水泥混凝土路面病害治理
目录
摘要 (1)
前言 (1)
裂缝产生的原因分析 (2)
裂缝修补技术 (7)
结论与建议 (12)
结束语 (12)
英文摘要 (13)
参考文献 (14)
水泥混凝土路面裂缝产生原因分析及其修补技术
[摘要]水泥砼路面因素具有独特的优势在公路建设中受到充分重视，但它也有自己的一大缺点，就是在其受到损坏以后，维修难度相当大。本文在分析水泥砼路面裂缝产生
原因的基础上，提出水泥砼路面裂缝修补材料的选择原则，并对各类修补材料进行
评述，并提出修补方法。
[关键词]水泥砼路面; 裂缝产生原因; 修补材料; 修补方法
[前言] 近年来，我国许多省、市、自治区修建了大量的水泥砼路面，至2007年，高级、次高级水泥砼路面里程已达78740km，水泥砼路面占高，次高级路面总里程14.7%。大力发展水泥砼路面，对合理利用水泥资源，提高路面质量，缓和沥青供应不足的矛盾，具有重要的技术意义。
水泥砼路面刚度大，扩散荷载能力强，稳定性好，但随着里程的增长，加上早期修建的水泥砼路面已接近使用年限，养护维修工作就越来越重，特别是近几年，由于交通量增大，交通荷载重型化，行车速度的提高，加上水泥砼路面长期暴露在日洒雨淋，冻融，温差及各种化学物质侵蚀的自然环境中，加速了结构层和路面层的损坏。其中裂缝的产生会直接影响到面层和结构层的损坏，因而影响着行车速度，舒适性和安全性，因此对裂缝的修补尤其重要。由于水泥砼路面裂缝修补是一项技术强，难度高的工作。同时为了使交通更快得到开放，也就必须选择合理的材料配合，使修复工程更迅速达到一定的强度和耐久性，使交通得以正常运行。
1．裂缝产生原因分析
水泥砼板面的裂缝，可分为表面裂缝和贯穿板全厚度的裂缝（简称为贯穿裂缝）。1．1 表面裂缝
水泥砼板面的表面裂缝主要是由砼混合料的早期过快失水和碳化收缩引起的，具体如下：
①由于构成混合料的各种固体的颗粒大小，密度不同，混合料不可避免发生分层离析，再者由于配合比不当，操作不当，砼的颗粒不均匀，离析就会加大，即重颗粒下沉，水分向上迁移，从而形成表面泌水，结果就会使水泥砼表面含水量增加，当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料表面之内，水面形成凹面。由于凹面较凸面所受压力大，同时颗粒间产生毛细管张力，促使颗粒凝聚。当水泥砼表面尚未充分硬化，不能抵抗这一表面张力时，砼表面则发生裂缝。这种塑性裂缝的产生时间，大致与泌水消失时间相对应，在砼浇筑之后数小时，砼表面将普遍出现细微的龟裂。
②砼碳化收缩也会引起其表面龟裂。当砼的水泥用量低，水灰比较大时，空中的CO2易渗透到水泥砼内，与其中的碱性物质起化学反应，生成碳酸盐和水，即：
ROH－+CO2→RCO3+H2O
水泥砼的碳化反应在空气相对湿度为30%－50%时最为激烈。碳化引起的收缩仅限于水泥砼路面表面，只产生混凝土的表面裂缝，碳化收缩的速度较失水速度慢，因而带来危害并不大，但都会给水泥砼路面的耐磨性，表面抗滑性及行车舒适性带来不利影响。
1．2．贯穿裂缝
水泥砼路面贯穿裂缝为贯穿板全厚度的横向裂缝，纵向裂缝，交叉裂缝，板角断裂等。
1．2．1．横向裂缝
垂直于行车方向的有规则裂缝称为横向裂缝，导致水泥砼路面出现横向裂缝的原因较多，大致可以归纳如下几方面：
（1）干缩裂缝
在水泥砼中，水在水泥石中以化学结合水，层间水，物理的吸附水，还有毛细管水等状态存在着。当这些水在砼硬化过程中失去时，水泥浆体就会产生收缩，这就是干缩，当收缩受到条件限制时，产生收缩应力，这就会引起干燥收缩裂缝。
水泥浆体干缩的内部限制主要是砼骨料对水泥浆的限制。在普通水泥砼中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以砼内部经常存着引起干缩裂缝的应力状态。
水泥浆体干缩的外部限制主要是路面板块间或路面整体的限制，处于限制状态下的砼结构，只有当砼本身的抗拉弹性应变εe以及徐变应变εc两者与砼硬化干燥过程中的自由收缩与εf不相适应时，即Kεf>εe+εc时，砼会产生裂缝。
一般情况下，εe=1×10－4,εe=2×10－4～3×10－4，侧限系数K=0.75，因而可以得出防止裂缝出现的自由收缩应变值εf=4×10－4～5×10－4。而路面用砼的实侧自由收缩值大多为εf=6×10－4～8×10－4，因而，砼路面常易产生干缩裂缝。
干缩裂缝引发的路面横向裂缝，往往是在砼水化硬化的早期。有资料表明，水泥砼20年收缩量的14%～34%发生在水泥砼的14d龄期内，40%～80%发生在3个月龄期内。
（2）冷缩裂缝
和一般材料一样，水泥砼具有热胀冷缩性能。砼板块的冷缩却是在相邻部或整体性限制条件下发生的，热胀属于变形压缩，而冷却则属于拉伸变形，这样就容易引起开裂。
水泥砼在硬化过程中是一个放热反应，板块温度上升。在通常温度范围内，砼上升1℃，每米膨胀0.01mm，这种变形，对大面积板块极为不利，本文利用河北省交通厅1990年利用电热偶对施工现场的水泥砼路面温度变化测定的数据（如下页表1）进行分析说明。
从表中可知，水泥水化过程中放热速度是变化的，初始较慢，25min后增湿，大约在水泥终凝后12h的水化热温度可达80℃～90℃，使内部砼产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩，致使砼路面内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力，当外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时，板块就会产生裂缝或横向断裂。此外，从表中可得到，由于放热过程中放热率变化，水泥砼温度将产生变化，当混凝土从最高温度降温时，由于受到已有基层或已有硬化混凝土的约束力，在温度下降时，就不能自由收缩，就会产生裂缝。
水泥混凝土路面测试温度记录表（表1）
（3）切缝不及时
为防止水泥砼路面的干缩裂缝和冷缩裂缝，人们采用切缝将路面分块。我国现行的水泥砼路面设计规范规定，路面板长不大于6m ，板块不大于5m 。但由于施工中切缝的时间难以控制得当, 造成砼路面出现横向裂缝。从砼收缩因素考虑，最后是水泥砼中水泥水化初阶段切缝，但因砼抗压强度不足，根本无法切缝。
对于尚未切缝或刚切缝的较长混凝土路面板，当板块均匀下降时，其温差引起的应力可用下式计算：
板中：T x =（E r α△T ）/（1-M c ）
（Mpa ） 板边：T x =-E r α△TP
式中：α——砼的线性膨胀系数，一般为1×10－5
/℃；
P ——因温度应力作用时间长，考虑徐变影响的应力松弛系数，一般取2/3； △T ——温度差；
Mc ——砼各龄期的泊松比设为0.15； Er ——砼各龄期的弹性模量（Mpa ）。
设在Er=2.5×104Mpa ，△T=－30℃时，板中的温度应力为：
一般砼抗拉强度仅为抗压强度的1/8～1/7，即约为4.3Mpa ～5.0Mpa 。可见，气温下降30℃的温度就历程将超过砼的抗拉强度，板块的横向断裂就难以避免。
但对于己切缝的砼板，除第一天的应力有可能大于该龄期的抗折强外，其余温度应力均小于相应龄期的要求。所以切缝不及时，就会导致水泥砼路面横向裂缝产生。
1．2．2． 纵向裂缝
顺向方向出现的裂缝称为纵向裂缝。水泥砼路面的传荷顺序为面层，基层、垫层、路基。尽管面层板传到路基顶面的荷载应力值很小，往往不会超过0.05Mpa ，但路基的支承条
MPa
T x 9.53
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1105.25
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-
件却是很重要的。
由于填料土质不均匀，温度不均匀，膨胀土、冻胀，压实不足等多种原因，都会直接导致路基支承不均匀，在砼浇筑之前未严格检查基底弹性模量Et是否符合规范要求，而盲目施工，在路基稍有沉陷的情况下，在板自重和行车压力作用下而产生纵向断裂。刚开始时缝很细，一般小于0.05mm，但随着雨水侵入和浸泡基层，使其表层软化，液化而产生唧泥、淘空，使裂缝加大。
拓宽路基时，由于路基处理不当，新路基出现沉降，砼板下沿纵向出现脱空。在车辆荷载作用下，使砼板发生纵向断裂。
1．2．3．交叉裂缝
两条或两条以上相互交错的裂缝称为交叉裂缝。产生交叉裂缝的主要原因：
①水泥砼强度不足，在轮载和温度作用下会出现交叉裂缝。
