水泥混凝土常見病害分析

近十多年來，水泥混凝土路面建設發展迅猛，但工程質量并不盡人意，導致路面養護費用大大增加，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范及組成材料不合格的問題。

1.水泥混凝土路面病害的主要類型

1.1裂縫

1.1.1板角裂縫

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

1.1.2縱向開裂斷板

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

1.1.3沿縱向施工縫的破壞

  發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。

1.1.4網狀裂縫

  混凝土自身強度不夠而發生的網裂。

1.2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，引起錯臺發生并導致板出現裂縫。

1.3錯臺

  板底脫空較嚴重部位，接縫或裂縫兩側板面出現高差，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。錯臺的出現降低了路面行車的平穩性和舒 適性。

1.4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。

1.5拱起

  在春季和炎熱夏季，接縫處板塊出現突發性的向上隆起。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，板發生縱向失穩而出現拱起。拱起使路面平整度變差，而嚴重拱起會導致前后板塊斷裂。

1.6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。

1.7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。

1.8填封料損壞

  接縫填封料老化，同板邊緣脫開、缺損等現象。縱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。

1.9其它

  系由于水泥質量差或使用礦渣水泥、臟集料、水灰比偏大、高溫下施工水分蒸發快、施工過度抹面或施工結束遇雨、養 生不及時等原因引起板面表層內出現的病害。

2.水泥混凝土路面病害的原因分析

2.1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[a]。

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[b]。

2.2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?；纤淖饔檬鞘顾嗨夂退?，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，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，在業主、監理監督不力的情況下，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％[c]。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。

2.3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為疏松，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。

2.4氣候影響

  水泥混凝土路面相對于結構混凝土的蒸發表面積要成倍的增 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。

2.5施工工藝和安排等原因

2.5.1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，形成區域性開裂。

3)混凝土拌和時，如果水泥或集料溫度過高，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，易形成薄弱環節而開裂。

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)早期養護不及時或養護方式不當，不能及時補充或阻止水分的蒸發，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[d]。

2.5.2施工安排不當

1)施工車輛過早通行。由于受到地理環境的限 制或混凝土養 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，路基沉降未穩定前，過早鋪筑水泥混凝土路面，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。

2.6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.