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 【導讀】

文章根據目前國、省道及農村路網水泥混凝土路面建設比較普遍的情況，針對施工中出現(xiàn)的開裂、啃邊、斷板、沉陷、錯臺等質量病害，從水泥混凝土路面病害類型、產生的原因入手，分析建筑材料、混凝土配合比、水灰比、施工操作等對質量的影響，最后提出相應的預防對策。

近十多年來，水泥混凝土路面建設發(fā)展迅猛，但工程質量并不盡人意，導致路面養(yǎng)護費用大大增加，為了能更好地控制水泥混凝土路面質量，下面就針對一些常見的水泥混凝土路面質量病害及防治問題進行淺析。

水泥混凝土路面產生質量問題的原因除路基本身質量欠缺而影響到路面質量外，主要還有路面施工不規(guī)范及組成材料不合格的問題。

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水泥混凝土路面病害的主要類型

01 裂縫

板角裂縫

在兩縫交叉處的4塊板角中1塊或2塊先出現(xiàn)斷裂，斷裂后的板角在重載作用下很快發(fā)展成嚴重破碎，并擴大至相臨板角。

縱向開裂斷板

平行或大致平行路面中心線的縱向裂縫，主要發(fā)生在半填半挖或新舊路基結合處。

沿縱向施工縫的破壞

發(fā)生在縱向施工縫的兩側，裂縫呈網狀，主要是半幅施工、半幅通車的影響所致。

網狀裂縫

混凝土自身強度不夠而發(fā)生的網裂。

02 唧泥

板邊緣和角隅下路基或基層塑性變形累積，而同混凝土面層脫離接觸；接縫填封料失效，下滲的水積聚在面層下的脫空區(qū)內。荷載作用積水變成有壓水，侵蝕基層并同基層內沖刷出的細料攪混成懸液，沿接縫噴濺出。久之，引起錯臺發(fā)生并導致板出現(xiàn)裂縫。

03 錯臺

板底脫空較嚴重部位，接縫或裂縫兩側板面出現(xiàn)高差，接縫處僅有部分傳遞荷載能力。荷載作用時，帶有沖蝕材料的有壓水沖蝕基層，使板底脫空，板面由于基層材料被沖蝕，在荷載作用下而下沉，即形成錯臺。錯臺的出現(xiàn)降低了路面行車的平穩(wěn)性和舒適性。

04 沉陷

由于路基土沉降或固結所引起，特別是接近橋涵構造物處，回由于壓實不足而產生。沉陷使路面平整度變差并導致板的開裂。

05 拱起

在春季和炎熱夏季，接縫處板塊出現(xiàn)突發(fā)性的向上隆起。板收縮時接縫縫隙張開，填縫料失效，堅硬的碎屑落入縫內，致使板在受熱膨脹時產生較大熱壓應力，板發(fā)生縱向失穩(wěn)而出現(xiàn)拱起。拱起使路面平整度變差，而嚴重拱起會導致前后板塊斷裂。

06 隆起

由于路基土凍脹或膨脹土膨脹而使板塊抬起，嚴重時會導致板塊斷裂。

07 接縫碎裂

鄰近板縱、橫向接縫約60厘米范圍內，板邊緣混凝土的開裂、斷裂或成碎屑。

08 填封料損壞

接縫填封料老化，同板邊緣脫開、缺損等現(xiàn)象?？v縫由于未設拉桿而縫隙張開。由于填封料損壞和縫隙張開，水分易滲入而導致唧泥、錯臺、接縫碎裂等病害出現(xiàn)。

09 其它

系由于水泥質量差（如安定性不合格）或使用礦渣水泥、臟集料、水灰比偏大、高溫下施工水分蒸發(fā)快、施工過度抹面或施工結束遇雨、養(yǎng)生不及時等原因引起板面表層內出現(xiàn)的病害。

