梁育生++蔡報強

摘 要：水泥混凝土路面是一種剛性高級路面，具有強度高、穩(wěn)定性好、耐疲勞、抗沖擊、抗滑性好、環(huán)境適應(yīng)性好、養(yǎng)護費用少和利于夜間行車等優(yōu)點，但也存在諸多質(zhì)量通病，如易出現(xiàn)脫皮露骨、坑洞，易產(chǎn)生裂縫、斷板及碎板，易出現(xiàn)接縫破損及錯臺，易出現(xiàn)拱脹等。若在施工階段對以上問題加強預(yù)防和治理，將大大延長路面的舒適性、安全性和使用壽命，減少經(jīng)濟損失。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面 病害分析 防治措施

中圖分類號：TQ172 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（b）-0041-04

1 水泥混凝土路面常見病害分析

1.1 脫皮露骨及坑洞

水泥混凝土路面脫皮露骨是指混凝土表面細集料散失、粗集料暴露。坑洞是指由于砂石材料夾雜泥土或者施工工藝不規(guī)范等施工原因造成的混凝土澆筑完成后表面出現(xiàn)的凹槽及孔洞的現(xiàn)象。

水泥混凝土路面脫皮露骨及坑洞形成的原因可從以下兩方面進行分析。

1.1.1 材料方面的原因

（1）水泥成分中的非活性物摻量過多，或者使用低標號、過期、受潮的水泥，使成型混凝土強度達不到設(shè)計要求，表面因外界磨損或撞擊而出現(xiàn)脫皮露骨或坑洞。

（2）砂的含泥量過大，使混凝土強度降低，或砂粒徑不符合規(guī)范要求，粒徑過細或粗顆粒過多，使?jié)仓^程中混凝土上層形成軟弱面，降低混凝土強度。

（3）碎（礫）石風化嚴重，含泥量過大，有機物含量過大，針片狀含量過大等原因致使混凝土強度降低。

1.1.2 施工方面原因

（1）混凝土攪拌時水的摻量過大或過小，造成混凝土坍落度過大或過小。前者使混凝土表面浮漿過多，后者使混凝土提漿抹面困難，工人灑水收面，使混凝土表面強度降低。

（2）碎（礫）石級配不好，混凝土攪拌不均勻，攪拌不足或過分，使混凝土體強度下降。

（3）運輸、澆筑工藝不規(guī)范，如高溫或冬季施工中混凝土運輸不采取保護措施，高落差澆筑混凝土直接傾倒等，使混凝土坍落度過低或者發(fā)生離析，降低混凝土強度。

（4）振搗不到位，過振、漏振或欠振都會造成混凝土表面骨料分布不均勻，使混凝土表面易形成裂縫，降低表層混凝土強度。

（5）養(yǎng)生時間掌握不當。夏季施工過早灑水，會造成混凝土表面大面積起皮；過遲灑水，不能滿足水泥水化反應(yīng)所需水分，且不能及時降低混凝土表面溫度，使混凝土表面會形成收縮裂縫，受外界磨損及撞擊而形成脫皮露骨及坑洞。

（6）交通管制不規(guī)范，路面成型后，混凝土強度未達到設(shè)計和規(guī)范要求而過早開放交通，造成面層破損，易產(chǎn)生脫皮露骨及坑洞。

（7）澆筑過程中遇大風或下雨，未采取擋風及遮雨等保護措施；冬季及炎熱季節(jié)施工未采取保溫及降溫等保護措施。

1.2 裂縫、斷板及碎板

水泥混凝土路面裂縫可分為沉降裂縫、塑性收縮裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、應(yīng)力裂縫、化學(xué)作用裂縫及施工因素引起的裂縫。斷板及碎板是指水泥混凝土路面在修建和使用過程中由于板內(nèi)應(yīng)力超過了混凝土的極限強度而出現(xiàn)的貫穿混凝土面板整個厚度的不規(guī)則的橫向、縱向、斜向、交叉斷裂斷板或角隅折斷裂縫，把面板分成兩塊或兩塊以上，破壞路面結(jié)構(gòu)的完整性。

