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水泥混凝土路面常见质量问题成因分析及处理

【摘 要】文章结合工程实践，对水泥混凝土路面常见的质量问题进行分析，提出相应的预防与处理措施，以期提高施工质量水平。
【关键词】水泥混凝土路面；质量问题；成因分析；处理
水泥混凝土路面作为高等级路面的重要型式之一，愈来愈得到广泛的应用。水泥混凝路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点，水泥混凝土路面的长足发展促进了公路交通运输事业的蓬勃发展，产生了巨大的社会效益与经济效益。然而，水泥混凝土路面出现的各种质量问题，会使混凝土路面的使用性能在行车荷载和自然因素作用下逐渐下降，出现各种类型的病害。
　 一、断板 　　由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的水泥混凝土路面板，称为断板。其特征是裂缝贯通全厚和板面。但斜向裂缝虽垂直通底，而其从角隅到断裂面断板两端的距离等于或小于板边长度一半的称为板角断裂。混凝土路面板浇筑完成后，未完全硬化和开放交通就出现的断板称为早期断板或施工断板。混凝土路面开放交通后出现的断板称为使用期断板或后期断板。
1.早期开裂断板的原因
　　（1）原材料不合格；水泥安全性差，强度不足；集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含量超标。
　　（2）基层标高失控和不平整，造成路面厚度不一致，使上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收，强度降低，导致开裂。
　　（3）施工工艺不当。如搅拌不足或过分，振捣不密实、水泥或集料温度过高、混凝土浇筑间断或未按施工缝处理、养生不及时、切缝不及时和开放交通过早等。
　　（4）边界原因。在双幅路面施工中，已浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通，气温下降一定幅度时，断裂的缩缝两边混凝土板收缩，这样后浇筑还未切割的混凝土板受到较大的拉应力，而此时其混凝土强度还较低，当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩缝对应位置发生不规则裂缝。
2.使用期开裂断板原因
　　（1）设计不当。如路面厚度偏薄、板块平面尺寸不当、混凝土原材料的配合比不当、排水设计不当。
　　（2）大吨位及超重车辆逐年增多。
　　（3）路基不均匀沉降。如填挖相交断面处，半填半挖结合处，新老路基交接处，土基密度不同部位；桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位及路基不同填料的界面或层面和压实度不足。
　　（4）基层失稳。如基层施工质量不好，强度不均匀或较低、面层接缝填封料失效，板的弯沉使空隙内的积水变成有压水，侵蚀冲刷基层，并沿接缝缝隙喷出，即产生卿泥。
　　（5）初期微裂缝的扩展。初期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝，使用一段时间后，受行车荷载及温度应力的双重作用，部分裂缝将逐渐增长、变深，以至造成面板断裂。
　　（6）排水不良。路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则断裂。
　　（7）桥（涵）面铺装损坏。钢筋混凝土明盖板桥涵上的水泥混凝土路面铺装层，由于厚度不足或与盖板、涵台结合部处理不当，在行车作用和盖板胀缩下，产生层间搓动和面板断裂。
　　3.早期开裂断板的预防
　　（1）严格控制原材料进场、基层标高、平整度、配合比及施工工艺。
　　（2）边界影响的控制：尽早将后浇筑的面板切缝；基层养生结束后，及时浇筑水泥混凝土路面，以防止基层由暴露时间长产生干缩裂缝。若出现裂缝，浇筑前应采取封闭裂缝处理，预防因基层裂缝反射到面板上来。
4.使用期开裂断板的预防
　 （1）设计时应充分考虑交通发展状况，准确调查交通量及运输车辆的发展状况并选用适合当地环境条件的原材料，完善排水系统，严格控制超重车辆通行。
　 （2）严格控制路基压实质量及路面基层施工质量，满足规范要求及质量检验评定标准的相关规定。
　 （3）加强养护工作，及时完善排水系统，桥涵施工过程中，应结合桥面铺装，处理好路桥结合部位，防止不均匀沉降。
5.断板处理措施
（1）裂缝修补
