水泥混凝土路面破坏类型及其原因的探讨
水泥混凝土路面破坏的原因及防治
水泥混凝土路面破坏的原因及防治导致水泥混凝土路面破坏的原因很多，通常有路基不均匀沉陷、汽车严重超载，路面基层不合格、水泥混凝土本身质量问题、施工过程中水泥混凝土收缩开裂等，其中路基不稳定、不均匀沉降造成的断板及沉陷破坏占多数。
1.1路基施工方面的原因1.1.1软基处理不当在软土路段应该首先探明地基承载力，然后采取合理的软基处理方案。
软基处理方案一般有:回填土石方或砂砾、袋装砂井、塑料排水板、土工布、土工格珊或以上两种方案的组合等,在施工时，往往由于采取的软基处理方案或施工工艺不合理以及施工时未认真按要求处理等，给路基的稳定造成了隐患，使成形的路基沉陷或滑移，最终影响路面混凝土板。
1.1.2路基土石方填筑方面的问题(1)施工单位未严格按规范要求的松铺厚度控制，有时一层填料的松铺厚度达到60-80厘米，这样路基填方的压实度很难达到规范要求。
(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，而是将一些松散的土倾倒在边坡上，用人工拍实，这样补上来的路基部分远未达到密实度的要求，造成路基滑坡或沉降。
(3)路基填筑每层的填料未用平地机或其他整平机械进行整平或整平效果不好，使低凹的地方碾压达不到密实度要求。
(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或不畅通，使大量的积水渗入路基、严重影响路基质量。
(5)路基石方或土石方混合料填筑时，石头快大，路堤碾压密实度达不到规范的要求。
1.1.3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，或在垂直路中线测得的坡度大于1:5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，而施工单位遇到以上情况时，并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。
1.1.4构造物台背的回填不符合要求。
水泥砼路面板破坏的原因及其防治
水泥砼路面板破坏的原因及其防治水泥砼路面是公路交通建设中使用最广泛的路面类型之一。
尽管其具有耐久性、承载能力强等优点，但在使用过程中还是经常出现裂缝、脱落、沉降等破坏现象，这些问题都需要重视并及时解决，以保证道路的安全性、舒适性和使用寿命。
本文将从水泥砼路面的破坏原因及其防治出发，对其进行详细探讨。
一、水泥砼路面板破坏的原因1. 基层质量不良水泥砼路面的基层采用碎石、砂石等强度较低的材料，如果在施工时没有严格控制基层强度和平整度，会导致基层的沉降和变形，从而影响路面的承载能力和平整度。
2. 砼料配合不当水泥砼路面的质量很大程度上取决于砼料的质量和配合比的合理性。
如果采用劣质砼料，或者配合比不合理，会增加路面的龟裂、脱层等破坏的可能性，也会影响路面的寿命。
3. 施工质量不良水泥砼路面的施工涉及到多个环节，如基础处理、混凝土浇筑、压实等，如果任何环节的施工质量不良，都会对路面的质量和使用寿命产生不良影响。
例如浇筑不均匀、露筋、浇筑搅拌不均匀等问题，容易导致龟裂和网裂等破坏。
4. 动态荷载过大水泥砼路面在使用过程中会受到车辆的动态荷载，如果车流量大、车速高、车辆重量大，则会超出路面承载能力，引起路面破坏。
另外，大型机械施工等也会对路面产生很大的荷载，同样需要引起重视。
二、水泥砼路面板破坏的防治1. 严格控制施工质量水泥砼路面的施工过程中，必须严格把关，施工技术和监理必须到位。
需要对基层进行充分处理、混凝土拌合比进行科学设计，施工过程中要确保浇筑均匀、压实合适，以及进行及时养护。
这些措施能够大大降低破坏风险。
