水泥混凝土路面病害成因分析与施工控制措施

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摘要：本文分析了水泥混凝土路面病害产生的原因，针对施工中如何控制路面病害问题进行了探讨。

关键词：水泥混凝土路面；病害；施工；控制

由于水泥混凝土路面具有较高的强度、耐磨、抗冻等特点，因而获得了广泛的应用。然而，近年来路面早期损坏的现象越来越普遍，有的水泥混凝土路面完工不久就出现病害，新建2-3年就要大修，有的甚至出现当年建当年修的现象，使水泥混凝土道路功能得不到充分的发挥。防治路面病害，提高水泥混凝土道路的使用寿命是当前道路工程界正在进行攻关的一大课题。

1.病害产生的成因

1.1 水的防治不及时，是产生病害的主要原因

水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞，纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水设置基本没有。经过多年的行车作用，路面板块间相互挤压，原路面横缝的填缝料失效，地表水通过裂缝渗入基层，而又无法从路肩排出，造成基层软化。在车辆载荷的重复作用下，产生唧泥现象将基层细料冲走，导致板边缘的基础部分失去支撑能力，端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆，最后开裂断板破碎。

1.2 路基不均匀沉降造成板断裂和破碎

这种病害大部分布在路基填挖交界段，高填方路段及路面与桥涵等构造物交接路段。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷，在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。

1.3 路面基层和面层强度不足特别是强度不均匀也是造成破碎板的原因

作为混凝土路面基层，首先要求强度高，整体性和水稳性好。从现场观察到的二灰基层来看，其强度本身不是很好，加上基层施工拌和不均匀，压实不够等原因造成基层不板结，局部地方还有松散现象，基层强度难以满足设计要求。在行车荷载作用下，混凝土板底的拉应力增大，甚至车辆超载超限，致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。

1.4超重荷载的作用也是造成混凝土路面断板、碎板的主要原因

随着经济的发展，车流量不断增加，加上绝大部分车辆进行改装，加高车厢，加厚大梁等，超载现象屡禁不止，造成混凝土板块疲劳，形成断裂和破碎。

1.5 设计和施工方面缺陷导致混凝土路面各种病害的产生

车流量大的路段，路面病害较严重，原因是设计时对交通量预测不够准确，基层、面层设计厚度偏薄。

2施工质量控制措施

2.1严格控制路面原材料的质量

水泥混凝上路面结构层是以水泥与水合成的水泥浆为结合料、碎（砾）石为骨料、砂为填充料，经拌和、摊铺、压实和养生而成的。由于路面结构层同受到车轮荷载和自然因素的综合作用，则要求混凝土材料必须具有较高的强度、抗磨性、耐冻性（寒冷地带）以及尽可能低的膨胀系数和弹性模量。为此，应对路面混凝土及其组成材料提出一定的要求，并确定合适的配合比例。

2.1.1水泥的质量控制。应考虑道路等级、工期、铺筑时间、施工方法及经济性等因素，原则上应采用抗折强度高、耐疲劳、干缩小、耐磨性和抗冻性好的水泥；水泥进场时，应严格检查生产厂家的水泥产品化验资料（报告单），并对其品种、标号、包装、数量、出厂日期等进行检查，看是否能满足各项路用指标；在现场进行水泥细度、凝结时间、体积安定性、强度抽检试验，特别是安定性指标必须进行抽检；对施工中所用的水泥必须经该地区有资质的试验室复验合格后方可使用；不同标号、厂牌、品种、出厂日期的水泥，不得混合堆放，严禁混合使用；出厂期超过三个月或受潮的水泥，必须经过试验，按其试验结果决定正常使用或降级使用，已经结块变质的水泥不得使用；混凝土路面施工中应尽量选用同一厂家在同一时期生产的同一标号水泥。

2.1.2骨料的质量控制。施工中，水泥混凝土路面的最大粒径应根据具体施工要求决定，使用碎石时，应采用30mm；使用砾石时，应采用20mm；同时使用优良的级配，严格限制针片状颗粒的含量，粗骨料中薄片状及长针状颗粒应控制在15%以内（细骨料可不加限制）；骨料的强度要符合质量要求，粗骨料的强度应高于混凝土标号的1.5倍，其压碎值不宜大于20%；严格控制集料中的含泥土（石粉）量；砾石料要采取高压水冲洗等措施，而且不允许露天堆放，砂石料与水泥一样，在施工现场必须罐装，不允许有任何污染。