水泥混凝土路面裂縫、斷板及碎板形成的原因很多，下面從3個方面來分析。

1.2.1 材料方面的原因

（1）水泥安定性差，強度不足。水泥中的游離氧化鈣（f～CaO）在凝結(jié)過程中水化很慢，水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當f～CaO超過一定限量時，就會破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強度下降。水泥強度不足也會影響混凝土的初期強度，使開裂斷板的機率大大增加，水泥的水化熱高、收縮大，也易導(dǎo)致開裂。

（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有機質(zhì)含量超標。水泥混凝土中水泥石與集料的界面粘結(jié)不良，往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機質(zhì)含量超過規(guī)范要求，必然會造成界面缺陷，容易開裂。另外，有資料表明，在同樣的水灰比條件下，石灰?guī)r、石英巖等親水性集料與水泥石界面粘結(jié)力大，花崗巖等親水性差的集料則反之。

（3）混凝土配合比不當。如單位用水泥量偏大、水灰比過大、施工計量不準等。混凝土中引起收縮的主要是水泥石部分，過多的水泥用量，必然會導(dǎo)致較大的收縮。水泥完全水化所需的結(jié)合水最低水灰比約0.26～0.29，施工中采用較高的水灰比是為了滿足和易性需要。但偏大的水灰比，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，影響了混凝土強度。施工中未根據(jù)集料中的含水量及時調(diào)整用水量，會影響混凝土的配合比的準確性，從而影響其初期強度。以上原因都會引起混凝土初期微小裂縫，使用一段時間后，受行車荷載及溫度應(yīng)力的雙重作用，部分裂縫將逐漸增長、變深，以致造成面板斷裂。

1.2.2 施工方面的原因

（1）基層施工質(zhì)量差，如基層標高失控、基層不平整、基層干燥及路基不均勻沉降等，引起水泥混凝土路面面板厚度不一致，加大面層與基層之間的摩阻力，面板混凝土失水而強度降低，薄弱面形成裂縫甚至斷板。

（2）面層施工工藝不當?；炷翑嚢璨蛔悖駬v不密實，形成的混凝土強度不足或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂斷板；過分振搗則會造成分層，粗顆粒沉入底層，細顆粒及水留在上層，強度不均勻，表面收縮裂縫增加；水泥和集料溫度過高，使混凝土拌和物的溫度過高，在冷卻、硬化過程中會使溫差收縮加大，導(dǎo)致開裂；因停電、機械故障、運輸不暢、氣候突變、停料等原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷，在澆筑時未按施工縫治理，新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致會形成一條不規(guī)則的接縫；養(yǎng)生不及時或養(yǎng)護方法不當，尤其是氣溫高、濕度小、風速大的不利條件下，就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫；切縫時間掌握不準確或切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫；某些施工作業(yè)面，由于受到地理條件的限制或因混凝土養(yǎng)護作業(yè)需要在混凝土強度不足條件下過早地通車，產(chǎn)生荷載應(yīng)力，這是產(chǎn)生裂縫的又一個原因；傳力桿安裝不當，上下翹曲，則在混凝土伸縮和傳力過程中混凝土就會被破壞，形成裂縫損壞；特殊天氣及季節(jié)施工，未采取防護措施而使混凝土產(chǎn)生裂縫。endprint