2. 提高路面厚度为了提高水泥砼路面的承载能力及其抗裂性能，可以采用增加路面厚度、设置加筋等措施。
这些措施有助于提高路面的稳定性和承载能力，减少因荷载而引起的破坏风险。
3. 增加基层强度为了防止水泥砼路面的垮塌、变形等破坏现象，需要在施工基础处理和基础加固时充分考虑基层的强度和稳定性。
可以采用各种强度高的材料，如水泥、钢筋等进行加固，增加基层强度和稳定性，从而大大减少破坏风险。
水泥混凝土路面的损坏特征与初期损坏的机制
三、基层的施工质量较差
• 1)基层的标高控制不好;造成混凝土面层的厚度厚薄不一，过薄或厚 薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力的作 用而产生裂缝、断板。 • 2)基层平整度差;这会增加基层与混凝土面层的摩阻力，容易造成在 薄喷溅出稀 泥浆的现象。
水泥混凝土路面的损坏特征与初期损坏的机制
水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的 作用下可能出现的破坏类型：
• • • • • 1、断裂 2、唧泥 3、错台 4、拱起 5、接缝挤碎
一、断裂：路面板内应力超过混凝土强度时会出现纵 向、横向、斜向或者角隅断裂裂缝。
纵向裂纹
横向裂纹
原因：一、原材料不合格
• 原因：在轮的重复作用下，板边缘或者角隅下的基层由于塑性变形 累积而同混凝土面板脱离，或者基层的细颗粒在水的作用下强度降 低，当水分沿缝隙下渗而积聚在脱空区内或者细颗粒土中，在车辆
荷载作用下积水形成水压，使水和细颗粒土形成的泥浆而从缝隙中
喷溅出来。唧泥的出现会使路面板边缘部分逐渐形成脱空区，随着
四、拱起：混凝土路面在热胀受阻时，横缝两侧的 数块板突然出现上拱的屈曲失稳现象，并伴随出现 板块的横向断裂。
• 原因：1)在灌缝时石渣掉入缝内或灌缝前缝 内石渣未清净造成胀缝无法伸长而 拱起。
• 2)施工中传力杆及套管的安装位置不正确，传力杆放置时未用支架固定或固定
支架 不牢固，胀缝处相邻板块分两次浇注时两侧未同时固定传力杆，先施工 一侧因机械振捣造成杆端或套管端下降，后浇的一侧因不断被碰撞虽经调整仍 然难以保证传力杆垂直于胀缝平面，当胀缝变形时传力杆阻碍了混凝土伸长， 并形成了 对混凝土的撬应力造成拱起。
• （2）先施工水泥混凝土路面板块边缘在养护龄期不足时为了赶工期， 在
水泥混凝土路面的破坏形式及原因
水泥混凝土路面的破 坏形式及原因
水泥混凝土路面的破坏形式及原因
裂缝类 变形类
横向、纵向、斜向、交叉裂缝等 沉陷、胀起等
接缝损坏类 接缝破裂、错台、唧泥、拱起等
表面损坏类 网裂、起皮、露骨、磨光、坑槽等
一.接缝破坏
1.挤碎—在接缝（主要是胀缝）附近的板因受挤压而碎裂。
原因：胀缝内的滑动传力杆排列不正或不能正常滑动，缝 隙内有混凝土搭连或落入坚硬的杂屑等，使路面板的伸胀 受阻，在接缝处边缘部分产生较高的挤压应力二剪裂承碎 块。
2.拱起
混凝土路面板在热膨胀受阻时，接缝两侧的板突然向上 拱起。
❖原因：主要是板收缩时接缝缝隙张开，填缝料失效 ，硬物嵌满缝隙，致使板受热膨胀时产生较大的热压 应力，从而出现这种纵向屈曲失稳现象。 ❖ 采用膨胀性较大的石 料（如硅质岩石等） 作粗集料，容易引起 板块拱起。
3.错台
❖ —接缝或裂缝两侧路面板端部出现的竖向相对位移。 ❖ 原因：横缝处传荷能力不足；胀缝下部填缝板与上部缝槽未能
❖原因：板太薄或轮载过重和作用次数过多，板的平面尺寸太大( 引起较大的温度翘曲应力)，地基过量塑形变形使板底脱空失去 支承，施工养生期间收缩应力过大或混凝土使用材料不佳，未达 到设计要求等。
三.表面破损
包括起皮、磨损、露骨、磨光等。
起皮
磨损
露骨
而混凝土板脱离接触，水分沿缝隙下渗而积聚在脱空的 间隙中，又在轮载作用下积水变成有压水，并同基层中 浸湿的细料混搅成泥浆，再沿缝隙喷溅出来。
