淺談水泥砼路面病害成因及預防措施工學論文
淺談水泥砼路面病害成因及預防措施工學論文
摘要:隨著公路交通量的迅猛增長，再加上氣候、沿線水文地質、施工等各種因素的影響，許多路面投入運營不久就出現病害，影響了公路交通的正常執行。水泥砼路面的病害是一個普遍存在而又較難解決的工程實際問題。本文分析了水泥砼路面中常見的一些病害發生的原因，提出預防措施。
關鍵詞:水泥混凝土;路面;病害;措施
水泥混凝土路面以其抗壓、抗彎、抗磨損高穩定性等諸多優勢得到普遍應用，但往往因工程量小，施工工藝簡單，非主線工程等因素，放鬆對其質量控制細節的要求，從而出現不同程度的病害。
1.水泥砼路面病害產生的原因
1.1裂縫類病害的成因分析
由於水泥砼路面的非均質性、低韌性及現場環境條件和施工工藝水平的可變性，很難完全避免砼面板的開裂，因此，裂縫類病害在水泥砼路面病害中較為常見。
縱向裂縫是順道路中心方向出現的，修補不及時，往往會變成貫穿裂縫。出現的主要原因是：（1）、路基發生不均勻沉陷；（2）、砼面板厚度與基礎強度不足導致產生荷載型裂縫。
橫向裂縫是沿著與道路中心線大致垂直的方向產生的，出現的主要原因是：（1）、砼路面鋸縫不及時，砼面板由於溫縮和幹縮發生斷裂；（2）、由於切縫深度過淺，應力沒有釋放，因而在臨近縮縫處產生新的收縮縫；（3）路基發生不均勻沉陷；（4）、砼面板厚度與強度不足，在荷載和溫度應力作用下產生強度裂縫。
斜向裂縫橫貫砼路面板角或與行車方向相交成銳角，主要原因是由於下臥土層發生唧泥病害或不均勻沉陷而使板邊喪失支撐，在過載反覆作用下產生裂縫。
交叉裂縫表現為砼面板裂縫相互交叉，主要是不良路基土的不均勻沉降導致的，此外，超載、過載的重複作用也可能引起這種破壞。
1.2變形類病害的成因分析
唧泥產生的主要原因是雨水沿接縫或裂縫滲入基層，在行車荷載作用下，基層的粉細料和水一起被擠出，使基礎逐漸失去支撐能力，最終發生砼面板斷裂。
錯臺病害產生的原因是：（1）、唧泥病害處理不及時或不當，路基細料在抽吸作用下向後方板移動、堆積，造成前板低，後板高的錯臺現象；（2）、基礎不均勻沉降，導致縫的兩側形成臺階。
沉陷通常是由於路基土沉降或固結所引起的，特別是接近橋涵構造物處或道路加寬部分會由於壓實不足而往往會產生沉陷。
拱起表現為接縫處板塊出現向上隆起，橫縫兩側的板體明顯抬高。產生的主要原因是：（1）、脹縫被砂、石、雜物堵塞，使板伸脹受阻；（2）、脹縫設定的傳力杆水平、垂直向偏差大，使板伸脹受阻；（3）、長脹縫砼板在小彎道、陡坡處以及厚度較薄時，易發生縱向的失穩，引起拱脹；（4）、由於基層中存在生石灰及不穩定的廢渣，自身發生反應導致路面拱脹。
1.3接縫損壞類病害的成因分析
接縫損害類病害通常表現為水泥砼路面縱橫縫兩側50cm寬度內，板邊緣砼開裂或成破碎，產生這種現象的原因是：（1）、脹縫被泥砂、碎石等雜物堵塞或傳力杆設定不當，阻礙了板塊熱膨脹，過大的溫度應力使板邊脹裂；（2）、縮縫使砼板形成臨空面，再加上填縫料質量不能保證，使得板邊在車輪荷載反覆作用下被壓碎；（3）、由於切縫時間過早，使縫邊較早受到損傷導致日後損壞；（4）、填縫料質量差，如粘結強度低，延伸率及彈性差，不耐老化，填縫料與縫壁粘結不牢靠等。 1.4表面缺陷類病害的成因分析
表面裂紋產生的主要原因是：（1）、鋪筑後的砼表面遊離水分蒸發過快，體積急劇收縮導致開裂；（2）、砼配合比不合理，水泥用量、砂率過大；（3）、砼表面過渡振盪或抹平；（4）、養護不及時。
起皮表現為面層3-13mm深的砼品質變壞而產生脫落，主要是由於砼路面施工中過度抹面，使用的集料質量不合格或砼配合比不當（如細集料過多）引起的。