1.2.3 后期交通使用和養(yǎng)護方面的原因

（1）超載車輛的大量通行，會造成路面大量的斷板及碎板。

（2）路面不清潔、接縫養(yǎng)護不及時和養(yǎng)護方法不當，也會誘發(fā)路面產(chǎn)生裂縫及斷板。

1.3 接縫破損、錯臺

接縫破損主要表現(xiàn)為橫縫和縱縫填縫料的喪失或失效。填縫料最主要的目的是防水，填縫料缺失，會使水從縫隙中滲透到基層，在輪載作用下，面板的彎沉變形使基層內(nèi)積水變成有壓水，侵蝕基層并同基層內(nèi)沖刷出的細集料攪混成懸液，并沿接縫縫隙噴賤出，形成唧泥病害。唧出的泥漿帶走大量的基層材料，導(dǎo)致混凝土面板脫空，開始為板邊緣部分失去支撐，久之，引起錯臺并導(dǎo)致面板出現(xiàn)裂縫、斷板等病害。

1.4 拱脹

縱向相鄰兩塊板或多塊板相對其鄰近面板向上突起在3cm以上的現(xiàn)象即為拱脹，輕度拱脹使路面平整度變差，而嚴重拱漲則會導(dǎo)致前后板塊斷裂，其形成的主要原因有以下幾個方面。

（1）未按設(shè)計要求設(shè)置脹縫，或脹縫、縮縫施工質(zhì)量差，填縫板及填縫料所用材料不滿足要求。當面板收縮時接縫縫隙張開，填封材料失效，堅硬的碎屑落入縫內(nèi)，致使板在受熱膨脹時產(chǎn)生較大的熱壓應(yīng)力，板發(fā)生縱向失穩(wěn)而出現(xiàn)拱脹。

（2）接縫養(yǎng)護差，未對破損接縫及時進行修補，造成縫內(nèi)雜物堵塞而形成拱脹。

2 水泥混凝土路面常見病害預(yù)防及治理

2.1 水泥混凝土路面常見病害預(yù)防措施

2.1.1 嚴格把控原材料質(zhì)量，做好原材料檢驗工作

（1）選用抗折強度高、收縮小、安定性好、抗磨性與耐久性好的水泥，標號不低于設(shè)計強度值。水泥進場前應(yīng)對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并嚴查“生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢測報告證明”，進場后須按規(guī)范要求按批次對水泥抗壓強度、抗折強度、細度、安定性、凝結(jié)時間、標準稠度用水量等各項指標進行復(fù)檢，復(fù)檢不合格不得使用。對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過3個月（快硬硅酸鹽水泥超過1個月）時，應(yīng)進行復(fù)驗，合格后方可使用。

（2）選取質(zhì)地堅硬、強度高、耐磨性好、壓碎值小、針片狀少、潔凈的碎石（卵石）作為粗集料，進場后按規(guī)范要求按批次進行含泥量、針片狀顆粒含量、壓碎指標、顆粒級配、細度、堅固性、堿活性、含水率、有害物質(zhì)含量等試驗檢測，檢測合格后方可使用。

（3）選取質(zhì)地堅硬、粒徑在5mm以下、潔凈的砂作為細集料，進場后按規(guī)范要求按批次進行篩分析、含泥量、顆粒級配、密度、堅固性、堿活性、含水率、有害物質(zhì)含量等試驗檢測，檢測合格后方可使用。

（4）混凝土拌合所用的水，不得影響水泥正常凝結(jié)、硬化或促使鋼筋銹蝕，不得含有油污、泥土和其他有害物質(zhì)，水的pH值及氯化物、硫酸鹽含量等須符合相關(guān)規(guī)范要求。

（5）摻合料、外加劑的選取按相關(guān)規(guī)范和標準執(zhí)行。

2.1.2 嚴格把控施工質(zhì)量，合理優(yōu)化施工工藝

（1）優(yōu)化施工組織，合理布置拌合場位置，配備充足的機械設(shè)備及施工人員，施工前進行技術(shù)交底。

（2）建立完整的質(zhì)量保證體系，并嚴格執(zhí)行自檢、抽檢、報檢的“三檢”程序，嚴把施工過程中每一道工序質(zhì)量關(guān)。

（3）根據(jù)現(xiàn)場材料含水率及施工環(huán)境，合理優(yōu)化配合比設(shè)計，做出符合施工要求的施工配合比，并準確計量。

（4）路基施工過程控制。有擋土墻的路基施工，必須在擋墻基本穩(wěn)定后進行，施工時嚴格控制壓實度及平整度?；鶎邮┕で?，應(yīng)對路基進行檢查、修整，基層應(yīng)有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且斷面正確，表面平整，寬度符合設(shè)計要求。