②路基和基层的强度与水稳性差，一但受到水的侵入，将会发生不均匀沉陷，在车辆荷载（特别是重载）作用下，砼板块出现交叉裂缝。
③水泥的水化反应和碱骨料反应。水泥水化反应在砼发生升温和降温过程中产生体积的胀缩变形，在内部骨料及外部边界约束下使砼的自由胀缩变形受阻，而产生拉压应力。同样在水泥的生产过程中，有时也会出现一些过烧的CaO和mgO它们的水化速度较慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥浆体体积膨胀，开裂甚至溃散。同时由于水泥在生产过程中烧成温度不好控制，水泥的安定性不良，浇筑之后的砼路面就会产生大面积龟裂。
1．2．4．板角裂缝
与砼板角两边接缝相连的贯穿板厚的裂缝称为板角断裂。板角是砼路面板的薄弱部位，由于侧模的模壁效应，施工时插入式振捣器很难保证砼完全密实，板角密实度不够强度相对较小，而在受力上板角较为不利。相邻板角之间无传力杆，传荷能力较差。在车轮荷载作用下荷载应力较集中，除在砼路面的起始点主要有角隅及边缘钢筋外，其它部位均未设加强筋，而且一旦砼路面板接缝进水，板下就会出现唧泥，脱空现象。板角更是处于不利状况，车轮荷载作用在板角时就很容易出现板角断裂。
2、裂缝修补技术
2．1．裂缝修补材料的选择原则
理想的裂缝修补材料必须满足以下性能要求：
①粘结强度高；②防水抗渗性好；③在自然温度范围内具有较好的稳定性；④优良的抗嵌入性；⑤优良的耐久性；⑥使用方便、施工快捷；⑦对环境无污染；⑧与基质混凝土具有较好的相容性。
2．2．修补材料和基质砼的相容性
修补材料是否成功有效，取决于基础砼和旧砼是否有较好的相容性。其相容性表现在以下几方面：收缩应变、蠕变系数、热膨胀系数、弹性模量、泊松比、抗张强度、疲劳性能、粘结力、孔隙率和电阻率、化学活性等。
修补材料必须是一种低收缩材料，否则将在修补层出现张应力。修补材料的蠕变特性则应根据具体使用环境而定，使修补材料和基质混凝土结合良好，所受应力在最低范围内；修补材料的热膨胀系数及弹性模量，泊松比等与基质砼应尽可能地保持一致，在温差变化及应力作用下，材料界面不至于出现应力集中，保证界面的良好结合；修补材料的抗张拉强度必须优于基质砼；修补材料必须具备优良的疲劳性能和较强的粘结力，从而保证修补材料的耐久性，在配筋路面，修补材料必须和基质材料具备相似的孔隙率和电阻率，如果修补材料的孔隙率及电阻率差异较大，则会导致修补区域和基质砼区域的溶液电位差增加，在特定区域钢筋电化学，腐蚀加剧，导致修补失效，修补材料必须具备优良的化学稳定性，较低的化学活性，优良的护筋性及与水泥砼中的骨料不发生碱集料反应等特点。
2．3．水泥砼裂缝修补材料
裂缝修补材料根据其功能可分为高模量补强材料和低模量密封材料。前者固化后具有较高的强度和刚度，后者则具有较大的柔性。当水泥砼路面由于裂缝造成强度不足时，宜选用高模量补强材料。因为修补材料太低，将降低应力传递效果，起不到补强材料。因为修补材料太低，将降低应力传递的效果，起不到补强作用。当水泥砼路面仅出现贯穿裂缝，而板面强度仍能满足通车时，为防止雨水和空气的侵蚀，裂缝扩大而削弱路基，可选用低模量密封修补材料，将裂缝封闭。
典型的高模量补强材料有环氧树脂类，酚醛和改性酚醛树脂类胶粘剂，低模量密封材
料有聚氨脂类、烯类、橡胶类、沥青类胶粘剂。本文主要介绍环氧树脂类，聚氨脂类灌浆材料，烯类裂缝修补材料，聚合物现性水泥砂浆类裂缝修补材料。
（1）环氧树脂类修补材料
环氧树脂类修补材料的主要组分是环氧树脂，它是含有两种以上环氧化基因的高分子化合物，常见的环氧树脂可分为两类，一类是缩水甘油基型环氧树脂；一类是环氧化烯烃。水泥砼路面修补中使用的环氧树脂类材料大多属缩水甘油基型，常用的有由多元酚和多元醇制备的双酚A环氧树脂。
国产双酚A环氧树脂液体618和6101环氧树脂的牌号及性能表2
这类环氧树脂刚性大，延性小、质脆，与旧混凝土胶接时，界面易产生集中而开裂。而环氧树脂改性后，即保持了强度高，粘附力强的优点，又通过改性降低脆性，提高韧性，最重要的一类用于水泥砼路面裂缝修补的是聚硫改性环氧灌浆材料。以环氧树脂100g，聚硫橡胶50g和DMP-30（固化剂）10g混合而成的改性环氧树脂，抗拉强度高达50.6Mpa，延伸率达5%；用环氧树脂6101号100g, 聚硫橡胶（分子量1000）30g，生石灰（过160目，600℃活化4h）30g，固化剂1号20g，（KH-550）30g，混合成的改性环氧25℃下45min或基本凝固，3-5h后则可达21-23mpa的抗剪强度，这两种配方的改性环氧树脂在我国实际工程中均有应用，效果良好。另一类改性环氧为914双组份快速固化裂缝修补材料，用711脂环族双缩水骨油脂环氧，712环氧树脂和703固化剂组成的914双组份室温快速固化胶粘剂，25℃下3h抗剪强度最高可达到30mpa左右，采用间苯=酚双缩水甘油醚70g等量间苯=酚和间苯=酚分甲醛树脂混合物的环氧化合物30g，J=烯双环氧20g，无机填料60g，低分子聚酰胺80g，2，4-甲苯=胺20.5g，液体聚硫20.5g，混合成的改性聚硫环氧灌浆材料，在常温下凝胶时间为1.7h，室温抗剪强度达20Mpa。
以上几种修补材料在我国试用以后，效果不错，特别是914双组组份快速固化胶粘剂，现在已广泛采用。
（2）聚氨脂类灌浆材料
聚氨脂类灌浆材料主要是由多异氰酸和聚氨基甲酸脂组成，其具有高度的极性和活泼性，对水泥砼具有极强的粘附性能，而且聚氨脂具有柔性分子链，它的耐震性及抗疲劳性能都很好，并且它还有一个重要的特点是它的耐低温性能好，它比其它任何其它的胶粘性材料都具有更好的耐寒性。因此由它配成的裂缝灌浆材料耐气候性好，适宜于不同季节和地区使用，而且聚胺固化时，几乎没有任何副产品产生，因此不会产生胶接层缺陷。下表是聚胺脂与其它材料特性比较表：
室温固化糊状胶粘剂抗剪强度（MPa）表3
室温固化糊状胶粘剂T-剥离强度（MPa）表4
疲劳实验（到达破坏时的震动次数）表5
（3）烯类裂缝补材料
烯类裂缝修补材料采用烯类聚合物配制而成，通常有两大类：一类是以烯类单体或预聚体作胶粘剂，在固化过程中发生聚合；另一类是以高分子聚合物本身作胶粘剂。用于水泥砼路面裂缝修补的烯类材料主要有两类：其一为氰基丙烯酸酯胶粘剂，主要成分是α-氰基丙烯酸酯，通过增稠剂和增塑剂等改善工作性和抗冲击性能，其特点是粘度低，固化时间短，
透明性好，胶结强度强，气密性好，不足之处是价格较高，抗冲击性能较差；另一类为（甲基）丙烯酸酯树脂粘剂，甲基丙烯酸树脂具有三向交联结构，所以耐热性，耐水性、耐介质以及耐大气老化性能较好，收缩率低，强度高，因（甲基）丙烯酸脂树脂粘剂粘度较其它有机高分子材料低，常与水泥复合成树脂改性砼对宽裂缝进行修补，（甲基）丙烯酸酯树脂胶粘剂制备工艺复杂，为调节固化产物的结构性能，需要掺入大量的外加剂。
（4）聚合物改性水泥砂浆类裂缝修补材料
普通水泥砂浆因收缩大，粘结强度低等原因较少用于裂缝的修补，而通过聚合物乳液改性水泥砂浆能提高其工作性能，减少浆体收缩，提高粘结强度，以及砂浆的综合力学性能，改善防水抗渗能力及抗冻融能力，降低纯聚合物材料的费用等。常用于裂缝修补的聚合物改性水泥砂浆有聚醋酸乙烯乳液改性水泥砂浆，聚丙烯酸酯乳液改性水泥砂浆，环氧树脂改性水泥砂浆，不饱和聚酯树脂改性水泥砂浆及丁苯胶乳改性水泥砂浆等。
2．4．裂缝修补方法
砼路面的裂缝情况比较复杂。修补时要根据具体的情况采取相应的修补措施．对砼路面裂缝的修补可采用压注灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和条带罩面法。
2．4．1．压注灌浆法
对宽度在0.5mm以下的非扩展性的表面裂缝，可采取压注灌浆法。
(1)用压缩空气清除缝隙中泥土杂物；
(2)将松香和石蜡按1：2配制并加热溶化；
(3)每隔30cm安置一个灌浆嘴；
(4)用胶带将缝口贴牢，并在灌浆嘴及胶带上加封松香石腊；
(5)用压力灌浆器将灌浆材料溶液压入缝内。
2．4．2．扩缝灌浆法
对局部性裂缝且缝口较宽时。可采取扩缝灌浆法。
(1)先顺着裂缝用冲击电钻将缝口扩宽成1.5cm的沟槽，槽深根据裂缝深度确定，最大深度不得超过2／3板厚。
(2)用压缩空气吹除砼碎屑，填入粒径为0.5cm的清洁的小石屑(含泥量小于1％)。
(3)根据选用的裂缝修补材料使用方法，准备好灌浆材料。
(4)灌入选用的裂缝修补材料。
(5)用远红外灯加热增强2h一3h即可通车。
2．4．3．直接灌浆法
