关于水泥混凝土路面常见问题的一些看法

1、关于水泥混凝土路面常见问题的一些看法摘要水泥混凝土因取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等特点，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但水泥混凝土最主要的缺点是抗压能力差、容易开裂。用水泥混凝土作为高等级路面，一旦受到破损，给维修及养护带来一定困难。本文针对水泥混凝土路面破损的不同类型及特点，找出其产生的病因所在，并结合实际，对水泥混凝土路面常见问题的进行分析并提出一些看法关键词水泥混凝土路面 病害 防治 裂缝 水泥混凝土路面断板 高温 温差 干缩裂缝 冷缩裂缝 膨胀混凝土接缝剥落 碎裂 病害成因 养护维修引言水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构，在世界上

2、各工业发达国家，水泥混凝土路面与沥青混凝土路面两种结构一直同步发展，都各有所长。许多国家对水泥混凝土路面的修筑技术一直在进行研究和总结，取得了很多成果，并得到了广泛的应用，特别是重交通的高速公路上，水泥混凝土路面得到更广泛的应用。 但水泥混凝土路面的病害是一个普遍存在的问题，世界各国对水泥混凝土路面的养护进行了大量研究。由于水泥混凝土路面病害种类较多，出现的原因也较为复杂，目前为止还没有一套经济快速、适应性强而成熟的根治方法，仍处于多种处治方法并行的试验研究阶段。建国初期，由于资金、能源有限、水泥紧缺，我国修建水泥混凝土路面的公路里程较少。到1970年底我国水泥混凝土路面仅200km，占高级、

3、次高级路面里程的0.9%左右。此后在公路路面修筑过程中，发现沥青路面出现不少病害，同时为缓解沥青供应不足的问题，一些省、市如浙江、广东、湖南、江苏等省开始修筑水泥混凝土路面。随着修筑里程的增加和各科研院所对水泥混凝土路面的深入研究，以及实践经验的积累，修筑技术不断改进，工程质量也不断提高。又由于水泥混凝土路面的适应性和抗灾能力均较强，较好地满足了现代化交通的要求，此后，水泥混凝土路面得到了迅猛的发展。到1998年底，水泥混凝土路面公路里程增至83652km，占高级、次高级路面比重的16.4%，其发展速度在国外也是罕见的。 十五期间我国将累计建成2万公里左右的高速公路，且水泥混凝土路面里程还将继

4、续增长，其修建技术也需要进一步的提高。国内早期修建的水泥混凝土路面，主要用于低等级公路上，设计强度偏低，面板厚度偏薄。如，水泥混凝土抗压强度除少数为30mpa外，多数为2025mpa；，厚度一般为1624cm。这些砼路面在行车荷载和环境因素作用下，有的修建不久便出现破坏，大多未达到使用寿命就已破坏而不能使用了，又不得不进行罩面，补强或改建。 改革开放以来，随着国民经济的迅速发展，公路交通量和汽车载重量日趋增加，路面结构的损坏也日趋加速，不仅加快了早期修建的旧混凝土路面接近其使用寿命，而且使近年新建的水泥混凝土路面在远未达到其实际使用年限时就出现了不同程度的损坏。特别是中南地区，如湖南、湖北、广

5、东等省由于气候湿热，降水量大等环境因素，和计算理论、设计、材料、施工技术、施工管理和质量控制等方面的不足，观测80年代中后期和90年代修筑的水泥混凝土路面，无论是二级公路或是高速公路，许多投入使用35年后就出现了大量的早期破坏，严重影响行车的速度及舒适性和安全性。据不完全统计，我国现有的水泥混凝土路面有5060%左右都面临着修复和改善。水泥混凝土路面常见的损坏包括破碎、开裂、板边缘和角隅的损坏、接缝的损坏、板面磨损和错台等几种。按其损坏形式可分为两大类：混凝土路面早期、局部病害最常见的形式为裂缝、孔洞坑槽、接缝附近混凝土局部损坏、边角断裂及表层脱落等。据调查，大多数混凝土路面的严重破损最初都表

6、现为路面局部病害，这些小范围的、局部的、非结构性的、混凝土材料的损害若得不到及时、有效的修复，将导致破损范围进一步扩大、病害进一步加剧，最终导致大范围的、结构性的、整板损坏，造成更大的经济损失。即由最初的小范围局部材料破损发展到后期的大范围结构破损。及时发现、尽早修复是混凝土路面病害最科学、最经济的处理措施。一 水泥混凝土路面的常见病害及其防治 路面直接承受交通荷载的作用，受气候、水、温度等因素的直接影响，因而在使用过程中是最容易受到破坏的结构层。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、错台等病害。1 病害的类型 1. 1 裂缝

7、1) 横向裂缝 横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝，其产生的原因主要有水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。2) 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。产生原因主要是路基体填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等，导致路基不均匀沉降，从而使路面板在自重和行车压力作用下产生纵向裂缝。3) 交叉裂缝两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。产生交又裂缝的主要原因有：（1） 水泥混凝土路面自身强度不足；（2）