露骨是指砼路面在行車作用下水泥砂漿磨損或剝落後石子裸露的現象。主要是由於：（1）、施工時混合料塌落度小或摻入早強劑不當，在平板振搗後，砼就開始凝結，以至待輥筒滾壓和收水時，石子已壓不下去，抹平後，石子外露表面；（2）、水灰比過大或水泥的耐磨性差，在行車作用下很快磨損或剝落。
坑洞一般表現為路面板表面呈現孔洞狀，一般孔的直徑為2.5mm-10mm，深度為1mm-5mm。主要原因是：（1）、施工質量差或砼材料中夾帶朽木、紙張和泥塊等雜物；（2）、某些車輛的金屬硬輪或掉落硬物的撞擊。
2.預防措施
2.1設計階段
2.1.1路基設計要對軟土路段的土基按規範要求予以處理。路面結構設計要根據當地實際情況，考慮車輛超限超載、多雨氣候等不利因素的影響，在設計理論厚度的`基礎上適當增加基層的厚度，並選擇水穩性較好基層。
2.1.2砼路面配合比設計，要用一個連續級配的粗集料作為骨架，用另一個連續級配的細集料填隙，從而形成一個既具有高密實度，又具有高內摩阻力的密骨架結構。
2.2 施工階段
2.2.1路基施工過程中，要嚴格按規範要求選好填料，控制填料松鋪厚度和粒徑，土石要均勻混合，路基要形成一定的橫坡度，排水要順暢，含水量儘量接近或達到最佳含水量，使路基碾壓密實，強度均勻，防止路基不均勻沉降。
2.2.2基層施工要選用合格材料，要嚴格控制基層頂面平整度、橫坡度，以確保水泥砼板厚薄均勻，減少砼板與基層頂面的摩阻力；厚度和壓實度要達到設計要求，使路基具有足夠強度；嚴禁使用鬆散材料處理基層不平整表面或標高。在水泥砼澆築前應先檢查基層強度，只有強度（彎沉值或回彈模量）及各項指標達到要求後，方可組織砼面板施工。
2.2.3水泥砼面層施工在原材料的選用上要確保質量，水泥與集料必須符合公路技術規範要求，粗集料要分級後混合，嚴禁使用統料；細集料細度模數要達到中、粗砂的要求，且含泥量不超標準。
原材料拌合前要測定砂石料含水量，調整施工配合比，嚴格控制砼配合比和水灰比，合理使用減少劑，攪拌要均勻，塌落滿足要求。儘量縮短砼的運輸距離和出料高度，以免砼產生離析現象。模板要採用鋼模，高度與砼板厚度一致，立模要堅實，採用適當措施，防止模板底部漏漿。砼混合料攤鋪要平整，振搗要充分、密實，並不能過振。抹平工序非常重要，操作人員要在空架設定上進度抹平，切勿直接蹲在砼板面操作，砼板平整度必須達到規範要求。在氣溫較高時施工砼板，表面修整要及時，修整過程要設遮陽棚，避免陽光直射，硬化後要灑水使路面保持溼潤。
2.2.4施工機械，先進的機械裝置是水泥路面的質量保證。砼路面施工儘量採用先進的、具有自動進料計量的較大型機具裝置，並配備齊全。嚴禁使用淘汰的小型機具。
2.3養護階段
在日常養護工作中，應“以防為主，防治結合”因地制宜地開展工作，總結出一套適應水泥砼道路特點的、針對性強的養護措施。
2.3.1接縫養護是水泥砼路面養護重點，接縫料脫落或喪失後，應及時得到填補，要積極探索新工藝，採用新型材料進行灌縫作業。經常清理排水設施，保持排水系統良好，及時排除路面雨水和積水，使路基不會處於長時間浸泡，保持良好使用狀態。
2.3.2加強對超限超載車輛管理力度，使超限超載車輛控制在最小限度內，減少行車對水泥砼路面破壞，延長使用壽命。
3．結束語：
由於水泥砼路面出現病害的原因複雜多變，病害不同，處治的方法也大不相同，因此，如何預防水泥砼路面出現病害，最大限度地延長路面的使用壽命，需要我們在在設計、施工、養護管理各方面增強質量意識，積極採取各種處治措施，防止或減少病害的發生。另外，還要積極探索新的設計方式和改進施工工藝，以達到提高砼路面質量的目的。