对非扩展性裂缝，可采取直接灌浆法。
(1)先将缝内泥土、杂质清除干净，随后用钢丝刷将缝口刷一遍，并用吸尘器将浮土吸掉，确保缝内无水、干燥。
(2)缝内及路面先铺一层聚氨脂底胶层，厚度为0.3±0.1mm。底胶用量为0.15kg／m2，底胶铺设采用涂刷方法。
(3)准备好灌浆材料。
(4)将灌浆材料灌入缝内，固化后达到通车强度，即可放行。
2．4．4．条带罩面法
对贯穿全厚的开裂状裂缝，宜采取条带罩面法进行修补。
(1)首先顺裂缝两侧各约20cm，且平行于缩缝切7cm～10cm 深两条横缝。
(2)在两横缝内侧用风镐或液压镐凿除混凝土7cm～10cm。
(8)喷洒养生剂养生。为防止修补砼中的水分沿相邻老砼孔中失去，养护剂的喷洒面应延
伸到相邻老砼内20cm以上。
(9)用切缝机加深缩缝。
(10)灌填缝料。
(11)在裂缝端部路肩处修盲沟以利排水。
2．4．5．表面龟裂的处理
(1)对于表面裂缝较多及表面龟裂。可把裂缝划为一个施工面。
(2)将其施工面中的裂缝凿成一块3cm～6cm凹槽。
(3)把砼碎屑吹除干净。
(4)配制聚合物乳液混凝土或备好其它修补材料。
(5)浇筑修补混凝土。
(6)喷洒养生剂养生。
(7)养生至规定通车强度后通车。
3．结论与建议
在水泥砼路面裂缝修补中，修补材料的配制和选择占着首位，而修补材料的主要功能是应满足新旧水泥混凝的相容性，另外还要考虑到能否节约施工时间，因为在修补过程中影响到交通封闭，同时还要考虑到能否获得最高的性能价格比。因为路面裂缝情况及原因的复杂性，不可能有某种材料适合用于全线的修补，因此，选择修补材料要根据具体情况而选择。同时在修补施工工艺的选择也与选择材料一样重要，但由于目前缺乏对修补材料进行评价的可靠的标准检测方法，也没有为大家所普遍接受的性能标准，因此修补材料的测试方法及性能标准只有在研究和实践中进一步去完善，修补施工工艺也要根据材料和损坏原因进一步去研究和完善，从目前各类裂缝修补材料来看，环氧树脂类材料是具有广泛价值的路面裂缝修补材料，而修补方法则根据具体情况具体定。
4．结束语
限于笔者水平有限，文中难免有表述不当之处，恳请各位专家和读者批评指正。本文在撰写过程中，得到了邱承友和苗心厚老师的热情帮助和悉心指导，在此，表示衷心的感谢！
Abstract: Owing to its distinctive advantages, the concrete cement pavement catches much attention in highway construction. It, however, has its shortcoming–great difficulty for rehabilitation after damaged. In accordance with the reason for such pavement cracks, the principle of choosing suitable crack mending materials is introduced in this article. And the corresponding repairing methods are brought forward after materials’ performance being evaluated.
Key Words: Concrete cement pavement catches; Reasons for such pavement cracks；Mending materials；Repairing methods
参考文献
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水泥混凝土路面板底脱空原因
水泥混凝土路面板底脱空原因 水泥混凝土路面交付使用后，在交通荷载和环境的作用下，会逐渐在板块和基层之间出现空隙，即产生局部脱空，或称之为原始脱空区。混凝土路面的局部脱空现象较为常见且分布较广。脱空的出现对水泥混凝土路面板的受力极为不利的，因为它改变了路面的力学结构，使弹性地基上的弹性薄板受力形式不复存在，取而代之的是一种类悬臂梁或类简支梁受力模式（如图1）。加上混凝土抗弯拉强度很低，脱空后路面一般会迅速断裂、破碎。如果不及时采取相应的措施，随着水的浸入，在行车荷载的作用下，经过反复抽吸循环，将使脱空面积加大，面板更容易产生破裂。严重影响行车质量和路面的使用寿命，也会增加后期的维修费用和难度。板底脱空产生的原因如下： （一）基层材料选择不合理 基层材料级配不够合理或细料太多，不耐冲刷，稳定性、防冻性差，容易形成脱空。 （二）接缝、裂缝未及时填封 接缝料损坏或缺失，造成水的浸入。水的渗入使基层材料强度、刚度进一步降低，此时在荷载的作用下，强度较低的路面就会出现比其他部位更大的变形，且很难恢复而形成脱空。浸入的水在荷载作用下在板下流动，冲刷基层表面。在反复的挤压和抽吸作用下，挤水与基层材料中的细料形成泥浆，沿接缝缝隙喷溅而出，使脱空面积进一步增大，形成恶性循环。 （三）水泥混凝土路面自身的缺陷 水泥混凝土路面基层材料的刚度远小于水泥混凝土路面的刚度，在行车荷载的作用下，面层和基层对弯沉变形的恢复不一样，导致面板在荷载离开后恢复原状，而基层残留部分变形无法恢复，因此出现基层与路面板的脱离，形成脱空。
日趋增大的交通量和重载、超载车的不断增多，更加剧了脱空病害的产生与发展。 （四）路面排水系统的缺陷 路面排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量长时间滞留在路面上，势必路面积水会下渗至基层，造成局部基层软化，下沉形成脱空。 （五）路基密实度不足 路基密实度不足，尤其是高填方路段，由于路基填筑材料的不均匀性，造成工后沉降也不均匀，从而形成板底脱空。填石路堤未振动夯实或路基设计填土高度较低，当两侧为农田或渔塘时，会导致地下水位升高，地下毛细水浸蚀基层使局部强度降低也会出现脱空现象。 （六）自然环境因素的影响 温度和湿度的变化也对面板产生影响，很容易引起板的翘曲变形；为避免过大的温度应力使面板断裂或拱起而设置的纵缝、横缝，随着面板的收缩、膨胀、裂缝也随着张开、闭合，这些都为水的浸入创造了条件。 刚性路面板下脱空,主要有三方面的因素。(1)由于板与板之间传荷能力降低,车辆荷载对板的不同部位产生的压应力不同,导致基层的塑性变形不同。(2)地表水的入渗在板的不同空间部位强度上存在很大差别,致使基层强度不均,变形不均,引发唧泥冲刷作用。(3)高填方路堤侧面的临空面易造成侧向变形不均以及路基的不均匀沉降等,是板下脱空的主要原因。板下脱空出现后,随着路面使用年限的增加,如不及时治理,脱空区的分布范围将逐渐扩大。2板下脱空的工程治理[2],[3]水泥混凝土路面最严重的病害是路面板的断裂,而断裂往往是由板下脱空引起的。解决板下脱空问题,可改变路面板不利的受力条件,延长路面使用寿命。灌浆技术是解决这一问题有效的工程治理方法,它是通过对水泥混凝土板下压注水泥浆、水泥粉煤灰膨润土浆液或水泥砂浆达到稳定水泥混凝土板块的目的,改善地基的物理力学性能,起到防渗、堵漏和加固的作用。
水泥混凝土路面常见损坏类型及产生原因分析
