养护天地Ｉ ＭＡＩＮＴＥＮＡＮＣＥ 本栏目由高远路业集团独家协办 水泥混凝土路面早期破坏原因分析 １ 泥混凝土路面是一种使用时间长．经久耐用的路面结 ＼构，但由于我们对水泥混凝土路面认识不足，设计上 不合理，材料检验控制不严格，施工质量低劣等很多原因造 成很多水泥混凝土路面发生了早期破坏。通过对使用中的水 泥混凝土路面进行分析和总结 找出了早期损坏的原因，总 结了超期服役的经验 为今后修建水泥路面提供了经验。 水泥路面是一种使用时间长 经久耐用的路面结构。在 些国家的高速公路路网中水泥路面占到了５０％ 并能长期 使用 很少出现早期破坏。 我国已建成并列养的水泥路面虽里程不如沥青路面长， 但路段不少。使用时间也有长有短，使用效果相差也很悬 殊。有修建后立即就出现病害的，有使用几年就出现早期破 坏的。早期破坏主要有断板．断角、错台、碎板、沉陷、拱 起、露骨等现象。但也有超期服役使用５０多年而不坏的典 型。因此，对已建成的水泥路面很值得进行分析和总结 找 出早期损坏的原因，总结超期服役的经验 为今后修建水泥 路面提供经验，就水泥混凝土路面出现早期破坏的原因进行 简要的分析和总结得出以下几点。 路基承载能力不足 原 公路路基施工技术规范》 （Ｊ１Ｊ０３３—９５）要求路堤大 于或等于９０％，这个标准较低 不能满足 公路水泥混凝土路 面设计规范》 （ＪＴＧ Ｄ４０—２００２）路基必须密实、稳定和均质 的要求。因此出现的问题：①路基由于密实度的不均匀遇水易 产生不均匀下沉 使面板断裂：②半填半挖路基和旧路加宽路 基由于沉降不一样 使水泥路面面板断裂：③由于高路基自重 太大 引起自由沉降 填土密实度不均匀导致沉降也是不均匀 的 引起面板断裂。由于水泥路面是刚性的路面，对路基的变 形非常敏感。新（（公路路基施工技术规范》 （ＪＴＧＦ１０—２００６） 把压实度标准从９Ｏ％提高到了９５％之后就能够达到到路面的要 ５４ ＴＲＡＮＳＰ０ｗＯＲＬＤ ２０１４Ｎｏ２５ ｍ 衡水公路工程总公司 杨志芳 求，路基压实度不足是水泥路面早期破坏的主要因素。 超载车辆对水泥路面的破坏 水泥路面的一般设计轴载是１ ＯＯＫＮ．轮胎的压强是 Ｄ．７Ｍｐａ 但前些年超载车辆的轴重达￣ＪＪ２００ＫＮ以上，个别的 达￣Ｊ３００ＫＮ，轮胎的压强达到１＿７Ｍｐａ，这些超载车辆对路面 的破坏程度非常大．在不平整的路面上还还产生很大的震动 力 如果再加上路基的承载力不足时更加剧了路面的破坏， 使面板唧浆、断裂等。 基层材料设计的不合理 过去不少水泥路面基层材料采用的是石灰稳定细粒土 或二灰稳定细粒土。这种材料都不抗；中刷，当水泥路面胀缝 或缩缝拉开或断板后，雨水和雪水很容易顺着缝隙渗入到基 层．与粉料混合成泥浆，在行车的挤压下顺缝唧出路面，久 而久之，使面板脱空造成断板。断板后又出现新的缝隙 继 续渗水和唧浆。而发生的唧浆也有轻重之分，泥浆的唧出多 少也不同 导致面板底部的脱空程度也不一样，引起变形的 不一样．从而形成错台，不规则的断面和错台交错在一起． 导致水泥路面破烂不堪。 灌缝材料不佳 水泥路面的胀缝和缩缝都设有灌缝料，以防止水份渗入 基层，这种材料本随着路面的收缩而不断开，但由于很多地 方使用的是高标号沥青．其老化和收缩后就起不到防水的作 用，使雨水和雪水渗入基层，一方面形成唧浆 另一方面产 生冻涨，造成路面的破坏。 冻融的影响 混凝土在浇筑过程中总有一定的空隙（气泡），空隙连 通起来形成孔道，特别是真空吸水工艺时 将水顺孔道被吸 管理不严格 出，但孔隙又容易形成渗水和存水 到冬季就产生冻胀，当 冻胀力超过混凝土应力时，就会产生不可愈合的裂缝，裂缝 有少数施工单位只追求经济效益 忽视了施工质量 再 加上质量检测不到位等都使水泥路面容易出现早期破坏。 又增大了渗水和存水的能力 冻融就更加严重，冻融的反复 拌和质量问题 循环使水泥路面表面破坏，从表面开始逐渐向深层次发展， 最后导致路面的彻底破坏。 