　　对不影响质量的裂缝进行修补，可以采用聚胺树脂灌缝料、聚硫环氧树脂灌缝料、甲凝灌缝料、环氧树脂灌缝料。其修补工艺可用直接灌入法、喷嘴灌入法、钻孔灌浆法、注射器注射法。
（2）整块板更换
　　对于严重断裂，裂缝处有严重剥落，板被分割成3块以上，有错台或裂块己开始活动的断板，应采用整块板更换的措施。
　　由于基层强度不足或渗水软化，以及路基不均匀沉降，造成混凝土板断裂成破碎板或严重错台时，应将整块板凿除，在处治好基层以及路基后，重新浇筑新的混凝土板，或采用混凝土预制块或条块石换补。对于路基稳定性差，沉降没有完全结束的段落，建议采用预制块换补断板。对基层也要求采用水泥稳定结构层。修补块的缝隙宜用水泥砂浆或沥青橡胶填满，以防渗水破坏。采用重新浇筑新的混凝土板时，若采用常规材料修复或更换，则养护期长，影响交通，建议采用快凝材料。
二、露石
1、原因分析。由于施工时混合料坍落度小，夏季施工时失水快，或掺入早强剂不当，在平板振捣后，混凝土就开始凝结，以至待辊筒滚压和收水时，石子己压不下去，抹平后，石子外露表面。另外混凝土的水灰比过大或水泥的耐磨性差，用量不足使混凝土表面砂浆层的强度和磨耗性差，在行车作用下很快磨损或剥落，形成露石。
2、防范处理措施。①严格控制混凝土的水灰比和施工坍落度；合理使用外加剂，使用前应进行试验；组织好混合料的供应和施工，防止坍落度损失过快。夏季施工时，现场要设遮阳棚。②按规范要求，选择好水泥、砂等原材料，根据使用要求及施工工艺，确定合理配比，掌握好用水量。③应用粘结性良好的结合料，如聚合物水泥砂浆或道路修补剂对混凝土路面露骨部分进行罩面修补。
三、胀缝不贯通
1、原因分析。①浇捣前仓混凝土时胀缝处封头板底部漏浆，拆除填充头板时又没有将漏浆清除，造成前后仓混凝土联结。②接缝板尺寸不足，两侧不紧靠边模板；胀缝处上下接缝板，在施工过程中发生相对移位，造成混凝土连结。
　 2、防范处理措施。①封头板要与侧面模板，底面基层接触紧密，要有足够的刚度和稳定性，在浇捣混凝土时不得有走动和漏浆现象；②在浇捣后一仓混凝土前，应将胀缝处清理干净，确保基层平整，接缝板摆放时要贴紧模板和基层，不得有空隙，以免漏浆；③锯缝后应检查是否露出接缝板，否则继续锯直至露处接缝板为止；④接缝板质量应符合设计规范要求,发现胀缝不贯通，由人工整理贯通，并做好回填与封缝。
四、错台
　 1、现象。在混凝土路面接缝或裂缝处，两边的路面存在台阶，车辆通过时发生跳车，影响行车舒适性和安全性。这种现象发生在通车一定时期以后。
2、原因分析。①雨水沿接缝或裂缝渗入基层，使基层冲刷，形成很多粉细料。在行车荷载作用下发生唧泥，同时相邻板块之间产生抽吸作用，使细料向后方板移动、堆积、造成前板低，后板高的错台现象。②基础不均匀沉降，使相邻板块或断裂块产生相应的沉降，导致缝的两侧形成台阶。③基层抗冲刷能力差；基层表面采用砂或石屑等松散细集料作整平层。
　 3、防范措施。①填缝材料质量应符合要求以减少渗水和冲刷。②基层应采用耐冲刷材料如水泥稳定粒料，基层表面应平整，坚实，不得用松散细集料整平。③路面结构设计时，应增设结构层内部排水系统，减少水的侵蚀；采用硬路肩，防止细料从路肩渗入缝内，减少细料的移动，堆积。④易产生不均匀沉降地段，应进行加固；并宜采用较厚的半刚性基层和钢筋混凝土板。
4、处理方法。①错台高差为0.5～1cm 时，采用切削法修补。使用带扁头的风镐，均匀地将高处凿除并与邻板齐平。②当错台高低落差大于1.0cm时，采用凿低补平罩面法修补。③如错台引起碎裂，则应安设传力杆或校正传力杆位置，重浇混凝土板块。
五、板角断裂
1、现象。与水泥混凝土路面板板角两边接缝相连的并贯穿板全厚的裂缝即板角裂缝。
2、原因分析。①板角是混凝土路面板的最薄弱部位, 往往因为侧模的模壁效应, 导致板角不密实, 强度不足而埋下隐患。由于水泥混凝土面板间设置接缝减弱了板边的承载能力, 使板角在长期的荷载等作用下出现断裂。②其次在温度变化的作用下, 也会导致板角产生温度疲劳应力, 更易因荷载作用产生断裂。
3、处理方法。首先按断裂面的大小确定切割范围, 并尽可能保留原有钢筋, 凿除破损部分后予以处理干净。然后采用C15贫混凝土, 对基层进行补强, 并在新老混凝土之间加设传力杆, 在原有路面板接缝面涂刷沥青料,浇筑快硬混凝土并用养护剂养护, 达到预期强度时,即可开放交通。
结语：
　　水泥混凝土路面常见质量病害，它的产生有多方面的因素，无论设计方面、还是施工方面都存在一些不足。要求我们采取合理化建议和优化设计及加强管理和规范监理行为等措施，加强施工管理、提高现场施工质量，规范施工，来保证工程质量，保证其使用寿命，争取较好的经济效益和社会效益。