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水泥混凝土路面病害的原因分析

01 原材料不合格

1)水泥安定性差，強度不足  水泥中的游離氧化鈣在凝結過程中的水化很慢，水泥凝結硬化還在繼續(xù)起水化作用，當水泥氧化鈣含量較大時，就會破壞已經硬化的水泥混凝土或使其抗拉強度下降。水泥強度不足也會影響水泥混凝土路面的初期強度，使裂縫、斷板出現(xiàn)的機率大大增多。水泥的水化熱高、收縮性大，也容易導致開裂和斷板。

2)砂、碎石含泥量及有機質含量超標  水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有機質含量超過規(guī)范的標準，就會造成水泥與骨料的界面粘結力不足，導致產生開裂。同時過量的粘土含量有降低混凝土面層耐熱性能，增大局部混凝土收縮膨脹的趨勢。

3)砂、碎石的粒徑和級配較差  骨料粒徑的大小和級配對混凝土中的干縮值有密切關系，級配良好的骨料空隙率小，砂的用量少，收縮值也相對減小。使用粒徑偏細的砂，會使混凝土的收縮值增大，造成混凝土的離析，粗、細集料聚集，形成強度和變形的薄弱區(qū)域。

4)碎石針片狀顆粒含量過多  針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且回增加骨料的空隙率，影響混凝土的質量。同時由于這些顆粒的回旋阻力大，對混凝土混合料的和易性有明顯的影響。

5)水及砂中有害雜質的腐蝕作用  有害雜質與混凝土產生反應生成易溶于水的物質，使混凝土被腐蝕，強度降低，在車輛荷載的不斷作用下,遭到破壞。

02 混凝土配合比選用不當

1)單位水泥用量偏大;在混凝土中，水泥是收縮的主要成分。水泥用量過大，必然導致混凝土的收縮率增大，從而引起水泥混凝土路面裂縫。

2)水灰比偏大;混凝土中的拌合水分自由水和化合水兩部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內部形成空隙。施工時采用較大的水灰比，是為了滿足和易性的要求，但是偏大的水灰比增大了水泥混凝土初期在骨料表面的水膜厚度，在混凝土中形成空隙，從而影響了混凝土強度。但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，使混凝土強度降低。因此要嚴格控制水灰比。

3)砂、碎石用量偏大;在現(xiàn)場施工中，雖然有試驗室出具的混凝土配合比試驗報告，但施工單位為了追求經濟效益，在業(yè)主、監(jiān)理監(jiān)督不力的情況下，隨意增加砂、碎石用量，從而影響了混凝土強度。

4)施工中計量不準確;混凝土的配合比設計是根據水泥混凝土路面的強度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性來確定的。計量誤差允許：水泥1％，粗骨料3％，水1％，外加劑2％。施工中若不準確計量各種材料，就會影響砂石料的級配和混凝土配合比的準確性，導致混凝土的強度和密實度難以達到設計要求。長期在日光下暴曬的過干骨料，會大量吸收拌和用水而影響水灰比的準確性，從而影響混凝上強度。因此，應配備自動計量設備，禁止用體積法計量。

5)砂石材料含水率的測定;砂石材料的合水量是隨氣候變化而變化的。施工中住往根據設計而不考慮這一因素，從而使水灰比失去控制。事實上，在施工現(xiàn)場要在每班開工前及天氣變化時，對砂石材料進行含水量的測定，及時對水灰比進行調整。

03 基層的施工質量較差

1)基層的標高控制不好;造成混凝土面層的厚度厚薄不一，過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時，難以承受拉應力的作用而產生裂縫、斷板。

2)基層平整度差;這會增加基層與混凝土面層的摩阻力，容易造成在薄弱部位開裂斷板。

3)用松散材料調整基層標高;會使面層的混凝土中的水分和砂漿會下滲到基層松散材料中，使面層混凝土下部變?yōu)槭杷?，造成混凝土強度下降，整體強度不均勻，較弱部位的面層容易開裂、斷板。