8、路基和路面基层的强度差；（3） 使用了性能不稳定的水泥，浇筑的水泥混凝土路面板就会产生大面积的龟裂。 4) 板角断裂 板角断裂是指与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝，从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生。1. 2 表面损坏1) 纹裂、网裂、板面起皮和剥落纹裂和网裂是指路面板表层出现的浅而细或发丝状的表面裂纹和网状裂纹。产生的原因主要是水泥混凝土水灰比过大，施工时过度抹面、养护不及时，在水泥混凝土拌和过程中用了含盐量偏高的水和质量低劣的集料。或水泥中的碱与集料中的特

9、定矿物质发生碱硅反应等。故在施工过程中，对集料的质量应严格把关，严控用水量，必要时，还应对水的质量进行检验。2) 麻面、露骨麻面是指水泥混凝土路面板表面结合料磨失，成片或成段路面板呈现过度的粗糙表面的现象。麻面一般是由于水泥混凝土路面施工时，在混凝土初凝前遇雨所致。路面混凝土保护层脱落导致骨料裸露的现象称为露骨。其产生的原因主要是混凝土表面灰浆不足，泌水提浆，从而造成混凝土路面表层强度不足。3) 磨光 磨光是指水泥混凝土路面板在车轮荷载作用的重复辗磨后，表面磨擦系数下降到极限值以下，从而严重影响行车安全。磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低，水泥及集料等原材料耐磨性差，或路面使用

10、时间较长等。4) 坑槽、孔洞由于水泥混凝土混合料是种多相不均匀材料，囚此在水泥混凝上路面板强度较低处易出现局部破损，并形成有一定深度的洞穴，即孔洞。面层骨料局部脱落而产生的长槽称为坑槽。孔洞、坑槽产生的原因主要是由于集料含泥量过大，混凝土内有泥土或其他杂物。1. 3 接缝损坏接缝包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝。设置目的是减少或避免由于水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏作用。但是接缝设置不当或接缝损坏也会降低路面的整体使用性能，甚至使路面板更快地遭到破坏。水泥混凝土接缝损坏主要有以下几种形式。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

11、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。3) 唧泥唧泥是指车辆通过时，基层细料和水一起从接缝处挤出的现象。唧泥产生的原因是填缝料破坏，雨水下渗等。1. 4 变形损坏由于水泥混凝上硬化后是非塑性的，因此水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处

12、产生的错台、拱起和沉陷等现象。1) 错台错台是指相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生的垂直高差。错台产生的原因是横缝处未设置传力杆，由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降。2) 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。拱起产生原因主要是胀缝被硬物阻塞，或胀缝设置过少，使路面板受热时不能自由伸张。沉陷产生的原因主要是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗，软化基层，甚至软化路基体，使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降，路面板跟着下沉。拱起和沉陷都将对车辆行驶的舒适性和

13、安全性造成很大的影响。施工时合理设置胀缝，运营中有效维护好接缝，可以有效避免此类损坏的发生。2 防治措施2. 1 对于建设中的道路，科学的管理、高质量的施工是保证路面质量的根本1) 严把材料关，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。路面板施工严格按规范要求选材，控制水泥、骨料、砂的各项技术指标，混合料运至工地后要符合工作要求；台背回填要求选用透水性好、有良好配的材料。2) 保证施工质量，包括地基处理、基层施工、面层施工。保证各个施工阶段的质量。保证切缝的温度和时间，养生、切缝要及时；振捣完全充分密实；搞好施工缝、缩缝、胀缝的处理；

14、 构建科学的排水设施，防止路表水渗入；保证每层的厚度及压实度合格等。3) 健全科学的管理制度，严格监理制度，对试验段工程的施工，从方案的审批，准备工作的审查到施工全过程，都必须进行现场监理，坚持全过程旁站，以便及时发现问题，解决问题，及时总结施工工艺、施工组织等经验。通过试验段施工来核准所用材料配比、拌和方式、机械实效、松铺系数、允许延迟时间、每个作业段适宜长度等问题。2. 2 对于已经出现的损害，应针对具体类型进行不同工程处理方法1) 对于水泥混凝土板裂缝的现象，可采用 hz/hd补裂缝材料进行灌浆处理，4h后开放交通。对裂缝的彻底处理，可在裂缝两边各3040cm范围内将混凝土板凿除，放置钢

15、筋网再浇筑与原来面板标号相同的混凝上，夯捣密实后，磨光拉纹，两侧应设置缩缝，缝内填充沥青材料防止雨水渗入；对于基层已遭破坏的裂缝，或发生断板烂板及胀缝破坏的路面，需将混凝土板大面积凿除，结合实际对基层进行处理后，再沿用以上办法处理。2) 对于水泥混凝土板错台、沉陷的现象最好铲除，用同标号的新混凝土进行修补，并加入jk系列混凝土快速修补剂，一般4h后便能开放交通。3) 对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀缝、施工缝、缩缝处的局部破坏现象，可采用局部换板进行修补并加入混凝土快速修补剂。对于已产生龟背状裂纹的混凝土路面，需将板块全部凿除重做。 4) 产生路面板块严重断裂多是由于基层强度不足或渗软化、路基不均