TECHNOLOGY TREND 新的公路技术状况评定标准将水泥混凝土常见路面损坏分类：1断板 断板就是破碎板，是较为严重的一种损坏形式，通常是在重载作用下裂缝进一步发展的结果。在荷载的作用下，破碎板会进一步破碎直至完全失去整体性。 1.1早期断板 早期断板是指路面在完成施工浇筑成型后，24小时内发生板快断裂。这种断板一般是由于前期养护不充分造成的，特别是夏天炎热的施工季节。早期断板的另一个原因是切缝较晚。 1.2后期断板 引起后期断板成因归纳有以下原因。基底施工不合格、过早通车加载、因温度造成断裂、混凝土配合比不合理、混凝土的运输与浇注、外加剂使用不当、切缝及附件埋设不当。 1.3防止断板产生的措施 对于路基铺筑时层层严格要求，密实度要求100%合格，弯沉达到设计要求。 基层施工应严格控制标高，平整度，横坡度及厚度，满足强度的要求，基层与路面施工间隔不宜过长。 水泥混凝土所用材料都经过严格挑选，从检验合格的厂家进料，各项指标达到规定要求。混凝土配合比就进场材料批量做相应验证试验，以提高混泥土的拌和质量，尽量避免人为因素对混泥土质量的影响。 2 裂缝 2.1纵向裂缝 纵向裂缝是指跟路线走向平行或基本平行的裂缝。纵向裂缝通常大多出现在高填方、半填半挖路段，填挖交界以及软土地基路段，主要是由于路基横向不均沉降或板下的不均匀支撑造成的，特别是当路堤从局部洼地通过时，如果路堤两侧没有有效排水设施，路堤两侧就会产生积水，积水除向地基渗透外，还能渗入路堤下部。 2.2横向裂缝 横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝。交叉裂缝是指两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。路面横、斜向裂缝通常发生在：1 ）填挖相交断面；2）新老路基交接处；3）土基密度不同部位；4 ）桥涵通道等构造物和路基相接处；5）软弱地基。2.3路面裂缝产生的原因 1）混凝土路面浇筑后，养护不及时，没有及时覆盖草包，导致水分迅速散发，在炎热或大风天气，体积急剧的收缩，导致开裂。2）施工时混凝土混合料或基层材料拌和不充分，以致减弱基层强度或路面强度，造成板体裂缝。3）混凝土路面锯缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。混凝土浇筑时气温越高、基层表面越粗糙越容易断裂。 3板角断裂 板角断裂指在水泥混凝土的板角被与纵横接缝相交且交点距离等于或小于板边长度一半的裂缝从板体断开。 板角断裂需和斜向裂缝区分开来，主要看裂缝与纵横缝交点的距离是否小于板边的长度的一半。板角是水泥路面较薄弱的部位。由于施工的原因，板角相对于其他部位来说强度稍低，但却处于不利的受力位 置，因此在重载反复作用及温度和湿度翘曲应力作用下，再加上地基软弱、唧泥和传荷能力差等因素，就会出现板角断裂损坏。 4错台 错台指水泥混凝土路面板的纵向或横向接缝两边板块出现大于5mm 的高差。在唧泥发生和发展的过程中，带有基层被冲蚀材料的高压水把这些材料冲积在近进板的脱空区域内，使该板升高，而驶离板由于板下基层材料被冲蚀而下沉，由此产生错台。此外，在施工时胀缝的填缝板未予牢固固定，在振捣时被振歪或使缝壁倾壁倾斜，或接缝的上部填缝料同下部接缝板未能对齐，两板在伸胀挤压过程中也会导致错台。错台是水泥路面最为常见的损坏之一，也是造成水泥路面行驶舒适性下降的主要原因之一。 5唧泥 唧泥指水泥板块在车辆驶过后，接缝处有基层泥浆涌出。唧泥的明显标志是接缝附近的路面表面有污渍或基层材料沉积物。 唧泥通常是由于板下基层材料受到有压水的冲蚀，泥浆在荷载作用下随之从接缝或裂缝中唧出，唧泥的出现是由于接缝填封的失效而引起水的下渗，板底面与基层顶面的脱空，基层材料不耐冲刷和重载的反复作用引起的。唧泥会使板边缘的基础部分失去支撑能力，在轮载重复作用下最缝将导致板的断裂。 6边角剥落 边角剥落指沿接缝方向的板边出现裂缝、破碎或脱落现象，裂缝面一般垂直贯穿板厚，而是与板面成一定角度。 边角剥落是由于接缝内进入坚硬材料而妨碍了板的膨胀变形，接缝处混凝土强度不足，传荷设施（传力杆）设计或设置不当（未正确定位，锈蚀等），接缝施工质量差，重载反复作用等造成的。 7接缝料损坏 1）填缝料损坏。填缝料损坏是指接缝内无填料，填料破损及接缝内混杂砂石等不正常现象。填缝料损坏的主要原因有：填缝料本身质量不合格，填缝料在长期外界环境作用下老化，脆裂，或由于混凝土路面板受热膨胀，挤压胀缝，致使填缝料被挤出，不能正常复原等。 2）接缝碎裂。接缝碎裂是指水泥混凝土路面板接缝两侧各60cm 左右宽度内倾斜的剪切挤碎现象。接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏，泥、砂等杂物侵入胀缝，导致路面板再次膨胀时受阻，或雨水渗入基层和垫层，使基层强度降低，从而导致路面接缝处的变形和破损。 8坑洞 板面出现有效直径大于30mm 、深度大于10mm 的局部坑洞。施工质量差或浇筑的混凝土砂石材料含泥量过大，夹带朽木、纸张、泥块等杂物，以及行驶的某些车辆、机械的金属硬轮对路面产生撞击都可能造成坑沿的产生。 9拱起 拱起损坏指横缝两侧的板体发生明显抬高。这是由于板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝，使板在膨胀时不可能恢复原位，产生较大的热压应力，从而出现纵向压曲失稳。 拱起和沉陷。拱起是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显抬高的现象，相反，沉陷则是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显下沉的现象。 水泥混凝土路面常见损坏类型及产生原因分析 刘志友李新春 （上蔡县公路管理局，河南上蔡 463800） [摘要]本文通过笔者在多年工程实践中的总结，针对水泥混凝土路面常见的损坏类型进行分析，总结了水泥混凝土路面损坏类型产生的 原因，并提出了预防的措施。 [关键词]混凝土路面；损坏类型；产生原因；处治方法工程技术 195
水泥混凝土路面常见病害与施工工艺的关系
水泥混凝土路面常见病害与施工工艺的关系 吕宗义 （福建省南平市公路局，南平353000） 摘要通过对水泥混凝土路面施工工艺与砼路面常见病害的关系分析,寻求改善水泥砼路面施工工艺的方法。关键词水泥混凝土路面常见病害施工工艺关系 1 前言 近年来随着交通事业的快速发展，水泥混凝土路面修筑的数量越来越多。特别是在闽北地区，两条国道560多km和5条省道720多km基本上都是水泥混凝土路面，目前正在修建的入闽通道和农村路网改造也基本上是修筑水泥混凝土路面。然而，已修建的水泥混凝土路面早期出现的啃边、缺角、断板、错台、中缝胀开、唧泥等已严重影响了水泥混凝土路面的使用寿命和道路行车质量，给国家有限的投资造成很大浪费。根据调查分析，这些病害中有相当一部份与施工工艺有关。因此，有必要从施工角度研究病害产生的机理，从而寻求改善施工工艺的方法。 2 路面纵、横缝啃边与施工工艺的关系 路面纵、横缝啃边就是路面纵、横缝处砼在汽车荷载作用下局部脱落。它是目前水泥混凝土路面最常见的病害，也是与施工工艺关系最密切的病害之一。它的形式有：块状脱落和锯齿形脱落。 2.1 块状脱落 经现场调查和从施工过程分析，在水泥混凝土路面强度达到设计强度的情况下，局部块状混凝土脱落形成啃边，主要是由施工工艺造成的。它与施工拆模、面板养护、交通管制以及不正确的习惯做法有关。 2.1.1 施工拆模因素 在混凝土路面施工时，由于钢板数量有限，施工队为了连续作业，通常在浇筑完12h左右就把模板拆掉，这时的混凝基本没有强度，很容易受到损伤。虽然模板拆后不能明显发现破损，但内部损伤的砼在汽车荷载作用后就很容易被破坏而形成啃边病害。另外拉杆、传力杆等未按水平安装造成拆模困难，拆模工人没耐心，随意用大锤敲打钢模造成拆模后直接缺边，而缺边、缺口未做任何特殊处理就直接补上，通车后必然形成啃边。 2.1.2 面板养护因素 目前对水泥混凝土路面的养护，主要是采用覆盖、浇水方式养护，也就是在浇筑好的面板覆盖一层稻草或旧麻袋，再浇水养护。这种养护方法本身不存在问题，但施工时常常是重视板中间的养护而忽视板边养护，主要表现在覆盖物未覆盖到板边侧面，浇水时板边水量不足，结果是板边的养护不充分，板边的混凝土强度明显低于板中混凝土强度形成板边应力集中，在重、超载车作用下产生啃边。 2.1.3 交通管制因素
水泥混凝土路面断板、错台原因分析及应对措施