4)基層干燥;造成基層吸收混凝土中的水分，使面層底部的混凝土失水，影響混凝士強度，導致裂縫斷板。

04 氣候影響

水泥混凝土路面相對于結構混凝土的蒸發(fā)表面積要成倍的增大，因此，受氣候的影響及表面溫度變形也相對大得多。

1)高溫氣候影響：促使混凝土水化熱在較短時間內集中產生，造成混凝土強度裂縫，而且高溫照射下的混凝上集料，蘊含大量的熱能，使得混凝土入模溫度過高，加劇了已澆筑混凝士早期熱量的增加，進而影響混凝土內部應力應變的平衡，形成裂縫。

2)干燥氣候的影響：當大氣溫度較低、外界水分不能及時得以補充時，混凝土表面水分的喪失，將很快造成表面的干縮裂縫。

3)溫差的影響：當外界氣溫變化較大時，混凝土內部的溫差將進一步增加，溫差梯度達到一定值時，混凝上的溫度應力將造成路面板沿較小斷面的開裂。

05 施工工藝和安排等原因

施工工藝原因

1)混凝土拌制不均勻，造成混凝土拌和物“夾生”，粗、細集料聚積，造成混凝土凝結硬化過程中的應力集中現(xiàn)象。

2)混凝土振搗不均勻，尤其是人工澆筑振搗施工工藝，受人的主觀意識的影響，過振、漏振現(xiàn)象難以避免，造成混凝土密實性不均勻，靠面層砂漿厚度相差過大，極易形成區(qū)域性開裂。

3)混凝土拌和時，如果水泥或集料溫度過高，在冷卻、硬化過程中會因溫差收縮加大，導致開裂。

4)傳力桿安裝不當，上下翹曲。

5)采用真空吸水工藝時，如果因兩吸墊之間未重疊而導致漏吸，則漏吸處水灰比兩側大，混凝上強度較低，收縮也大，易形成薄弱環(huán)節(jié)而開裂。

6)人工及三輥施工時，提漿過厚使得路面混凝土表層稀漿厚度過大，造成表面干縮裂縫。

7)早期養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護方式不當，不能及時補充或阻止水分的蒸發(fā)，造成混凝土表面開裂?；炷恋慕Y構和強度的形成及增長有一個過程，并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養(yǎng)護，會影響混凝土水化作用的正常進行和水化物的生成，從而影響混凝土的強度。

8)一盤中多余的混凝土在澆筑間歇攤在基層上面，對于在工作間歇遇到一盤多余的混凝土攤鋪在基層上的做法，這是不允許的。但在工作中確實也碰到過，特別是在低等級公路的砼澆筑中較多。

很顯然，加了這一薄層使面層厚度減少，且薄層未經振搗結構強度低，由于這一薄層的存在勢必影響面層的強度。

施工安排不當

1)施工車輛過早通行。由于受到地理環(huán)境的限制或混凝土養(yǎng)生的需要，在混凝土面層強度不足的情況下，由于車輛過早通行，產生荷載應力，造成路面的縱向開裂。

2)相鄰板通縫對新澆筑路面板產生誘導裂縫，甚至斷板。

3)混凝土澆筑間斷，再澆筑時未進行施工縫處理。

4)不良地質地段，路基沉降未穩(wěn)定前，過早鋪筑水泥混凝土路面，極易產生路面的斷裂。

5)切縫不及時，或切縫深度過淺，造成混凝土內應力集中，是形成早期橫向斷板的主要原因。

06 邊界原因

1)在雙幅路面施工中，已澆筑一幅的縮縫在另一幅未開始澆筑前已經貫通，當氣溫下降一定幅度時，斷裂的縮縫隨兩邊混凝土收縮，這樣后澆筑還未切縫的混凝土受到較大的拉應力，而這時的強度還較低，當拉應力大于混凝土的初期抗拉強度時，就會在先澆筑板縮縫對應位置另幅板產生不規(guī)則裂縫。