水泥路面破坏的原因及其防治
水泥路面破坏的原因及其防治摘要水泥混凝土路面因其整体性能好、强度高、使用寿命长、维护费用低等优点,在公路和城市道路建设中广泛采用。
水泥混凝土路面存在一些缺点和不足主要的是路面普遍存在裂缝和断板问题。
混凝土板一旦产生断板,其它病害就会伴随着发生,如水泥、错台、脱空、裂缝破碎、拱起、裂缝延长、跳车等破坏。
对水泥混凝土路面产生破坏的主要原因做分析,然后就防治措施做相应的探讨和阐述。
关键词水泥混凝土路面;病害;防治措施1水泥混凝土路面的破坏及分析1)裂缝。
混凝土路面板的裂缝是由混凝土板的收缩和翘曲引起的,环境条件(温度、湿度和风速等)的不一,造成混凝土板上下失水快慢不一,温度降低引起收缩,混凝土板上下温差产生翘曲等,这些变形的组合在混凝土板与基层间的摩阻力、粘结力以及板周边约束下,使混凝土板内产生拉和弯拉应力,这种力超过混凝土板的极限抗拉强度时,即发生裂缝。
有资料表明,由温差引起的应力,当混凝土弹性模量Er=2.5×104MPa,温差达到30℃时,板中的温度应力能达到 5.9MPa,而一般混凝土的抗拉强度仅为 4.3～5.0MPa,所以,当温差达到30℃时,裂缝就难以避免。
基层是路面的基础,其强度好坏直接影响混凝土面层的质量。
面层要求基层平整、密实、强度一致、稳定性好。
但在实际施工中往往由于基层的质量达不到要求造成混凝土面层厚薄不均、收缩时容易在薄弱地方产生裂缝。
切缝的时间应在混凝土强度达到设计强度的25～30%时进行,时间过早易松动集料颗粒,缝边不齐,强度降低;时间过晚,混凝土由于温度下降和水份蒸发因板块长度受阻,产生裂缝。
由于混凝土的早期强度受温度、湿度影响较大,具体的切缝时间应根据当时的气候、养护温度等确定。
混凝土终凝成型后,随着外界温度增高(尤其是高温季节)水份蒸发快,如果没有及时覆盖并充分洒水养护,混凝土失水过快,内部和表面的温差过大,则容易产生干缩裂缝。
2)断板。
所谓刚性路面断板,是指水泥混凝土板产生横向或纵向贯通裂缝,使板块整体断裂的现象。
水泥混凝土路面病害产生原因及机理
水泥混凝土路面产生病害原因及机理水泥混凝土路面结构在车辆荷载和外部环境的作用下,路面使用性能逐渐下降，以至于产生各种各种类型的破损现象.水泥混凝土路面的破坏形式及分类方法很多,本报告综合考虑路面病害的成因、表观形态、对路面使用性能的影响等，将水泥混凝土路面病害分为裂缝类、接缝类、变形类和表面破损等4大类，14种类型,见表1。
一、裂缝类破坏（1)贯穿裂缝贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝，包括横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝等.路面板产生贯穿裂缝的原因很多，可归纳为如下几类：①温缩裂缝温度梯度是水泥混凝土路面板产生非荷载裂缝的主要原因之一。
混凝土板在昼夜温差周期性变化中,路面板混凝土随温度变化而出现体积变化，路面板热胀冷缩，同时,因板顶面与底面之间的温度梯度作用而出现翘曲变形,且受面板与基层之间的摩阻作用限制，板内会产生弯拉应力,当应力超过混凝土的极限弯拉强度后，路面板会被拉裂。
对于路面板混凝土强度尚未完全形成的初期，温度骤变更容易引起这种裂缝.②干缩裂缝水泥混凝土具有湿胀干缩的变形特性。
混凝土在水中硬化时，将会产生微量的体积膨胀，而在空气中硬化时，由于混凝土中水分的蒸发，其凝胶体发生收缩,这就是干缩.当自由干收缩受到限制时，路面板内部就会产生收缩裂缝，从而引起干缩裂缝的产生。
空气相对湿度是影响干缩裂缝的重要原因.混凝土收缩随空气相对湿度的增加而减小,直至相对湿度为100%时表现为湿胀。