混凝土路面错台机理研究及防治措施 摘要：针对水泥混凝土路面破坏情况，通过分析，提出了路面断板、错台是造成其破坏的主要原因，而断板与错台是由于地基、路基、构造物、垫层、底层、基层、混凝土路面强度、混凝土路面的切缝时间、构造要求等诸多环节处理不当所形成，同时提出了水泥混凝土路面断板、错台的防治措施和处理方法，以提高水泥混凝土路面的质量及使用寿命。 关键词：水泥混凝土路面断板错台原因分析防治措施 1错台原因传统水泥混凝土路面理论认为：水泥混凝土路面错台的原因是水损引起唧泥，进而引起板端脱空，从而导致错台出现。具体的讲，现行水泥混凝土路面理论认为错台主要是由以下原因引起的： 1) 路基基层碾压不密实，强度不足，致使基层在行车荷载作用下发生塑性累积位移； 2) 局部地基不均匀下沉； 3) 相邻板间的传荷能力下降； 4) 水浸入基层，行车荷载使路面板产生泵吸现象，动水将面板与基层间的碎屑抛向后方，把后方的板抬起。 2 错台原因的进一步分析 2．1 错台是由于基层塑性变形引起的通过计算可知，当后轴重为10 t 的汽车荷 载作 用在一块混凝土板(板的尺寸为4 m x 3. 5 m x 0. 24m)的端部(板边)、且不考虑相邻板的共同作用时，基层中的压应力仅为0. 2 MPa竖向位移不超过0.4mm. 基层抗压强度一般较高(5 MPa),在0. 2 MPa的压应力作用下，应力比为0. 04, 根据材料的力学行为一般规律，这种应力水平下的反复加载过程中，材料产生累计塑性位移的可能性几乎不存在。即使考虑超载，基层的应力状态也不足以引起累计塑性位移。另外，由于基层材料一般为脆性材料，塑性变形远远小于其弹性变形。因此从塑性位移角度看，不可能产生毫米级的塑性位移从而导致错台现象。 2. 2 局部地基不均匀下沉局部地基不均匀下沉会导致错台现象，但局部地基不均匀下沉的原因又是什么，是否一定就是该路段施工原因造成的呢?局部地基不均匀下沉能否解释错台为什么只在横缝处出现、这种极富规律的现象呢?显然局部地基不均匀下沉解释错台有些似是而非。 2. 3 相邻板传荷能力下降 如上面的计算，即便只考虑单板受力，荷载引起的弹塑性位移也不足以引起错台， 因此传荷能力下降明显也并非错台的直接原因。 2. 4 水浸入基层 行车荷载使路面板产生泵吸现象，动水将面板与基层问的碎屑抛向后方，把后方的板抬起。这个原因初看上去是对的，但事实上存在许多值得进一步推敲的地方：如果仅仅是一端将板抬起，而另一端不下沉，那末错台时路面板将绝大部分脱空，但事实上错台发生时，脱空仅在板端出现；实际板错台时，板一端向上位移，而另一端向下位移，是整块板的整体运动在板端的表现。面板不脱空、仅考虑板的局部变形
水泥混凝土路面板底脱空施工处理的分析与探讨
水泥混凝土路面板底脱空施工处理的分析与探讨 发表时间：2015-08-28T09:17:35.460Z 来源：《基层建设》2015年1期供稿作者：唐述云[导读] 广西全州县交通运输局本人就近年来的施工经历，对水泥混凝土路面板底灌浆施工作简单的分析和探讨。唐述云广西全州县交通运输局 摘要：上世纪八十年代以来，水泥混凝土我国得到了广泛地应用，公路工程建设也不另外，特别是水泥混凝土路面。但是，由于资金问题，在设计上，不能按照国外的高标准高质量进行设计；而在施工建设中，施工企业又为了自身的利益偷工减料，使工程质量存在着不少隐患；另外，随着经济水平地不断发展，车辆交通量也日益增长，而我国目前的法制法规并不健全，超宽、超载、超重车辆泛滥成灾，导致了公路路面病害繁多，给安全行车造成了隐患。 关键词：路面；板底；脱空；灌浆；施工 前言为了搞好水泥混凝土路面的养护，延长其使用寿命，改善其通行能力，早在十几年前就有人员进行探讨、研究和试验，但是一直没有取得好的效果。如水泥混凝土路面的各种接缝反射就是让人头痛的问题。近年来，此类问题已经引起各级领导、教授、专家的关注，全国各地的高等级公路水泥混凝土路面也正期待着一次大规模的维修改建施工，分析水泥混凝土路面病害形成原因，提出施工处理措施已显得十分重要。本人就近年来的施工经历，对水泥混凝土路面板底灌浆施工作简单的分析和探讨。 一.路面脱空板形成分析水泥混凝土路面脱空板的形成原因主要由其内在和外在因素共同作用引起。在我国，高等级公路路面基层设计，一般采用的是稳定类集料或无结合料的粒料类材料，其稳定性和粘接性差，回弹模量小，在车辆荷载反复冲击和气温热胀冷缩的作用下，基层产生的塑性变形远大于水泥混凝土面板的变形，致使原本紧密接触的水泥混凝土面板和基层分裂；同时，由于水泥混凝土路面本身接缝、裂缝繁多，养护人员对接缝、裂缝的处理不能及时，雨水轻而易举地侵入，形成板底积水，再结合基层材料中的不稳定细料，就形成了泥浆；加上来来往往的车辆荷载冲击，泥浆就沿面板边缘、接缝、裂缝等喷出，造成板底空虚，成为脱空板。 二.路面脱空板的确定可采用人工观察、弯沉测定法来确定。人工法一般是通过肉眼观察路面板的接缝、裂缝、唧泥等情况来判断脱空，特别是在雨天或者有重车通过时，较容易确定，但是它存在主观性，难免错判、漏判，并且无数据可依。弯沉测定法不仅解决了人工法的缺陷，还是公路工程建设、设计、施工等的重要检测手段，有数据为依据，完全符合我国交通行业标准。弯沉测定法确定水泥混凝土路面脱空板：1.施工前，对水泥路面板逐块进行编号，一般是沿着路线前进方向逐公里进行，编号标写于路缘石上，并做好记录。 2.用贝克曼梁弯沉仪逐块板检测，每块板检测板角四个点。 3.弯沉数据整理，实测弯沉值介于14-40（0.01mm），路面板完好的进行板底灌浆处理；大于0.4mm 或者裂缝、破碎等病害严重的，进行换板处理。 三.路面脱空板板底灌浆施工准备1.施工机械主要由钻孔取芯机、搅拌机、灌浆机等组成，所需数量应根据工程规模和进度要求配置。灌浆机械及水泥等材料还需专用车辆装运，避免污染路面。 2.材料选择和浆液配合比设计（1）水泥，应采用42.5 号普通硅酸盐水泥，其各项性能要符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB 175－1999）规定；并有出厂合格证，及相关检验报告。 （2）水，遵照《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）第3.5 条款执行。 （3）外加剂，主要包括早强剂、减水剂、膨胀剂等，产品质量应符合要求。并在进场时，附有省级以上外加剂检测机构认定的等级检验报告，用量必须先通过试验确定。 （4）浆液配合比设计，浆液24 小时的抗压强度要在5MPa 以上，一般的水胶比在0.40~0.50 之间；浆液的流动性好，结石率高，而泌水率、干缩率要小。 四.路面脱空板板底灌浆的施工1、布孔和钻孔：通常情况下一块板设置5 个孔，按四角和中心成梅花型布置，边孔距边50cm。采用Φ30mm 的钻进取芯机钻孔，严格按照布孔点进行，先开水再开机，均速钻进；孔深应贯穿混凝土板，若基层经过稳定处理，还应穿透垫层钻入土基内、但深度不得超过7cm；孔径要略大于灌浆机的喷嘴直径，浆液喷嘴口不能低于混凝土的板底，以确保浆液正常流动。 2、清孔：钻孔完成，应将孔内的钻芯清除，确保孔深符合设计要求，并安排人员检测。当灌浆与钻孔分开施工时，应堵塞孔口，防止杂物进入，影响灌浆效果。 3、制浆：应按照设计配合比进行，先将水泥、粉煤灰放入筒内，搅拌15s，然后加入外加剂，搅拌15s，再逐渐加水搅拌均匀，检测浆液流动度，符合要求方可灌浆。在施工中，一般浆液越稀流动性越好可灌性也越好，但是干缩性大，不利于填充板底空隙；而相反越稠流动性却不好。在灌注过程中，搅拌机不得停止搅拌，以免浆液沉淀、离析。 4、灌浆：应采用“围、挤、压”的方法，先将灌浆区围住，中间插孔挤密，灌浆顺序应由低向高，由外向内，先边孔后中孔的顺序进行。灌浆管的喷嘴要固定牢固，才能使浆液慢速均匀地渗透灌入。灌浆，应采用间断性灌入，每次1~2 分钟。灌浆压力控制在1.0~2.0 MPa 内，最大不超过2.5 MPa；在灌浆过程中，应特别注意控制面板出现新裂缝，造成人为破坏。 5、停灌的判断：（1）控制压力在1.0~2.0 MPa 内，稳压1~2 分钟，间断性灌浆2~3次或是灌浆管的喷嘴飞出，即可停灌；（2）有浆液从相邻灌浆孔溢出，立即用木楔堵孔，再稳压30s 卸压，视为灌满；（3）观察面板的周边及接缝，若有浆液溢出，用塑料袋等物封堵，稳压30s，也可停止灌注；（4）观测面板抬升或隆起现象，当抬高达到0.3 mm 时，应立即卸压停止灌浆，避免造成板块的断裂。 6、封孔、养生和交通开放：灌浆完毕，应在浆液初凝以前及时进行封孔，采用1：2 的水泥砂浆封堵，并抹平。养生和交通开放是脱空板灌浆处理的最后一个环节。浆液抗压强度未达到3MPa 时，应严格禁止所有车辆、机械驶入，利于浆液的强度增强。一般添加了早强剂的浆液，保养期也不应小于1 d。 五.路面脱空板灌浆后的质量检测为了有效地控制板底灌浆质量和检验灌浆后的效果，提高面板的回弹模量，恢复水泥混凝土路面原有的使用功能。不论是在施工过程之中，还是在完工后，必须要进行严格详细地检测：1.浆液抗压强度的抽检，每个工作班组每天抽检不少于1 组试件，并要求与现场同条件下养护。 2.基层、底基层浆液检验：采取钻心取样的方法进行，抽检板块的数量不少于灌浆板块数量的5％，在每一板块距离灌浆孔不小于60cm 处取芯，用不小于Ф30mm 钻头，分两步取芯：首先钻穿水泥混凝土面板入基层深度不少于5cm，取芯样，观看砼面层与基层间有无饱满的浆液层，然后再钻深至底基层不少于5cm，查看基层与底基层有无饱满的浆液层。
水泥混凝土路面板破坏的原因及其防治
