水泥混凝土路面板底脱空原因.doc

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。导致脱空的四种因素路基土的不均匀沉降变形路基的物质组成、地质构造、地貌、地表水、气候及地下水等条件存在着较大的差异，即使在同一区域，填方段、挖方段、半填半挖段之间也有很大的不同。将不可避免地导致路基在纵向、横向上产生不均匀沉降。沉降量大的区域就形成了板下基础的不均匀支承。交通荷载的累积作用水泥混凝土面板具有很大的刚度，基础均匀支撑时，对路基的强度要求不高。当交通荷载作用于路面时，面板会产生一定的弯沉变形，量重复作用导致了局部的不均匀支承。环境温度的影响由于现场浇筑的混凝土的水泥浆下渗，使得板与基础之间形成一个具有一定抗剪能力的整体材料，但受温度的影响，板要伸缩，反反复复的作用，使得水平抗剪能力下降。同时，板内的温度的非线性分布，引起板向上或向下的挠曲，加速了板与基础的分离，致使水泥混凝土板局部范围不再与基础保持连续接触，即板下局部出现了脱空。地下水对路基的影响在自然环境下，由于纵缝、横缝的存在，当板下基础出现不均匀支承后，大气降水或融化雪水会沿缝隙下渗，并积滞在上述脱空区域内。当交通荷载驶过板体时，板体回弹使板底形成瞬时真空，这种负压进一步让水进入原始空隙中，随着板下水的积累，基础材料趋向于自由水饱和状态，开始表现为汽车荷载驶过时冒水现象。在重型荷载的频繁作用下，板后方的边缘或