用寿命与各种公用管线的掘路密不可分，随着城市建设的不断推进，各种依附于城市道路敷设的管网改造工程大量增加，涉及到的道路挖掘数量也越来越多，为了提高道路质量，保持较好的完好率，应将城市道路发展规划和年度建设计划与各公用管线单位依附于城市道路的各种管线建设计划结合起来，具体做法是：市政工程行政管
20、理部门在制定城市道路年度建设计划时及时告知各管线挖掘单位，各管线挖掘单位应根据城市道路年度建设计划，并充分考虑今后较长时间的发展容量，留足各类预埋、预留管道(特别是横穿管道)。经与市政工程行政管理部门沟通并协调一致后，确定年度管线挖掘计划，并严格按此执行。2、对掘路质量的要求：对大型掘路工程施工应强制实行质量监督与工程监理，对小型掘路可只执行工程监理。质监与监理人员必须严格按市政工程质量检验评定标准对工程实施检查、监测、评定，检测的重点是对沟槽的回填质量进行必要的监测与监控，使回填密实度达到规范要求。对于掘路修复所采用的基层、面层材料应不低于原结构强度。在城市的重要地段和路口过路掘路，视情况对
21、沟槽的处理可直接灌填黄砂或粗粒式沥青混凝土。(五)关于水泥混凝土路面的养护管理、维修与交通管理养护工作的好坏也是决定水泥混凝土路面质量的主要因素之一。养护作业公司应按城市道路养护技术规程对城市道路进行精心养护与维修。按照“未损先防，小损即修、养好路面”为原则，在做好日常巡视检查纪录的基础上，编写道路小修保养计划，并严格按计划执行。道路设施管理部门应定期对计划的执行情况进行监督检查。城市道路设施管理部门应尽快建立道路信息系统，进行道路路况交通流量的调查，建立路面数据库，并对路面使用性能进行评价，确定路面的养护维修计划。养护单位应加强对水泥混凝土道路的巡查，当板块与伸缩缝处出现裂缝、坑洞、错台等病
22、害时，应及时修补。填缝料应选用与混凝土粘接力强、回弹性能好、耐老化的材料。只有这样才能把水泥混凝土道路管好、养好，充分发挥投资效益。道路的交通管理部门与路政管理部门应加大对超载车辆的管理力度，因为超载车辆对路面的损坏也是一个不可忽视的因素。另外交通管理部门的道路交通划线要有科学性，有的道路划分为重车道、轻车道，使得重车集中行驶在中间的行车道上，造成行车过分集中超荷载破坏；公交车站的经常性变动也加快了车道结构的损坏。总之管好道路是保证质量、减少养护工作量的一项重要工作。四、防治水泥混凝土路面病害的结论与建议通过对水泥混凝土道路病害产生原因的分析以及在道路设计、施工、掘路、养护、交通管理工作中应重
23、视方面的阐述，涉及到的因素很多。是一个庞大的系统工程。因此笔者建议：(一)对城市道路的建设与使用应进一步加强科学管理的力度使用道路的各单位、各部门都应加强协调与管理，设计单位要依据城市发展规划的要求，充分考虑交通流量的发展以及待设计道路的现场实际情况，优化结构设计阶段；管线规划、设计部门在管线综合设计阶段，应要求地下管线埋设一步到位，有条件的可采用共同沟槽的形式；施工单位应采用符合设计要求和产品质量标准的材料，并严格按照质量标准施工；监理单位应格守其责，加强对工程质量的监管；掘路管理单位应重点抓好掘路修复质量。养护单位应加强养护作业，以保持其使用功能。(二)加强道路建设的科技攻关力度要提高水泥
24、混凝土路面的使用年限，减少病害的产生，科研机构要进一步加强在路面结构、路面材料、施工机械、施工工艺方面的科学研究，吸收国外先进的设计理念与施工管理技术，用科学的方法来适应现代化交通和道路工程的发展需要。在重要路段和交叉口推行“非开挖技术”，在道路施工技术方面，研究开发水泥混凝土摊铺机、自动平地机等各种筑路机械，为了适应现代化交通和道路工程发展的需要，路基采用重型击实标准，总之要提升水泥混凝土路面的使用质量，只有坚持依靠科技进步，积极推广科技成果才能改善水泥混凝土路面的行驶条件，减少病害，保证质量，延长道路的使用寿命。五、结束语道路任何病害的产生都直接或间接反映了工程的施工质量。最佳的防治时机在建设阶段，最好的治理方法就是防范于未然。在建设工程中科学管理，质量层层把关，能最大限度地减小路面病害的发生率。对已经出现和形成的病害，应查明原因，对症下药。同时还应从道路养护、制止超载等人的因素进行管理，综合治理，保障道路的正常运营。【参考文献】1李华等编著水泥混凝土路面修补技术（修订版）M北京：人民交通出版社，2000 2郑明军水泥混凝土路面施工质量控制J重庆交通学院2002，(3) 3方福森主编路面工程（第 2 版）M北京：人民交通出版社，1998