化学侵蚀的破坏 硫酸盐的侵蚀 水泥混凝土是一种多孔材料．由于常期暴露在大气环 境中 经常存有大量的硫酸盐物质等．当ＳＯ４浓度达到一定 值时 就会对路面混凝土产生不良影响 水泥水化产生Ｃａ （ＯＨ） 与ＳＯ 反应后生成分散度更大的硫酸钙，此时硫酸 钙与水泥熟料Ｃ。Ａ水化生成的水化铝酸钙和单酸型的水泥硫 铝酸钙反应生成溶解极低的晶体．当晶体长大后造成结晶压 力 致使水泥混凝土膨胀而开裂。因此．硫酸盐溶液与水泥 的水化产物反应生成膨胀物质能导致水泥路面膨胀破坏。 碱一集料反应 碱一集料反应分两种：碱一硅反应和碱一碳反应。碱一 硅反应是混凝土中的碱与某些集料中不定形的ＳｉＯ 或某些硅 酸盐矿物反应 产生膨胀的过程 碱一碳反应是指混凝土中 的碱与某些集料中的碳酸盐矿物反应．产生膨胀的过程。 碱一集料反应可分三个条件：碱活性集料、强碱和水。只有 这三个条件完全具备后才能进行碱一集料反应。我国是一个 碱活性集料分布较广的国家，路面中的水又侵入结构内后． 只要湿度达￣ｊ８ｏ％就能完成水的条件反应。因此．在修建水 泥路面时应引起高度重视，防止碱一集料反应对水泥路面的 破坏 施工工艺粗放、质量控制不严 材料控制不严、材料质量检测不到位 材料是工程质量控制的第一步，由于原材料的低劣 路 面的质量无法保障。主要材料质量不佳主要反映在：砂的细 度模数偏小．含泥量偏多：石料的强度不足，杂质多，合土 偏多 水泥的抗弯拉强度不足 抗磨性能差．游离氧化钙偏 多．安定性不稳定等。这些都是造成水泥路面强度不足的重 要原因。 施工机具落后导致了水泥路面质量低劣 过去施工用的多是滚筒式拌和机，混合料拌和不均匀 强度的偏差值较大；再是含水量控制不严．拌和用水量不均 匀，也是造成水泥路面强度不均匀的重要原因。在施工时多 数用小型机具或是只用三辊轴整平机．这些都不能保证工程 质量 水泥混合料拌合不均匀．引起的不规则的干缩裂缝 这种缝不但不能愈合，在行车作用下发展的更长，致使形 成断板。 养生不及时使水泥路面因失水收缩引起裂缝 混凝土本身的拉应变￡。和￡。徐应变与混凝土硬化干燥过 程的自由收缩￡ｆ不相适应时．即￡ ＞Ｅｃ＋￡。混凝土才开始裂缝。 应变的大小与混凝土拌和时的含水量有关，混凝土中的水以 结合水、层间水、物理吸收水和毛细水等状态存在．结合水 与水泥水化被吸收，其他水主要以蒸发方式消失，养生水量 不足引起混凝土的收缩。 基层强度不足 水泥路面基层不是主要承重层 要求的强度不高．但在 饱水情况下基层必须有一定的强度．特别是均匀性要好．强 度不均匀后必然引起路面的断板、断角、错台．碎板等病害 发生。例如在我市衡水北环路与石德铁路交叉的下穿式水泥 路面和１Ｏ６国道与石德铁路交叉的下穿式水泥路面 两处的 距离只有２公里左右 路线的标高、土质、含水量等也基本 相同．北环路基层施工时因含水量不大 将石灰土基层改成 ２０ｃｍ片石素混凝土基层．１Ｏ６线仍是石灰土基层。北环线已 使用１２年没有任何病害．１０６线由于浸水后强度不足 很快 出现早期破坏，使用仅５年就加铺了２５ｃｍ的钢筋混凝土。由 于处治不良 很快又出现了断板病害。 基层处治不当 再以衡水地区的保衡线深州市城内２．５公里水泥路面为 例．原是石灰土基层，２．５ｃｍ厚沥青表处面层，由于施工时 油量较大．运营中出现了很多油包、搓板 并且很严重。后 在原沥青路面基础上铺筑厚２５ｃｍ的水泥路面。施工找平层采 用的是砂垫层 由于砂垫层的厚度相差较大 形成了板底强 度不均匀，引起了水泥路面的早期破坏．相继出现了断板、 错台、断角等病害。 造成水泥路面早期破坏的原因很多，主要原因是路基强 度不足，特别是较高路基（６ｍ以上）对基底的压力很大，当 基底的含水量增大到潮湿状态时就会下沉。通过分析水泥混 凝土路面破坏的原因．在今后的施工中要注意对具体细节问 题处理分析 同时利用科学的方法指导施工．尽量在提高路 面使用性能的同时，延长使用寿命 提高经济效益。 ２０１ ４年第２５期（ 月 ）《交通世界》 ５５