H IGHWAY现代公路 根据我国已建成通车的高等级公路的使用情况，从路基施工前准备、路基施工、台背处理、路面施工及路表面排水处理等方面较全面地分析了水泥混凝土路面破坏的原因及其防治。 由于公路具有机动、灵活、直达、迅速、适应性强、服务面广的特点，在社会广义现代化建设中发挥着巨大的作用，并且具有良好的发展前景。目前，我国公路发展，特别是高等级公路的发展迅猛，高等级路面的舒适、平坦、已日益为人们所注重。但对于高等级水泥混凝土路面板，根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等。这里公对刚性路面板破坏的原因及其防治，谈点个人看法，与同行们商榷。 水泥混凝土路面板破坏的原因 路基施工方面的原因 路基填筑使用了不适宜的材料 公路路基施工规范规定，在通常情况下，使用不合格的填方材料，填筑路等。如：沼泽土、泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质等材料；液限指数大于50%，塑限指数大于25%的材料；有机质含量不大于3%的材料；压实含水量和最佳含水量之差大于2%的材料等等。但是，由于施工单位在路基填筑材料塌方，以致影响路面直到路面混凝土板破坏。软基处理不当 在软土地段路基填筑前，应该首 先探明地基承载力，然后采取合理的软 基处理方案和施工工艺。软基处理方案 一般有：回填土方、石方、下石混合料 或砂砾、袋装砂井、塑料排水板、土工 布、上工格栅工，以上两种方案的组合 等，但是施工时，往往是由于取的软基 处方案的组合等，但是施工时，往往是 由于取的软基处方案或施工工艺不合理 或处理不完善等；这样给路基的稳定 千万了隐患，使成形的路基沉陷或滑移 等，最终影响路面混凝土板。 路基土石方填筑方面的问题 往往在施工过程中，(1)施工单 位未严格按规范要求的每层填料榆钱 百度控制，有时填料的松铺厚度达 60～80cm，路基填方的密实度很难达 到规范要求的低限值；(2)路基填筑的 有效宽度和超宽填筑不够，为达到路基 的有效宽度，施工单位往往没有按规范 要求挖台阶分层填筑压实到路基要求的 宽度，而是将一些松散的土倾倒在边坡 上；用人工摊铺拍实；这样补上来的路 基部分远未达到密实度的要求，造成路 基滑坡、层层冲涮；(3)路基填筑每层 的填产未用平地机或其它平整机械进行 整平或整平效果不好，使低凹的地方达 不到密实度要求且大量积水；(4)路基 施工过程中没有按要求做成一定的横坡 度；路基施工临时排水系统未做到不畅 通，从而使大量的积水渗入下层路基、 严重影响路基质量；(5)路基石方或土 方混合料填筑时，石头块径过大，使填 石路堤或填土石混合料路堤密实度达不 到规范要求。由于以上施工方面的原 因，对路基的稳定性造成一定影响，直 到影响路面混凝土板。 填切交界处未按规范要求施工 当路堤在斜坡上或填切交界处， 或原有路堤上或路堤处在垂直路中线 测得的坡度大于1:5的坡地时，应把原 地面挖成台阶，台阶宽度应小于1m， 用小型机具进行夯实，并向内侧倾斜 2%，且台阶上不能有积水，然后再 分层填筑压实，这样，才能保证路堤 的稳定和达到规定的密实度。而施工 单位在施工时，遇到以上情况，在路 堤填筑时，根本未将施工地段挖成台 阶后分层填筑压实，以致影响了路堤 填筑的质量，形成隐患给路面混凝土 板造成破坏。 构造物台背的回填不符合要求 目前，从建成通车的公路来看， 构造物台背跳车是通病，然而最明显的 是台背沉陷或错台，主要原因是台背回 填未达到质量要求。台背回填要求每 层松铺厚度不得大于20cm，密实度必 须达到95%，回填材料最粒径不大于 5cm，且应具有良好的级配和透水性。 然而，施工单位在进行台背回填时，松 铺厚度未严格控制；回填材料没有认真 地先取；压实对仅有人工夯实，有时即 使用小型机具进行压实，也只不过是形 式，敷衍了事：台背中填尺寸未按照规 范要求开挖，使得回填材料无法压实达 水泥混凝土路面板破坏的原因及其防治 文/刘江涛 TRANSPOWORLD 2012No.15(Aug) 146
水泥混凝土路面的使用现状和发展前景
水泥混凝土路面的使用现状和发展前景 摘要通过对水泥混凝土路面与沥青混凝土路面进行比较,指出水泥混凝土路面在我国的应用优势,介绍道路混凝土的特点、水泥混凝土路面的种类、材料要求和施工工艺,分析国内外公路路面的使用现状,并结合我国国情,对水泥混凝土的发展方向做初步探索。 关键词水泥混凝土;沥青混凝土;特点;现状;发展 以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,简称水泥混凝土路面。水泥混凝土路面在我国开始使用时间较早,应用范围很广,高速公路、城市道路、机场跑道、车站码头、乡间道路等处均铺设水泥混凝土路面。我国是水泥生产大国,特别是近年来水泥市场产大于销,形成买方市场,在这种情况下,发展水泥混凝土路面有着良好的经济效益和社会效益。在基础设施建设中,沥青混凝土路面越来越多地使用在交通基础设施中。在人们的传统的观念里,很多人认为沥青路面比水泥路面更经济、更舒适,对水泥混凝土路面产生了怀疑甚至否定,但综合考虑路面的施工养护以及环保因素后,水泥混凝土路面更具有优势和发展前景。 1国内外水泥混凝土路面的发展现状 随着作用于交通基本设施上的荷载越来越大,美国已把国内30%的高速公路建成了水泥混凝土路面;加拿大魁北克省在加拿大水泥混凝土高速公路中约占4%。在欧洲,比利时是使用水泥混凝土路面最多的国家,约50%的高速公路是水泥混凝土路面,绝大多数水泥混凝土路面使用现状达到了设计要求。用水泥混凝土加铺旧路面在比利时也是常用的方法。特别是德国的水泥混凝土路面表现出非常卓越的长期使用性能。在我国的高等级公路中水泥混凝土路面(高速公路和一级公路)约占25%,二级以下公路所占比例约为40%。由于现代公路交通的车流量和荷载进一步增大,渠化程度进一步提高,沥青混凝土路面将面临着严峻的考验,其中很大一部分沥青混凝土路面建成通车后不久,短的几个月,长的也不过3～4年就出现车辙、开裂等破坏,需进行大面积维修或罩面,既影响了交通运输,又造成了极大的经济损失。 2道路水泥混凝土的特点 由于道路水泥混凝土路面所处的使用条件、环境和所承受的外力的特殊性,对道路水泥混凝土的性能也就有特殊的要求。 1)抗折强度高。道路水泥混凝土的破坏是由于弯拉应力引起的。严格来说,用普通混凝土铺筑的路面不能满足道路使用的特点,不利于道路的使用,降低了路面的使用寿命。道路水泥混凝土的要求中引人一个“脆性系数”的指标B,即(28天抗压强度)/(28抗折强度),要求B小于6.5。2)耐磨耗。道路水泥混凝土在使用过程中一般将承受百万次乃至干万次车辆反复荷载的磨耗作用。3)胀缩性小。道路水泥混凝土路面以薄板的形式暴露于大自然中,经受不同季节带来几十度温度变
水泥混凝土路面病害的防治措施
水泥混凝土路面病害的防治措施 随着水泥混凝土路面修筑技术的日臻完善，水泥混凝土路面发展的速度较快，在技术、经济上也将显示出明显的优势。然而水泥路面的迅速增长，水泥路面的许多病害也逐渐体现出来。主要现象为裂缝、沉陷、严重破碎板、板角断裂、唧泥、错台、接缝材料破损等。引起各种病害的原因是不相同的，有外界因素，设计缺陷、施工问题及养护等原因，现在根据多年的施工经验，分析如下：。 一、水泥路面常见病害的成因 水泥路面破损的原因，主要是由于混凝土板、基层、路基的缺陷引起的。这些缺陷除了设计因素及施工质量的原因之外，一般是在行车和各种自然因素作用下形成的，而水和超重荷载是主要因素。 （一）水是形成病害的主要原因 前几年水泥路面的横缝均是采用沥青灌缝，纵缝为施工缝不灌缝，路肩盲沟排水的设施基本没有设置。特别是“先行工程”建设期间对水泥路面性能认识不足，相当一部分排水设施配套不到位。如果养护不及时，经过多年的行车作用，一种是路面板块间相互挤压，原路面横缝接缝的填缝料老化剥落破损。路面的雨水通过裂缝接缝渗入基层，造成基层软化。另一种是低洼地水排不掉，两侧就会产生积水，积水向路基渗透，通过毛细作用逐渐向上，使路基上部土层变湿。在车辆荷载的重复作用下，出现基层承载力不足，地基不均匀下沉。产生唧泥将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆，最后出现断板破碎。 （二）车辆超载也是造成水泥路面断板、碎板的主要原因 由于经济的发展，车流量不断增加，特别是市场竞争急烈，运输户只雇经营利益，绝大部分的货车进行改装，加高车厢，加厚大梁等等，严重超载，据路政部门检测统计双轴车辆总重量均在23～24t、三轴车辆总重均在35～45t，荷载大大超过路面设计荷载，造成混凝土板块疲劳，形成水泥板断裂、破碎，大大缩短正常使用年限。 （三）施工控制质量不严，造成水泥路面破损 路基密实度不足造成不均匀沉降，病害大部分布在路基填挖交界，高填方路段和路面与桥涵等构造物交接处，因为路基不均匀下沉造成路面的沉降，在行车的冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致水泥路面破损。路面材料质量控制不佳，配合比达不到要求，拌和不