（5）水泥混凝土面層施工前檢查、放樣。對已施工完成、養(yǎng)護期滿且驗收合格的基層進行檢查和修整，對基層局部鼓起、孔洞等采用相同的基層材料重新修補。在混凝土澆筑前，將基層表面清掃干凈，測量放出路面中心線、邊線及脹縫的位置和高程。

（6）混凝土拌制、運輸、攤鋪。拌制：控制混凝土組成材料拌合時的溫度，熱天材料溫度過高時，可對砂石采取灑水降溫等措施；冬天材料溫度過低時，可采用加熱過的水進行拌合?；炷涟柚埔思袛嚢?，組成材料按施工配合比稱量計量，稱量誤差滿足規(guī)范標準要求?；炷翍?yīng)攪拌均勻，連續(xù)攪拌時間滿足設(shè)備出廠說明書規(guī)定，并經(jīng)試驗確定，缺乏資料時，按規(guī)范標準執(zhí)行。運輸：混凝土運輸過程中應(yīng)控制行車平穩(wěn)，防止混凝土分層離析。遇冬季、雨天等特殊季節(jié)天氣，運輸混凝土應(yīng)采取保溫、防雨等措施。攤鋪：在混凝土拌合物攤鋪前，首先，應(yīng)對模板的間隔、高度、潤滑、支撐穩(wěn)定情況和基層的平整、潤濕情況以及鋼筋的位置和拉桿、傳力桿裝置等進行全面檢查；其次，對運到現(xiàn)場的混凝土進行現(xiàn)場取樣試驗，檢測合格后方可進行攤鋪。

（7）混凝土振搗。振搗是保證水泥混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵工序，水泥混凝土面層振搗分三步走。

①插入式振搗棒振搗。

插入式振搗棒的振搗順序宜從近模板處開始，先外后內(nèi)，按25～30cm間距以梅花形普遍斜振一遍，每一振點的振搗持續(xù)時間應(yīng)能保證混凝土獲得足夠的振實程度，一般以表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，不宜過振，也不能欠振、漏振，板邊、板角應(yīng)特別振實。振搗棒應(yīng)快插慢拔，上下抽動，振搗過程中振搗棒應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿等預(yù)埋件。

②平板振動器振實。

平板振動器振搗混凝土，應(yīng)使平板底面與混凝土全面接觸，缺料部位應(yīng)人工輔助補料找平。每一處振動，混凝土表面泛漿，不再下沉后，即可緩緩向前移動，移動速度以能保證每一處混凝土振實泛漿為準。移動時應(yīng)保證振動器平板覆蓋已振實部分的邊緣10～20cm。振動器不得在已初凝的混凝土上移動及振搗。

③振動梁振實。

調(diào)整好振動梁的高程，沿路面中心線拖動振動梁，往返振動2～3遍。在振搗過程中，多余的混凝土應(yīng)隨著振搗梁的前行而及時刮去，凹陷處應(yīng)采用混凝土補足振實，不得采用砂漿找平。振動梁行進應(yīng)勻速且不得隨意停止，防止表面出現(xiàn)波浪紋。endprint

（8）整平抹面。振動梁進行初步整平后，宜采用“斜拉法”繼續(xù)拖動滾筒往返2～3次提漿整平，滾筒應(yīng)勻速、緩慢拖滾，然后再用長刮尺整平抹面。收漿抹面應(yīng)在混凝土泌水完成后立即進行，過早、過遲都易引起混凝土表面收縮開裂。