空气相对湿度越低，对混凝土收缩的影响越大.水泥混凝土路面初期收缩裂缝中，湿度变化引起的干缩裂缝占有一定比例.③基层状况的影响水泥混凝土路面结构基层采用的主要类型为水泥碎（砂）石稳定基层，在温度应力以及其他因素的影响下,浇筑后的路面基层在一定范围内可能产生裂缝,若不及时进行处理，将会反射到面层，使面板产生断裂或裂缝等病害。
④材料品质的影响水泥安定性不良将使路面板产生裂缝；水及砂石中有害杂质含量高,则对混凝土的腐蚀性较大,路面板产生破坏；此外，砂石中的活性材料能够与水泥中的碱产生化学反应，从而破坏混凝土结构。
水泥混凝土路面损坏机理及预防控制
水泥混凝土路面损坏机理及预防控制水泥混凝土路面是道路交通工程中常见的路面结构形式。
由于其制作过程简单，且成本较低，因此在公路、城市道路等建设中应用广泛。
但是，长期使用会导致其损坏，影响车辆行驶和行人通行，给交通运输带来不便。
本文将从损坏机理、影响因素、预防控制等角度探讨水泥混凝土路面损坏的原因及措施。
一、水泥混凝土路面的损坏机理1.开裂水泥混凝土路面易因多种原因而开裂，这些原因可以是车辆行驶引起的动荷载、温度变化引起的温度应力、路基底土的液化沉降等。
近年来，路面开裂问题显著增加，主要原因是交通量的增加和质量的改善，而这会导致更高的路面应力和疲劳破坏。
2.冲刷水泥混凝土路面在雨季或涝灾时易受水流冲刷，这是由于雨水将路面胶结力降低或土质冲刷而导致的。
当雨水浸淫到路面表面并渗透到路面下方时，下部的基础将受到破坏。
与此同时，极端情况下，道路表面的材料也可以因水的流动而移动，被冲刷而去。
3.变形同时，因路面胶结力差或设计不合理，水泥混凝土路面在使用过程中还会出现不同程度的、或表面或深层的变形。
这导致了路面缩短、延长甚至扭曲。
路面的变形对车辆行驶会产生不良影响，尤其是高速公路等道路，更加容易出现事故。
二、影响水泥混凝土路面损坏的因素1.设计因素水泥混凝土路面的设计因素主要包括路面厚度、路面施工、路基土质条件、交通量和车辆轴重等。
如果设计不合理，那么路面的使用寿命就会缩短。
对于高速公路的设计，应该以车辆荷载为主，保证路面的承载能力，同时考虑诸如排水、抗疲劳以及耐久性等要素。
2.材料因素材料的选择和质量直接关系到路面的使用寿命。
建议选择具有高胶结力的材料和改进的混凝土工艺降低开裂和渗漏风险。
另外，材料和建筑施工的质量问题可能导致损坏。
如果混凝土制作不当或施工不当，路面可能会开裂，表面可能会龟裂，最终导致路面不平，进一步影响行车。
3.气候因素温度、降雨、冰雪等气候也会影响水泥混凝土路面的损坏程度。
当气温变化较大，路面因材料膨胀或收缩而产生应力。
几类水泥混凝土路面破损病害的原因
几类水泥混凝土路面破损病害的原因水泥混凝土路面破损产生的原因综述：1、交通量明显增大，重型交通车辆增多，超载现象极为严重；2、混凝土原材料和施工质量存在一定的问题；3、路面因混凝土早期收缩及混凝土徐变产生的裂缝而导致结构破损；4、唧泥现象产生后，使混凝土板脱空而导致破损；5、超设计交通量，使混凝土板产生疲劳断裂及各种因素导致的断裂。
下面详述几种主要病害：1、混凝土路面断板、孔洞以及脱空1.1 断板早期断板产生的原因，一是昼夜很大的温差,造成板块中间的应力过大,来不及释放,超过板自身的承受能力,使板断裂；二是板块的基础不均匀沉降，使板脱空，产生过大应力而断裂。
另外还有施工方面的原因，如施工停顿时间过长，产生冷缝但未按工作缝进行处理；切缝太迟，缝深不足，使面板在较薄处形成应力集中，产生收缩断裂等。
1.2 孔洞混凝土路面板表面呈现破损和孔洞,磨耗层局部脱落等现象，其原因一是施工质量差，或混凝土料中夹带朽木，纸张和泥块等杂物；二是特种车辆、机械在路面上行走时，金属硬轮等撞击、摩擦路面而形成破损。