水泥混凝土路面病害维修施工方案
宜宾市南岸东区路面黑化及人行道铺装改造工程施工Ⅰ标段 水泥混凝土路面 病害处治专项施工方案 编制人： 审核人： 批准人： 江西省城建建设集团有限公司 2014年7月
水泥混凝土路面病害处治专项施工方案 一、现状水泥混凝土路面处理措施 1）概述 在沥青混凝土加铺前，应对原有水泥混凝土路面进行综合处理，从而减少产生反射裂缝的根源。对原有路面所有破碎板进行更换，清除路面缩缝、胀缝、纵缝缝中杂物，重新灌注填料，角隅断裂、错台等均进行修补，对板底脱空板块、唧泥板块，采用压浆处理。各种病害的处理具体措施参照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001执行。 其它一些非结构性破坏，如表面起皮、露骨、剥落、麻面等，由于其只影响到原有路面行车舒适性，而当对老路进行改建、旧混凝土路面做基层时，这些形式的损坏对整个路面结构承载力的行车舒适性影响甚小，故而不予特殊处理。 2）旧水泥砼路面的损坏类型 旧水泥混凝土路面实际存在结构性和非结构性损坏，病害归纳为以下四种类型：a) 裂缝类；b) 变形类；c) 接缝类；d)松散类3）各种类型病害的处理方法： I 接缝的处理 凡是纵缝、横缝无填料或原填缝料丧失、老化，接缝内逐步被砂、石、土等填塞，阻碍板的膨胀，以及路表水泥入路基属于此类病害。用机械挖除旧填缝料，用钢丝刷清缝壁，用压缩空气吹净缝内杂物（水、胶物、土杂草、油脂、废物等）。
横缝清缝机采用手扶拖拉机头，带动一根清缝齿条，进行深度清缝。纵缝清缝机采用切缝机，不需带水，刀轮片为特制，注意拉杆及砼企口不能切断。 纵缝、横向缩缝及施工缝接缝采用热熔改性沥青油灌缝。胀缝清缝后，缝下部填寨聚氨脂硬泡沫板厚2厘米，高22厘米。上部用热溶改性沥青油灌缝高3厘米。 胀缝原则上按200米左右保留一道胀缝，除保留的胀缝外，其余胀缝用机械挖除旧填缝料后，钢毛刷清缝，两侧面刷改性沥青油二度，用环氧树脂砂浆将缝补平填满。胀缝处旧水泥砼路面机械铣刨打毛后，用热熔改性沥青涂刷两侧路面各宽35厘米（温度控制在150C左右），然后铺设玻璃纤维格栅。格栅要求剪成宽50厘米，在热熔状态下准确在缝上，要求平缝无折，并用木滚压实。 II 交叉裂缝或破损板块 凡是一块板被交叉裂缝分割为三块以上的板称破碎板。 处理方法为凿除破碎板，浇筑新砼板。先将该板四周全深锯缝，在不破坏相邻板块的前提下进行该板块的凿除。破碎机械建议不用冲击锤，因其冲击力对周围板块基础有振动影响，最好用人工配合空压机，小型凿岩机。如有钢筋不得剪断。如发现该处基层强度不足，应先进行基层处治，基础处置采用C15素砼浇筑，厚度为20厘米。在处治好基层后，重新浇筑C35水泥砼路面板厚25厘米，面层和原砼路面板平齐，在水泥砼面板初凝前应进行毛面处理。 重新浇筑的砼块必须设置传力杆和拉杆，横向施工缝传力杆采用光
混凝土路面断板处理方案
威宁县通村公路建设工程 水泥混凝土路面断板和开裂的原因分析及处理方案 毕节市融达公路桥梁工程有限责任公司 威宁县通村公路建设工程项目经理部 二0一六年一月十二日
一、中水已完工的混凝土路面概况 我部承建的通村公路工程共计91条线，约721km；其中水泥混凝土路面公路72条，共计517km；已完工混凝土路面25条，共计137km,正在进行混凝土面层施工的8条，共计51km。 已完工的路线中，有部分路线出现不同程度的开裂及断板现象。以迤那镇迤那至果化为例，完工后出现3处断板和多处开裂现象。在发现问题后我部认真排查施工过程的每一个环节，找出导致断板和开裂的原因，在今后的施工过程中采取针对性措施防止断板和开裂现象，并对已经出现断板及开裂的路面提出有效处理方案。 二、可能导致混凝土路面出现断板和开裂的原因 （1）原材料不合格 水泥标号不够、集料中有害物质或含泥量超标或者集料级配不合理、混凝土配合比控制不当。 （2）施工工艺原因 水泥混凝土路面施工过程中工艺控制不当，搅拌时间不够、振捣不密实；在冷却、硬化过程中会因温度差增大混凝土的弯拉应力，导致开裂；施工中工序控制不当(如混凝土间断时未做施工缝处理、切缝不及时、在不利季节施工等)影响混凝土本身抗弯拉强度不足。
基层表面不平整和材料湿度不当。基层表面不平整造 成路面厚度不一致，增加了基层与面层之间的磨阻力，导 致路面薄弱处难以承受拉应力而开裂；基层材料过于干燥，吸收底部混凝土水分，从而降低混凝土抗弯拉强度。 （3）路基不均匀沉降 湿软路基处理不当、填挖交界处压实度不一致、桥涵 和构造物附近压实度不足、路段地质变化处路基处理不当，以上情况均会产生路基不均匀沉降。 （4）路面结构层设计不合理 在通村公路的设计过程中，未做勘查，也未做交通量 调查，路面结构层的设计通常都是根据经验套用标准结构，未作计算分析，导致部分路段的设计不能适用于实际。 （5）其他情况 路面排水不良，超载和超限车增多等原因。 三、我部施工的混凝土路面断板和开裂的原因分析 针对可能导致混凝土路面出现断板和开裂的各项原因，我部逐项排查核实，对拌和站材料进行抽检、查看施工日 志及材料（砼）的出入库时间、对断板开裂处进行钻芯取样。初步查明可能原因如下： （1）项目附近无好的岩层，岩石中的有害物质含量严 重超标，与水泥拌合后会产生不良反应，影响混凝土质量。
水泥混凝土路面板损坏原因的分析及其防治
水泥混凝土路面板损坏原因的分析及其防治 发表时间：2010-04-27T00:46:05.450Z 来源：《建筑科技与管理》2010年第3期供稿作者：陆军民，张文进 [导读] 目前，我国公路发展，特别是高等级公路发展迅猛，高等级路面舒适、平坦已日益为人们所注重。 陆军民，张文进（兴化市堑通路桥建设工程有限公司江苏兴化225700） 【摘要】由于公路具有机动、灵活、直达、迅速、适应性强、服务面广的特点，在社会主义现代化建设中发挥着巨大作用，并且具有良好发展前景。目前，我国公路发展，特别是高等级公路发展迅猛，高等级路面舒适、平坦已日益为人们所注重。但对于高等级水泥混凝土路面板，根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、沉陷、错台等。 【关键词】水泥混凝土路面；损坏原因；防治 【Abstract】As the road with a mobile, flexible, direct, rapid, strong adaptability and service a wide range of features, in the socialist modernization play a significant role, and has good prospects for development. At present, China's highway development, especially in the rapid development of high-grade highways, high-grade road comfort, the flat has been growing attention by the people. But for high-grade cement concrete pavement, according to China's high-grade highways have been built and opened in the use of situation, a considerable part of the damage, such as cracking, subsidence, wrong platform and so on. 【Key words】Cement concrete pavement; Damage causes; Prevention 1. 