（9）養(yǎng)生。路面混凝土初凝后應(yīng)立即開始養(yǎng)生，宜采用噴灑養(yǎng)生劑同時采用薄膜保濕覆蓋的方式養(yǎng)生。養(yǎng)生時間應(yīng)根據(jù)混凝土彎拉強度增長情況而定，不宜小于設(shè)計彎拉強度的80%，應(yīng)特別注重前7d的保濕（溫）養(yǎng)生。一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14～21d，高溫天不宜少于14d，低溫天不宜少于21d?；炷涟屦B(yǎng)生初期，嚴禁人、畜、車輛通行，在達到設(shè)計強度40%后，行人方可通行。在路面養(yǎng)生期間，平交道口應(yīng)搭建臨時便橋，面板達到設(shè)計彎拉強度后，方可開放交通。

（10）抗滑構(gòu)造施工?？够瑯?gòu)造施工宜采取刻槽方法，壓槽、拉槽及拉毛等方法對操作時間掌握要求高，操作過早及過晚均難達到預(yù)期效果。為降低噪音宜采用非等間距刻槽，尺寸宜為：槽深3～5mm，槽寬3mm，槽間距在12～24mm之間隨機調(diào)整。

（11）切縫、灌縫。切縫是預(yù)防水泥混凝土路面板塊開裂非常關(guān)鍵的一道工序，正確選擇切縫時機，及時切縫可以誘導(dǎo)混凝土表面裂縫在接縫處展開，是防止面板開裂及斷板的根本措施。切縫在混凝土達到設(shè)計強度25%～30%時進行。在施工實踐中，切縫時間可利用混凝土度時積（成熟度）來控制，一般最佳切縫時間為300度·小時，當晝夜溫差大于25℃時，切縫時間宜控制在12h以內(nèi)，切縫應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求，一般切縫深度為板厚的1/3，縫寬為4～6mm。填縫槽深度宜為25～30mm，寬度宜為7～10mm，可先用薄鋸片鋸切到切縫要求深度，再使用6～8mm厚鋸片或疊合鋸片擴寬填縫槽。

混凝土板養(yǎng)生期滿后，應(yīng)及時灌縫。灌縫前先采用切縫機清除接縫中夾雜的砂石、凝結(jié)的泥漿等，再使用高壓水和空氣徹底清除接縫中的塵土及其他污染物，確?？p壁及內(nèi)部清潔、干燥，以縫壁擦不出灰塵為灌縫標準。灌縫料應(yīng)選用與混凝土接縫槽壁粘接力強，回彈性好，適應(yīng)混凝土板收縮、不溶入水、不滲水、高溫時不流淌、低溫時不脆裂、耐老化的材料。灌縫頂面熱天應(yīng)與板面齊平；冷天應(yīng)填為凹液面，中心低于板面1～2mm。

2.2 水泥混凝土路面已發(fā)病害的治理方法

2.2.1 對脫皮露骨及坑洞面板進行治理

對脫皮露骨及坑洞面板的修補采用TK聚合物砂漿。TK聚合物砂漿具有粘結(jié)強度高、干縮變形小、抗壓模量低的特點，使用其修補路面面板可以使修補后的路面顏色統(tǒng)一美觀，且價格低廉，適合大面積修補。其修補工序為以下幾點。

（1）對脫皮露骨及坑洞部位進行人工鑿毛，以露出堅硬、牢固的新鮮混凝土面為準，鑿毛須徹底，但深度不宜過大。

（2）采用高壓水將鑿毛后的混凝土表面的灰塵和松散碎屑沖洗干凈。

（3）涂刷TK界面劑，待TK界面劑手摸感覺似粘非粘時，立即壓抹砂漿，須朝一個方向一次性快速抹平，避免反復(fù)抹。

2.2.2 對不合格或已受損的縮縫、脹縫進行治理

（1）對縱縮縫及橫縮縫進行重新灌縫。先清除原有不合格的灌縫材料及縫隙內(nèi)的雜質(zhì)，有的地方需要重新切縫，然后用符合要求的填縫料進行灌縫，灌縫一定要飽滿、密實。