1.3 脱空一般情况下，水泥混凝土路面经车辆行驶3-4年后，由于各种原因，会出现一批断板，此时要对原有的混凝土路面及时地进行一次大修，将已经产生的断板立即更换，否则，大量的水分渗入到基层上，再加上超载车辆或大型车辆的数量增多，将会造成断板的速度成倍的增长。
水从水泥混凝土路面接缝处和断板处以及路肩等处渗入到基层顶面，在车辆的动荷载作用下，从板缝处唧出泥浆，将早期强度不高的基层中的细料一同带出，周而复始，形成板块脱空，脱空后的板块缺少支撑和基层对面板的约束，受荷载的作用形成断板，断板的出现又加速了路面渗水，反复循环，使断板数迅速增加。
2、接缝的破损接缝是水泥混凝土板块的薄弱部位，一旦填缝材料老化损坏，冬季水泥混凝土板块收缩，填缝料与板块之间被拉开形成空隙，雨雪水渗入路基，造成板块唧泥。
此外，坚硬的石子落入缝内，夏天板块受热膨胀，石子易将板块边挤碎，同时失去伸缩功能。
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水泥混凝土路面破坏类型及其原因的探讨贺立军1 周国政2(1.中国地质大学,武汉,430074;2.贵州省煤田地质局142地质队,六盘水553400)¹摘 要 水泥混凝土路面的破坏类型有多种,其中裂缝、变形、接缝、表面层等四类破坏是最常见的破坏类型。
本文在总结分析这四类破坏类型的基础上,对其产生的主要原因进行了深入的探讨。
关键词 水泥混凝土路面 破坏 裂缝 变形中图分类号:X947 文献标识码:A 文章编号:1671-1556(2002)03-0020-041 前 言高等级公路在国民经济的发展中起着重要的作用。
由于国情的因素,在我国已建成的高等级公路中约有20%的路面是水泥混凝土路面。
水泥混凝土路面也叫刚性路面。
水泥混凝土路面具有强度高,整体稳定性好,使用寿命长,抗腐蚀,维修养护费用少等许多优点,是适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面。
但是,从目前高等级公路的使用情况来看:水泥混凝土路面的破坏较为严重,严重影响了公路的使用性能。
其主要的破坏类型有:裂缝(断裂)类、变形类、接缝损坏类、表面层类。
本文就这几种破坏类型进行分析探讨。
2 破坏类型及其原因2.1 裂缝(断裂)类裂缝类包括龟裂;纵向裂缝;横向裂缝;角偶裂缝;交叉裂缝和反射裂缝。
这些裂缝进一步发展,宽度和深度进一步加大,形成断裂。
这是水泥混凝土路面常见的破坏类型之一。
2.1.1 龟裂龟裂是指混凝土路面表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝。
龟裂裂缝很浅,一般在初凝期间出现。
混凝土的干缩性越大,龟裂就越严重。
产生龟裂的原因有:¹混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在高温或大风的天气里,表面水分蒸发比水泥水化泌水速度快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种收缩应力而导致开裂。
º混凝土在拌制时水灰比过大,模板垫层过于干燥,吸水大。
»混凝土中采用了吸水率较大或弹性模量较小的骨料。
¼混凝土配合比不合理,水泥用量过大,或砂率过大。
2.1.2 纵向裂缝纵向裂缝是沿着路线方向出现的裂缝。
这种裂缝一般是沿板厚全深度的裂缝。
产生纵向裂缝的原因有:¹地基和路基不均匀固结沉陷。
地基和路基压实度差或碾压层过厚,地基和路基发生横向的不均匀固结形变并继续压实,导致路面板横向脱空,在反复的行车荷载作用下,产生纵向裂缝(断裂)。
º基层材料不稳定,在水和温度循环作用下,产生膨胀,导致各种形式的开裂,纵向裂缝是其中的一种可能的发生形式。
»混凝土板的厚度与强度不足而产生的裂缝。
2.1.3 横向裂缝横向裂缝主要是沿混凝土路面板横向贯穿的裂缝。