2)如果基層已經產生裂縫，裂縫兩邊的基層在氣溫下降時收縮，由于摩擦力的作用，同樣也會帶動上面初期混凝土面板的開裂斷板。

07 材料及施工原因

混凝土脆性原因

受當前水泥性能的影響，混凝土脆性的降低較難實現(xiàn)。據有關資料介紹，當混凝土的脆度系數（抗壓強度與抗折強度之比）降至5.7以下，混凝土即具有較好的塑性。混凝土脆性將損害路面混凝土結構承受來自豎向重力、水平沖擊力及抵抗膨脹溫度產生的應力的能力，無疑會增大路面斷裂的可能。

路面抗滑構造制作原因

混凝土的抗滑性能有賴于宏觀抗滑構造與微觀抗滑構造的共同作用。就宏觀構造的形成而言，采取橫向刻槽、拉毛等方式，都不失為一種有效的縱向抗滑措施。

但是，一些施工單位為了強調感觀上的良好視覺，不惜以加大提漿量來達到抗滑構造深度及邊緣規(guī)則、表面光滑的感觀效果，這種作法不僅嚴重削弱了路面?zhèn)认蚩够⒂^構造的作用，降低了面層混凝土的耐性能，而且由于砂漿厚度的增加，加劇了表現(xiàn)收縮裂縫的趨勢，實為得不償失。

08 設計不當

一些水泥混凝土路面病害現(xiàn)象的產生，雖然是在施工過程或工程完工后的運營階段表現(xiàn)出來的，但分析其原因，仍與設計方法及設計時考慮不周有關，以下列舉三個方面的問題，以供參考。

1)脹、縮縫及切縫填料選擇不當;這將造成外界水沿縫隙下滲基層，基層排水不暢，形成卿泥現(xiàn)象，并導致路面斷裂。

2)路面跨越剛性結構物時，配筋不足;在結構物兩側路基填土殘余沉降影響下，路基與面層脫空，造成路面斷裂。

3)設計理論缺陷;在當前水泥混凝土路面設計理論的影響下，忽視了運行期間路面板塊的“活板”形態(tài)及其受力特性。

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水泥混凝土路面裂縫防治對策

混凝土的主要病害就是裂縫，以下對裂縫的防治進行闡述。

根據混凝上裂縫專家周鐵夢的論述：“混凝土的裂縫是不可避免的，但有害程度是可能控制的”；另外著名混凝土專家蔣之切、韓素芳也在論著中指出：“混凝土裂縫為混凝土病害的主要表現(xiàn)之一，混凝土結構物的裂縫與材料性質、地基基礎結構約束狀態(tài)，施工工藝等許多因素相關” 。

混凝土專家們的研究說明了混凝土裂縫的普遍性與必然性，同時也指出了防止混凝土裂縫的可能性與必要性，對于路面混凝土這一不同于普通結構物受力特性的混凝土也同樣適用。

01 材料選擇與配合比設計

路面混凝土因主要承受豎向荷載的作用，其受力特性以抗折強度為主，而影響混凝土抗折強度的主要因素有：混凝土水泥用量、水灰比、粗集料粒徑粒形及水泥品種、性能、外加劑的品種、摻量等，在上述材料確定后，混凝土配合比的優(yōu)化選擇、混凝土的拌制方法、澆筑工藝、養(yǎng)護狀態(tài)，則是保證混凝土強度形成的關鍵。因此，從路面材料的選擇及配合比設計的優(yōu)化著手，應注意以下幾個方面的問題。

水泥的選用

除水泥混凝土路面專用水泥——道路硅酸鹽水泥外，宜選用的水泥品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥強度等級宜為設計抗折強度的10倍左右。

選用時，除考慮水泥品種、強度等級外，還應注意水泥的含堿量（一般情況下，不大于0.6）及水泥中混合材料的種類、摻量等。在水泥使用于澆筑水泥混凝土路面時，宜進行水泥的安定性、強度、凝結時間等自檢試驗，只有自檢符合國家規(guī)定的各項技術指標后，方可投入工地使用。