2.2优化水泥混凝土配合比设计

2.2.1减水剂的选用。要配制出高抗弯拉强度、耐久性好的混凝土配合比，就要求混凝土的水灰比较小，因此必须采用高效减水剂，保证混凝土较好的工作性。

2.2.2矿料级配的组成原则。砂率的选用由于有比较成功的实践经验，目前的理论和经验数据比较成熟，容易选定。但粗集料一般要采用两级配集料进行掺配，由于粗集料加工的现状不理想，确定一个相对合理的掺配系数是极其重要的。根据笔者的经验以及查阅相关资料，粗集料组成为最优曲线并略偏粗更有利于路面平整度的控制及抗弯拉强度的提高。另外，粗集料的含泥量一般不大于1%，砂的含泥量不大于2%，否则将严重影响路面的抗折强度和增大干缩变形。

3.2.3水泥、粉煤灰的路用品质要求。在配合比设计前，对水泥的路用品质进行检测，如发现问题，及时与厂家进行协商和探讨，调整水泥的组分，确保水泥品质的完全合格。粉煤灰则必须达到二级以上，对每车材料必须进行检测后才能入罐，否则三级以上的粉煤灰对路面的危害极大。

2.3水泥混凝土路面的施工质量控制

2.3.1认真细致地做好试验路段。摊铺水泥混凝土路面试验路段分为试拌和试铺两阶段，通过试验路段的试验应达到下述目的。试验段在与施工条件等同的条件下实施，通过在指定工作段先试验性地组织施工、测算、总结，得出所有必需的工作参数和施工经验，用以指导正式生产。

2.3.2在路面摊铺前，做好各项准备工作。一是对基层进行清扫、修补。对破损的基层采用高标号的水泥砂浆修补平整密实，对基层裂缝则进行清缝后灌入沥青并在表面粘贴不窄于1米宽的单层油毡，防止路面反射裂缝的出现；二是准备好摊铺机行走的基线，确保基线平滑顺适，逐桩检查板厚，并对板厚不合适的位置进行基线微调；三是对胀缝、钢筋补强位置进行预先标识并提前到位，不因钢筋的安装影响摊铺机的连续作业。

2.3.3路面当日开工前，对材料进行含水量检测，特别是对砂和小碎石的含水量要特别注意。拌和时注意控制混凝土的拌和质量，确保混凝土坍落度的均匀。

2.3.4根据天气情况，如温度、风速等，对混凝土的出厂坍落度进行微调，确保机前混合料的均匀，根据运距的变化，微调减水剂及水灰比，使混凝土的工作性得到保障。

2.3.5摊铺机在开工前，应调整好振动捧，抹平板等的位置，校核摊铺机的仰角及平面位置等。施工时，控制振捣仓的料位及机前的料位，并控制行进速度，不宜过快。太快则工人的修边速度跟不上，拉杆插入的位置不太准确，且机手对前、后的照顾易出现瑕疵，一般以1.0～1.5米/分钟为宜。另外，根据施工后的路面情况，及时调整摊铺机的振动频率。

2.3.6路面施工后，及时喷洒养护剂，根据天气情况（温度、风速、湿度等）确定养护剂的喷洒遍数、浓度。路面切缝后，采用保湿养护膜或薄膜覆盖养生。养生28天后，开放交通。

2.3.7路面纵横缝的施工。胀缝的设置一般以尽量少为宜。根据当地的温差状况及施工时的温度，设置胀缝的位置。结构物附近必须设置。

3.结束语

对水泥混凝土路面病害与防治措施进行探讨分析，具有十分重要的意义，不仅能积极有效的降低路面病害的发生，减轻路面病害带来的损失，还能提高混凝土路面的质量，为公路企业带来可观的经济效益的同时，也有利于推进我国公路建设事业的可持续发展。