裂缝出现的原因有:¹凝土浇筑期间昼夜温差大、养护和切缝不及时。
当白天新浇筑的混凝土路面还未达到覆盖养生的程度,昼夜温差使混凝土板产生翘曲应力,此时如果缩缝尚未切开,混凝土板的自由伸缩受到限制,向上和向下翘曲所产生的第9卷 第3期2002年 9月安全与环境工程Safety and Environmental En gineeringVol.9 No.3S ep. 2002¹收稿日期:2002-01-10作者简介:贺立军,1976年生,男,现为中国地质大学(武汉)在读工程硕士,主要研究方向为环境与岩土工程。
反复拉应力便将混凝土板在缩缝附近拉断,形成横向断缝。
温度不均匀分布时,面层板的翘曲变形和应力如图1所示。
图1 温度不均匀产生的变形与压力F ig 1 Dist or tio n a nd pr essur e due t o asy mmetr ytemper atureP —板自重;q —地基反力;R t (Ⅰ)—翘曲应力;R t (Ⅱ)—内应力对于长而宽的面板,根据Westerg aard 计算公式,板顶面的拉应力为: R 0=E A1$T 2(1-L )(2-1)对于宽度一定而很长的面板,根据Bradbur y 计算公式,板中点x ,y 方向的翘曲应力:R tx =E A t $T 2(C x +L C y1-L 2)R ty =E A t $T 2(C y +L C x1-L2)(2-2)板边缘中点x ,y 方向的翘曲应力: R tx 或R ty ==E A t $T2C x (或C y )(2-3)式中:E ——混凝土的弹性模量;A t ——混凝土的热膨胀系数;$T ——混凝土板顶面与板底面温度差;L ——泊松比;C x ,C y ——x ,y 方向上翘曲应力系数。
º混凝土拌制时配合比失控和设计强度标号不够。
»混凝土面板的横缝或胀缝间距过大。
横缝或胀缝间距大,单块混凝土面板的面积相应就大;当温度降低,板块收缩时,面板与基层间的摩阻应力就可能比混凝土的抗拉强度大,从而使面板产生横向裂缝或拉断裂。
2.1.4 角隅断裂角隅断裂主要是指混凝土路面边角破损或缺角断裂,剥落面呈垂直并贯穿于整个板厚。
角隅断裂产生的原因有:¹在混凝土板浇捣时,在模板四角周边漏振或振捣不实。
º混凝土路面的基层强度和稳定性没有达到设计要求,在外荷载作用下变形过大。
»过早地拆除路面模板,角隅受损伤。
¼开放交通过早,强度未达到设计标号。
½昼夜温差过大,在板角处产生较大的翘曲应力。
2.1.5 交叉裂缝交叉裂缝出现的原因有:¹施工中,混凝土配和比不合理,水灰比过大,或砂率过大,造成水泥混凝土强度不够,特别是混凝土抗折强度偏低。
º基层和路基的强度与水稳定性差,受水侵蚀而发生不均匀沉陷,在荷载作用下,混凝土板块出现交叉裂缝。
»水泥的水化反应和碱骨料反应。
水泥的水化反应使混凝土在初凝时形成大量的微裂缝;而碱骨料反应就是水泥中的碱性氧化物物质(氧化钠和氧化钾)与集料中的二氧化硅发生化学反应,生成碱—硅酸凝胶,其吸水后会发生很大的体积膨胀,从而使混凝土产生膨胀破裂而破坏。
2.1.6 反射裂缝水泥混凝土面层虽然整体强度高,刚性大,但抗形变能力小。
由于基层与混凝土板间的摩阻力作用,混凝土板不能自由伸缩;随路基或基层的开裂与不均匀的沉降,混凝土面板要产生反射裂缝,发生断裂。
这种情况出现的原因主要有:¹路基或基层的施工质量不好。
º混凝土板的厚度不够。
2.2 变形类这一类破坏是混凝土路面的形状发生较大的变形,而其结构的整体性却完好。
地基和路基局部浸水松软,强度降低,造成路面下沉;经历低温气候条件时冻结膨胀,造成路面隆起。
其出现的原因主要是施工质量不好。
包括有:¹地基、路基和基层的压实度不好。
º路基和基层的含水量过高。
»基层与路基材料中的细颗粒含量或地基中膨胀土含量高。
¼附近的地下水位高。