集料的選擇

從粗骨料對水泥混凝土強度的粒徑效應方面考慮，用于混凝土路面的粗骨料的最大粒徑，不宜大于40mm，且宜采用連續(xù)級配的碎石，細集料宜采用中粗砂，其細度其數定在25m以上。在提高混凝土耐疲勞極限方面，礫石仍優(yōu)于碎石，小粒徑骨料優(yōu)于大粒徑骨料。而影響溫度變形的主要因素是石料的種類（可選用堿性石料、酸性石料，石英巖較差）、砂漿的總量以及碎石的總表面積。

外加劑及混合料

外加劑已成為混凝土混合材料的必備成份，外加劑依品種不同，能夠改變和提高混凝土路面的某些性能。外加劑的用量一般不超過水泥用量的5％。就增強混凝上溫度變形能力而言，摻入引氣劑將在保持混凝土高強度的同時，可以降低混凝土的溫度變形量，因而有助于混凝土板塊的抗裂能力。

混凝土中加入混合材料（如粉煤灰、硅灰等），能夠較明顯地減少混凝土水化熱，有利于防止混凝土因溫度應力產生的破壞。但是，應當注意任何混合材料的摻入必須通過試驗確認其對強度、耐磨性、抗凍性等指標的影響。

配合比優(yōu)化

水泥混凝土路面的配合比，除滿足強度耐久性、經濟性指標外，更重要的是應滿足水泥混凝土路面不同施工工藝的技術要求，在對混凝土工作性有重要影響的各項參數中，控制混凝土拌和物坍落度、選擇適宜的砂率、確定合適的混凝土含氣量以及較小的坍落度損失，是保證混凝土正常施工的關鍵。

02 合理選擇施工工藝

良好的路面質量是通過嚴格的施工質量控制來實現(xiàn)的。無論是機械施工，還是人工攤鋪，都必須重視施工工藝與施工過程的選擇和控制?？傮w而言，水泥混凝土路面的施工工藝與施工過程控制應注意以下幾點：

1) 盡量采用機械化施工，并注意機械的配套和能力匹配；

2) 嚴格控制路基施工質量；

3) 盡量減少半幅施工、半幅通車的現(xiàn)象；

4) 在澆筑砼前，應將基層澆濕，防止基層吸食面層水分；

5) 正確選擇水泥混凝土路面的澆筑時間，降低混凝土的入模溫度；

6) 避開高溫氣候施工；

7) 嚴格控制振搗方法和振搗時間，避免漏振及振搗不均勻；

8) 保證施工作業(yè)過程的連續(xù)性，在合理原則基礎上盡可能地縮短工序之間的間隔；

9) 采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋；

10) 加強早期養(yǎng)護，防止面層失水過快，防止砼表面水份蒸發(fā)而干燥；

11) 及時切縫，保證切縫深度；

12) 規(guī)范脹縫、縮縫制作工藝、準確定位傳力桿及拉桿設置位置；

13) 及時處理基層的裂縫，防止反射到面層，使面層斷裂。

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水泥混凝土路面其它病害防治對策

01 路面起砂磨損和露骨

路面磨損甚至露骨除了與砂石材料中的含泥量及砂偏細等有關外，還與水泥有關。由于水泥稠度指標達不到，保水性較差，泌水較為嚴重，使路面起砂磨損現(xiàn)象很嚴重。其次，路面澆筑中，提漿機如使用過多，由于提漿機振動頻率大，使面層砂漿過厚，也易造成起砂和露骨。