水泥混凝土路面板破坏的原因 1.1重交通荷载因素。随着国民经济和公路交通事业的发展，运输车辆中大型货运车辆的比重不断增加，且车辆超载的现象十分普遍。由于重交通＆汽车超载，造成了水泥混凝土路面早期损坏，使路面使用寿命大大缩短，路面使用性能衰减加快，同时加剧了其他路面损坏形式的程度，如地基空壳、接缝损坏、路面接缝唧泥等。汽车超载引起标准轴载换算系数明显增加，累计标准轴次显著增大，水泥混凝土路面结构的使用寿命大大缩短，造成路面结构的早期损坏。 1.2路基施工方面的原因。 1.2.1路基填筑使用了不适宜的材料。公路路基施工规范规定，在通常情况下，不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。如：沼泽土，泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质等材料；液限指数大于 50%，塑限指数大于 25%的材料；有机质含量大于 3%的材料；压实含水量和最佳含水量之差大于 2%的材料等等。但是，由于施工单位在路基填筑材料方面控制不严，使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方，以致影响路面直到路面混凝土板破坏。 1.2.2软基处理不当。在软土地段路基填筑前，应该首先探明地基承载力，然后采取合理的软基处理方案和施工工艺。软基处理方案一般有：混凝土回填土方、石方、或砂砾、袋装砂井，塑料排水板，土工布，土工格栅或以上两种方案组合等，但是施工时，往往由于采取软基处理方案或施工工艺不合理、施工时未认真按要求处理或处理不完善等给路基的稳定造成了隐患，形成路基的沉陷或滑移，最终影响路面混凝土板。 1.2.3路基土石方填筑方面问题(1)施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制，有时填料的松铺厚度达 60～80cm，这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值。(2)路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够，为达到路基有效宽度，施工单位往往没有按规范要求挖台阶分层填筑压实至路基要求宽度，而是将一些松散土倾倒在边坡上，用人工摊铺拍实，这样补上来的路基部分远未达到密实度要求，造成路基滑坡、层层冲刷。(3)路基填筑每层的填料未用平地机或其它平整机械进行整平或整平效果不好，使低凹地方达不到密实度要求且大量积水。(4)路基施工过程中没有按要求做成一定横坡度；路基施工临时排水系统未做或不畅通，从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量。(5)路基石方或土石混合料填筑时，石头块径过大，使填石路堤或填土石混合料路堤密实度达不到规范要求。由于以上施工方面的原因，对路基的稳定性造成一定影响，直到影响路面混凝土板。 1.2.4填挖交界处未按规范要求施工。当路堤在斜坡上或填挖交界处，或原有路堤上或路堤处在垂直路中线测得的坡度大于 1：5 的坡地时，应把原地面挖成台阶，台阶宽度应不小于 1m，用小型机具进行夯实，并向内侧倾斜 2%，且台阶上不能有积水，然后再分层填筑压实，这样，才能保证路堤的稳定和达到规定的密实度。而施工单位在施工时，遇到以上情况，在路堤填筑时，根本未将施工地段挖成台阶后分层填筑压实，以致影响了路堤填筑的质量，形成隐患给混凝土路面板造成破坏。 1.2.5构造物台背的回填不符合要求。目前，从建成通车的公路来看，构造物台背跳车是通病，然而最明显的是台背沉陷或错台，主要原因是台背回填质量差。台背回填要求每层松铺厚度不得大于 20 cm，密实度必须达到 95%，回填材料最大粒径不大于 5cm，且应具有良好的级配和透水性。然而，施工单位在进行台背回填时，松铺厚度未严格控制，回填材料没有认真地选取。压实仅用人工夯实，有时即使用小型机具进行压实，也只不过是形式，敷衍了事。台背回填尺寸未按规范要求开挖，使得回填材料无法压实达到规定的密实度。现在台背回填中最易被人忽视的是，开挖出的台背，虽说台背回填时中部填筑合乎要求，但边缘不是透水性填料，没有进行更换，所以路面渗入的水积存在台背，这样时间一长便影响了路基的稳定性，造成台背沉陷，以致路面板遭破坏。 1.3路面施工方面的原因 1.3.1路面基层施工质量不合要求。路面基层一般有底基层和面基层。底基层为级配砂砾集料，面基层为水泥稳定类集料。路面开始施工前要求路槽应清理干净，标高应严格控制，否则会影响基层的设计厚度。底基层集料细长及扁平的颗粒不得超过 20%，且不得含有粘土块、腐殖质等有害物质，集料必须有良好的级配，级配曲线应接近圆滑并居中。水泥稳定类集料面基层，在铺筑前，应将底基层面上的所有浮土、杂物全部清除，并严格地整形和压实。水泥稳定集料的级配要求良好，水泥质量要求稳定，水泥用量应严格按试验配合比加入。施工单位在施工时，往往容易忽视的是使用集料的级配不好，含有粘块及有害物质的材料来铺筑基层；路基、底基层、面基层的标高控制不严；水泥稳定集料含水量控制不准；水泥用量不足等，这样严重影响了基层的质量，直至路面板遭破坏。 1.3.2路面水泥混凝土板施工方面的问题。水泥混凝土面层施工，往往施工的厚度未达到设计要求，主要是基层施工标高控制不严所引起；粗集料不具有良好的级配，细长及扁平的颗粒含量太高；细集料和粗集料中含泥量过高，降低了混合料的粘结度；所用水泥质量不稳定或已过期；水泥混凝土在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重，这样势必影响混凝土板本身的质量，而造成损坏。 2. 水泥混凝土路面板破坏的防治 2.1路基施工方面。路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥混凝土板
水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究
水泥混凝土路面板底脱空检测技术研究 【摘要】一直以来，水泥混凝土路面板底脱空问题都是道路工程领域中备受人们关注的内容，其不仅严重破坏了道路结构的安全性，很容易引发安全事故，造成人员的伤亡，严重制约了我国道路建设的可持续发展。因此，笔者结合多年的工作经验，针对水泥混凝土路面板底脱空检测技术进行初步，结合某工程实例，重点介绍了落锤式弯沉仪与探地雷达的检测方法，并总结出一些自身看法。 【关键词】水泥混凝土；路面；板底脱空；检测技术 目前，水泥混凝土路面普遍存在板底脱空的现象，大大降低了水泥混凝土路面的强度，再加之长期的承载压力，路面积水的损坏，常常导致水泥混凝土路面板底发生断裂或裂缝等质量问题，极大的威胁了水泥混凝土路面的安全性，这一问题也逐渐受到了社会各级的高度关注。然而，随着各种检测技术和检测方法的出现，已经能够对水泥混凝土路面板底的脱空程度进行检测，并采取有效的预防性措施，尽可能的减少了水泥混凝土路面板底脱空问题的发生。因此，本文针对水泥混凝土路面板底脱空检测技术进行研究分析，得出以下相关结论，以供参考。 1.水泥混凝土路面板底脱空的原因 一般来说，水泥混凝土路面板底发生脱空的因素有很多，本文就结合某个水泥混凝土路面实例进行叙述，通过相关调查分析得知，水泥面产生了严重的破裂，并在距车道3-8mm处呈现纵向沉降的状态。因此，根据上述的病害特征，可以看出，导致水泥混凝土路面板出现脱空的主要原因有以下几方面： （1）在大部分的水泥混凝土路面板底脱空实例中，自然沉降是一种常见的脱空现。 （2）对于任何建筑物而言，产生质量危害的原因是与水有着很大的关系，水泥混凝土路面也是一样，在长期经受雨水的冲刷后，水体中的腐蚀物将会渗入到路基中，使基础地基土质逐渐软化，导致承载能力受到了极大的影响，最终造成水泥路面板底发生脱空。 （3）由于本地的气候环境因素，冰雪较多，这就给公路的交通运行造成了极大的不便，相关道路部门为了尽快消除冰雪，通常都会采用盐或者其他消融剂来融解冰雪，而本地的土质条件属于盐碱性，那么，在盐的作用下，水体的渗透力就会变大，再加之盐土在热胀冷缩之后，土地的粘连力也会逐渐降低，严重破坏了土体结构的稳定性。 （4）由于该路段是当地主要的物资道路，有很多大型集装车路过，这就加大了水泥混凝土路面的承载压力，并且，这条高速公路采用了以往传统的轴载设计，存在很多的不足和缺陷，已经远远无法在适应于现代道路设计的需求。