水泥混凝土路面破坏原因、防治及处理措施
摘要：本文对水泥混凝土路面破坏的原因进行分析，提出一些防治及处理措施。
关键词：水泥混凝土路面,破坏,原因,防治
一、概述
水泥混凝土路面由于它具有强度高，耐久性好、整体性好、水稳性好、养护费用少、利于夜间行车、能适应重载、通行能力大等优点，在我国大部分城市道路、工矿道路、停车场和机场跑道广泛采用。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。但对于高等级水泥砼路面板，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。
二、水泥砼路面板破坏的原因
1、路基施工方面的原因
(1)路基填筑使用了不适宜的材料
(2)软基处理不当
(3)路基土石方填筑方面的问题
施工过程中,①施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制。②路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够；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的要求。
(4)填切交界处未按规范要求施工
(5)构造物台背的回填不符合要求
2、路面施工方面的原因
(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。
(2)路面水泥砼板施工方面的问题
水泥砼面层施工，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；水泥砼在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重，这样；势必影响砼板本身的质量，而造成损坏。
(3)水泥砼路面结构层防水或排水未进行有效的处理
往往路面板遭到破坏，人们想到的总是路基、路面基层施工质量或台背回填质量或水泥砼板本身的浇筑质量等，而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。目前，虽说对砼板的缩缝、胀缝、施工缝（纵向和横向)采取了特制的材料对水进行封锁，使水从路面排走，但效果仍然不佳。据了解，路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水渗入路基，从而影响路基的稳定而造成的。
(4)环境因素
水泥混凝土浇筑时，温度、湿度、风速对混凝土板的收缩有着直接的影响。由于天气突然变化，刮起大风，水析出速度过快，拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断板。昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。
(5)切缝时间
切缝的目的就是要缩短混凝土板块长度以减少内应力，实现人为的有规则断裂。切缝不及时很容易产生断裂。切缝深度不够也能产生断板。
(6)养生问题
养生不及时或养护方法不当时，会出现混凝土初期干缩裂缝。
(7)过早开放交通
在混凝土尚未达到设计强度之前，还承受不了外界荷载的作用，当这一作用超过了荷载的临界状态时，裂缝就产生了。
有害杂质与砼产生反应生成易溶于水的物质，使砼被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。
三、断板形状及常见裂缝方式
1、断板形状：(1)较直断缝；(2)斜度较小断缝；(3)角隅处断缝；(4)斜度较大断缝。前三种情况较多，第四种情况较少见。（如图1)
2、常见的裂缝方式
(1)板中部横向裂缝
(2)胀缝边缘裂缝
这种形式裂缝通常出现在胀缝两边约50cm范围内。
这种形式裂缝对路面危害多数表明胀缝与裂缝狭长，混凝土逐渐凸起、掉块，形成坑槽。
(3)网状裂缝
此种裂缝出现较少，但危害面积较大，处理也比较困难，严重时可造成大面积返修。病害初期是在板面出现，许多微小裂纹，进而逐渐发展并贯通，使板面形成网状破坏。
(4)板中部纵向裂缝
裂缝随时间推移逐渐变宽，以裂缝为折角凸起或下凹并伴有侧向滑移。
四、降低水泥砼路面断板率的技术措施
1、严把水泥混凝土路面的设计关
应认真及时地组织设计人员和有关专家，对水泥混凝土路面的实际理论及规范要求，进行深入细致地研究和讨论，根据当地的地理位置、环境、地形、沿线工程地质和水文地质，特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况，提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求，以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统，提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求。
2、严把工程质量施工关
（1)严格控制混合料组成配合比，使施工配合比与设计配合比相符合。
（2)施工中严格把住材料关，是保证混凝土质量的前提。
（3)在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。
（4)在混凝土浇筑过程中，要始终保持施工作业的连续性，一旦出现间断作业，必须设置一道施工缝，并布置传力杆，以防止因不设施工缝而出现断板的现象。
（5)施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。当水泥达到终凝后，水泥混凝土即告凝固成型，这是水泥混凝土体收缩变形也在不断进行，并产生了较大的拉应力，当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于这个成型凝固产生的收缩拉应力时，在混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生断板。而如果能够及时准确地切缝，就能引导混凝土面板凝固收缩力在切缝处规则拉断面板，从而避免在其他位置产生断板。
（6)在基层施工中，使基层表面平整，也是预防混凝土路面断板的一个措施。当基层表面凹凸不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区，这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就最容易形成断板；另一方面，当基层标高低时，浇筑的混凝土面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会在面板相对比较薄的部分产生不规则裂缝，因此把基层的标高控制准确，表面平整光华是预防断板的一个措施。
（7)在施工中尽量避免产生较大的温差效应。温差效应过大或突变，容易造成混凝土面板强度形成的不同步。当气温高时，上部强度的形成比下部要慢。在这样的情况下，面板强度的形成不同步，容易出现翘曲变形，一旦有不规则裂缝发生就会使强度较低部位拉断开裂，形成不规则断板，所以在施工中要注意尽量避免在温差大天气或大风天气施工，或者当混凝土浇筑完毕后立即采用遮阳、洒水、喷洒养护剂等措施，使混凝土体的表面始终保持潮湿，确保昼夜温差不至太大，以预防面板断裂。
（8)正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝，是预防断板的有力措施。纵坡变化处、平曲线及构造物结合部都是应力应变集中的位置，在此处设置胀缝，是减少或释放应力应变的最佳方案，它可以大大降低在此处的断板率。
（9)正确安装传力杆可以防止断板。传力杆的安装必须遵照规范要求，按设计进行，使传力杆与道路中心线及路面平行。如果传力杆安装偏斜，则在传力过程中会将混凝土顶破，从而形成裂缝而断板。
（10)在混凝土面板底面与基层顶面间设置滑动层，减少面板与基层间的摩阻力，这样可以防止面板被拉断。当基层表面与混凝土面板地面的摩阻力过大，混凝土面板受多和膨胀不宜自由活动时，就使板内的拉应力增加，此时基层的裂缝也极容易反射到混凝土面板上而形成断板。滑动层设置形式一般有：（1在基层上洒沥青透层油；（2设0.6厘米厚的砂子（或沥青砂)滑动层；（3用塑料薄膜设置滑动层。以上方法也可以组合使用。
（11)严格控制开放交通的时间，加强养生和养护。水泥混凝土路面浇筑完毕后必须达到设计强度后方可开放交通，并对其及时进行养生、洒水、清扫，确保混凝土路面湿润、整洁，防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板。
（12)混凝土面板要在切缝处理埋置接缝板，并在接缝板位置上在切缝，这是预防混凝土早期断板的有效措施。接缝板的高度是混凝土板厚2/3，并应在基层顶面放置，这样就在此形成了最薄弱条件，当混凝土面板产生拉应力时，裂缝就在此处产生，从而避免了混凝土面板的早期断板。
五、结束语
工程实践表明，只要了解水泥混凝土路面断板的产生原因、影响因素，采取正确的预防措施，混凝土路面的断板率就会大大减少。而在出现混凝土路面断板现象时，相应的采取合理的、有效的处理措施，可相对的延长水泥混凝土路面的使用寿命。