防治對策：選用符合要求的骨料、中粗砂及水泥，路面振搗要避免過振，防止面層砂漿過厚及漏漿情況出現(xiàn)。

02 坑洞

由于砂石材料中混進小泥塊或雜質而引起的。

防治對策：首先，對加工好的碎石進行過篩，防石粉結塊及增加含泥量；其次，對堆料場進行硬化處理，防止直接堆放在場地上，以免裝料時底層泥土混入。

03 斷邊、缺角

混凝土路面板角、板邊部分應力易于集中，因振搗不良等原因，容易發(fā)生裂縫。

防治對策：板角、板邊加強振搗，避免漏振。

04 側面蜂窩麻面

振搗不實及振搗不夠使混凝土內氣泡未能上浮而粘著模板，或模板上粘著水泥砂漿未刷洗干凈使板面粗糙、麻面，且漏振及漏漿產生蜂窩。

防治對策：及時對使用過的模板清理干凈，進行潤滑處理。板角、板邊加強振搗，避免漏振，防止漏漿。

05 脫皮

在施工中，因混凝土面板受雨水侵襲使水泥漿流失，而后用水泥漿粉刷補救；或是混凝土坍落度較大及水泥保水性差使面板泌水嚴重，或用水泥粉補撒吸水，從而產生脫皮。

防治對策：對于雨水侵襲較嚴重的面板應鑿除重新鋪設，對于面板水泥漿流失較少，采取面層抹面完成后直接進行防雨遮蓋，待面層完全硬化后，對面層抗滑構造用刻紋機進行刻紋。對于混凝土坍落度較大及水泥保水性差的情況，要及時調整配合比或更換水泥。堅決杜絕用水泥漿粉刷補救或用水泥粉補撒吸水現(xiàn)象。

06 灌縫問題

灌縫材料質量欠佳造成溫度高時被車輪撕裂，溫度低時脆裂；灌縫不及時會使泥砂等雜質進入縫內；切縫深度不足及灌縫時縫內濕度太大，都會影響灌縫質量。漏灌及灌縫不良會造成雨水下滲，影響路面使用質量。

防治對策：保證切縫深度；在干燥的狀態(tài)下進行灌縫；切縫完成后及時進行灌縫；選用灌縫料質量較好的改性瀝青、聚氨脂等。

07 合板時混凝土跑到鄰板上

合板時，由于操作不當，會使混凝土跑到鄰板上，影響中縫的美觀，并使面板平整度受到影響。

防治對策：施工中，可用寬約5厘米、長3．5米的鋼板條靠在板邊，以防砂漿跑到澆好的面板上。

08 唧泥及錯臺

唧泥現(xiàn)象的產生是基層中有可懸浮的細粒松散土，在路面上雨水滲入及車輛荷載的重復作用下，使基層破壞甚至脫空，使面板出現(xiàn)唧泥、錯臺導致面板斷裂。

防治對策：嚴格控制基層施工，及時灌縫及灌好縫，加強面板施工。

09 沉陷

由于路基土沉降或固結所引起，特別是接近橋涵構造物處，回由于壓實不足而產生。沉陷使路面平整度變差并導致板的開裂。

防治對策：加強對路基施工的控制。

10 拱起

板收縮時接縫縫隙張開，填縫料失效，堅硬的碎屑落入縫內，致使板在受熱膨脹時產生較大熱壓應力，板發(fā)生縱向失穩(wěn)而出現(xiàn)拱起。拱起使路面平整度變差，而嚴重拱起會導致前后板塊斷裂。

防治對策：加強對灌縫的控制。

11 隆起

由于路基土凍脹或膨脹土膨脹而使板塊抬起，嚴重時會導致板塊斷裂。

防治對策：加強對路基施工的控制。

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結語

防止水泥混凝土路面開裂、斷板等病害，搞好混凝土路面的質量，除了要求路基穩(wěn)定、基層堅固外，采用先進的機械化施工工藝、良好的施工組織、合理的施工工班是十分必要的。同時還應當在指導思想上克服小生產的分散施工模式，以專業(yè)化大生產及流水作業(yè)的方法來安排施工，才能收到良好的效果。

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