2.3 接缝损坏类接缝损坏类是指混凝土接缝及其邻近范围出现的局部破坏。
这也是水泥混凝土路面常见的破坏类型之一。
其包括唧泥和错台及拱起和接缝碎裂。
2.3.1 唧泥和错台雨水或雪水通过裂缝或接缝进入混凝土路面下的基层上,在反复的行车荷载作用下,不断地冲刷裂缝或接缝两侧的基层表面层,冲刷下来的基层细粒料又从裂缝或接缝被挤到混凝土路面而形成唧泥。
唧泥造成混凝土面板下脱空,在面板自重和行・21・第3期贺立军等:水泥混凝土路面破坏类型及其原因的探讨车荷载作用下,面板断裂。
与此同时,在唧泥发生和发展过程中,接缝或裂缝两侧的基层顶面被冲刷下来的细粒料,又被快速行驶的载重汽车通过时所产生的高压水流冲积到驶近的脱空面板下,使接缝或裂缝两侧板面出现高程差,即产生错台。
造成唧泥和错台的主要原因有:¹填封料失效或损失,水易进入基层。
º基层材料中的细颗粒含量过高。
»基层的施工质量不好(拌和不均匀、压失度不够、含水量偏高等)。
¼地基的压实或施工质量不好。
2.3.2 拱起与接缝碎裂温度升高,混凝土面板膨胀;当混凝土面板膨胀受阻不能发生形变时,在接缝附近要发生破坏。
混凝土面板在温度升高时产生的压应力,板中点x,y方向的温度应力: R tx=E A t$T2(D x+L D y1-L2)R ty=E A t$T2(D y+L D x1-L2)(2-4)板边缘中点x,y方向的温度应力: R tx或R ty==E A t$T2D x(或D y)(2-5)式中:E——混凝土的弹性模量;A t——混凝土的热膨胀系数;$T——混凝土板顶面与板底面温度差;L——泊松比;D x,D y——x,y方向上的温度应力系数,其随C x,C y的增大而增大。
其形成的主要原因有:¹填缝料失效或损失,接缝里落入碎石或较硬的杂物,使混凝土面板在温度上升时的膨胀受到限制,而造成接缝两侧的混凝土面板拱起或被挤碎。
º接缝处混凝土浇注质量差。
»传荷实施设计或施工不当。
2.4 表面类破坏表面层类破坏也是水泥混凝土路面常见的破坏类型之一。
它包括板面起皮、剥落;麻面、露骨;松散。
2.4.1 起皮、剥落起皮是水泥混凝土面板表层的上下脱开;剥落是在距接缝和板角一定范围内不垂直贯通板的破裂现象。
起皮的主要原因有:¹混凝土在拌制时水灰比过大而造成强度不足。
水灰比(W/C)与强度的关系如图2所示。
º混凝土施工时表面砂浆有泌水提浆现象。
图2 混凝土的水灰比与抗压强度的关系F ig2 R elat ionship betw een W/C and str ength o f t heco ncr ete而剥落的主要原因有:¹水泥的标号低或水泥用量少而造成水泥混凝土的强度低。
º施工结束时混凝表面撒水过多。
2.4.2 麻面、露骨表面结合料磨失,成片或成段地出现过度的粗糙称麻面;而露骨是混凝土保护层脱落形成骨料裸露的现象。
造成麻面的主要原因有:¹混凝土施工时遭遇大雨。
º混凝土施工结束后进行养护时,撒水过多,水流过急,冲击混凝土表面。
而露骨的主要原因有:¹混凝土表面灰浆不足。
º泌水提浆造成面板表面层强度不足。
2.4.3 松散结合料不足或失效,成片或成段地出现过度的粗糙或砂石材料分离称松散。
产生松散的主要原因有:¹集料砂石中含泥量过大。
º水泥质量差或用量少,混凝土强度不足。
3 小 结由于在设计、施工、养护和使用过程中或多或少地存在着这样与那样的不足,特别是超载车越来越多,高等级公路水泥混凝土路面不可避免地会遭到破坏。
当水泥混凝土路面遭到破坏后,修补起来既不方便,也不经济。
从目前来看,对水泥混凝土面板碎裂的修补工艺常用的是换板,而且是换整块面板,费用很大。
了解水泥混凝土路面破坏的类型及其原因,在以后新建或扩建类似路面时可以有针对性地采取预防措施,减少路面的破坏,提高路面工作性能,延长路面的使用寿命具有重要的意义。