（2）對脹縫進行重新治理。剔除原有縫隙中施工時未清理干凈的多余混凝土及不符合規(guī)定的脹縫接縫板，然后替換符合設(shè)計要求的軟木或塑料泡沫等。對縫隙較窄者，要重新切縫，最后進行灌縫；對脹縫密度不足的路段，加設(shè)脹縫以滿足面板的自由伸縮。

2.2.3 對裂縫、斷板及碎板進行治理

對斷板進行分類，不嚴重的斷板及較長的構(gòu)造裂縫可采用聚胺脂進行灌縫，嚴重破碎的斷板需將整塊板清除干凈，基層未受損且比較成型的不再治理基層，基層受損嚴重的連基層一起清除干凈，重新回填水泥穩(wěn)定碎石充當基層，再做水泥混凝土面板。

2.2.4 對板底脫空的進行壓漿治理

根據(jù)板的損壞程度有針對性地制定鉆孔方案，根據(jù)板底脫空嚴重程度，確定鉆孔數(shù)量，鉆孔位置距離板的自由邊縫和裂縫不得大于30cm。鉆孔后可根據(jù)現(xiàn)狀，確定壓漿孔、壓漿順序。壓漿材料為水泥、粉煤灰及膨脹劑的混合料，壓漿時應(yīng)均勻加壓，密切觀察壓力表，當發(fā)現(xiàn)灰漿從鉆孔溢出，則立即用木塞塞緊，10min后拔出，此孔不再進行壓漿。如果發(fā)現(xiàn)壓漿機達到1.5MPa或水泥漿從出漿孔、邊緣及裂縫中溢出，壓力加不上去，板的周邊發(fā)生松動，可自動停機，視為已滿。

3 結(jié)語

以上分析了水泥混凝土路面常見病害產(chǎn)生的原因及其預(yù)防和治理措施。在前期施工中，發(fā)現(xiàn)病害，認真分析原因，積極采取預(yù)防措施，是提高水泥混凝土路面施工質(zhì)量的根本前提；在后期使用中，定期檢查，仔細維護保養(yǎng)，及時采取治理措施，是延長水泥混凝土路面使用壽命的必要條件。在實踐中，不斷地探索與研究，把握好前期施工和后期維護兩個重要環(huán)節(jié)，一定能使水泥混凝土路面施工質(zhì)量和使用效果顯著提升。

參考文獻

[1] JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTS 257-2008，水運工程質(zhì)量檢驗標準[S].

[3] 黃昌貴.水泥混凝土路面脫皮露骨的原因分析及預(yù)防措施[J].惠州學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2004，24（3）：86-89.

[4] 劉雪梅.淺談防止水泥混凝土路面斷裂的方法[J].交通科技與經(jīng)濟，2006（3）：31-32.

[5] 吳鵬.淺談水泥混凝土路面的施工操作要點及體會[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（15）：55.

[6] 王仕學(xué)，于文學(xué).水泥混凝土路面板塊裂縫的問題與防治[J].黑龍江交通科技，2004，27（7）：44.

[7] 白雪坤.淺談水泥混凝土路面收縮裂縫的預(yù)防[J].林業(yè)科技情報，2007，39（2）：116-117.

[8] 岳愛軍.水泥混凝土路面塑性收縮開裂機理與防治措施研究[J].中外公路，2011，31（5）：55-58.

[9] 練江華.水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制要點[J].中國科技財富，2010（22）：216-217.

[10] 熊金龍.水泥混凝土路面脫皮露骨的原因分析及處理措施[J].中國建設(shè)信息，2012（24）：64-66.endprint