16、匀沉降等情况导致，处理方法一般采用将整块板凿除在处理好基层以及路基后，重新浇筑新的凝混凝土板。5) 对于水泥混凝土路面大部分出现开裂、断板、沉陷、错台等病害时，除采用上诉方法修补外，对一些主要道路同时采用在旧水泥混凝土路面上罩改性沥青混凝土面层处理方法。二 水泥混凝土路面裂缝的成因以及防裂断的措施和方法。1 水泥混凝土路面裂缝成因探析 混凝土因取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等特点，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺点是抗压能力差、容易开裂1. 1 路面厚度设计问题路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，

17、车辆的实际轴载远大于设计轴载。由此得知，设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期开裂破坏情况较多的症结之一是公路在短期内（如12年）已达到设计年限内的累计当量轴次。1. 2 基层的影响 基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性。基层松铺系数（或基层标高）控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又小，因而极易松散，进而引起路面破坏。地基强度不均匀，路基填料混杂或压实不好，产生不均匀沉降，基层平整度差，导致混凝土面层厚度不匀，离散性大，在行车荷载及温度翘曲应力作用下，使路面应力集中。当应力超过极限强度时，就会在厚

18、度薄弱处产生裂缝。1. 3 混凝土质量的影响（1） 不同标号及品种的水泥混杂使用，硬化时间及收缩量不一样，同样会形成裂缝（2） 集料质量的影响（3） 搅拌质量的影响搅拌时间过短，则拌合不均匀，造成面层强度相差过大，硬化时间及收缩量不同，从而导致裂缝产生；搅拌时间过长，则容易导致骨料破碎、离析，影响混凝土的强度。（4） 振捣质量的影响振捣不足，易使混凝土中出现气孔、蜂窝，在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝；振捣过量，则粗骨料下沉，混凝土离析，影响其强度。（5） 养护的影响混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。因此，一定要加强混凝土的早期养护，在收面后尽快予以覆盖和洒水

19、养护。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为1421天。1. 4 横向缩缝质量的影响设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，如不加强控制，极易引发裂缝。（1） 切割时间当混凝土达到设计强度的2530时，应采用切缝机进行切割。切缝太早，粗骨料会从砂浆中跳脱；切缝太晚，如果产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，混凝土强度增长快，切割时间要提早。温差大，切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。切缝机，宜采用机型小、转速快、振动小的，在混凝土浇筑几小时内即可切割。（2） 切割深度切缝深

20、度应控制为板厚的1415.切得太深，板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅，混凝土截面的强度削弱得不够，面层上会产生不规则裂缝（3） 接缝料接缝料是保证混凝土板正常使用的主要组成部分，如处理不好，则极易出现问题。1. 5 拉杆和传力杆的影响 胀缝传力杆的质量控制主要有两点：一是传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；二是传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。（1） 横向施工缝传力杆横向施工缝传力杆应用光圆赶紧，且一半涂沥青，允许滑动。在实际应用中，施工单位为图方便，经常

21、使用螺纹钢，且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同，凝结过程中产生的收缩不同步，传力杆不能伸缩，形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩，则在此薄弱环节处产生裂缝。（2） 纵缝拉杆纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种，两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢，长度达到设计要求，以保证其与混凝土间的粘接力，并且拉杆的直径与间距也应得到保证。如此，拉杆不能提供足够的拉力，混凝土面板收缩时，纵缝被拉开而形成裂缝。1. 6 温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形。若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝

22、。温度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。1. 7 过早开放交通 开放交通过早，混凝土的强度尚低，不足以承受行车荷载，在荷载作用下，混凝土路面很容易产生裂缝。2 早期裂缝的种类及产生原因2. 1 塑裂产生于混凝土塑性状态，其缝短而细、细而浅。产生这种裂缝的主要原因是：混凝土在硬化初期内部温度高于表面温度，混凝土又是热的不良导体，在内外膨胀不均匀的情况下，在混凝土表面必将产生很大的应力，当外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度，就将产生裂缝，俗称“芝麻缝”。这种裂缝一般在混凝土硬结后终

23、止，危害较小，遇荷载作用则会继续发展。2. 2 缩裂：产生于混凝土硬结以后，通车之前，由于施工现场剧烈的温度、湿度的变化，混凝土内外部产生的不均匀变形的拉应力超过混凝土极限抗拉强度后，混凝土路面收缩开裂。这种裂缝可导致混凝土板的断裂，成为不合格的混凝土板块，对水泥混凝土路面质量影响极大。3 防止早期收缩裂缝的技术措施对于塑裂由于产生在混凝土的塑性状态，如有效地控制其发展则不会成为危害水泥混凝土路面的主要因素。在施工中安排专人对新浇筑的混凝土面板进行看护，及时发现、及时进行抹面处理即可解决。对于缩裂，应该做为控制水泥混凝土路面的主要质量通病进行治理，主要应采取以下技术措施：3. 1 缩小施工现场

24、温度差、湿度差，抑止收缩（1） 合理地安排作业时间，尽量避免在中午气温高峰时间进行施工，尽可能地把施工时间安排在早上或傍晚。这样水泥进行水解固化反应时，不会因周围环境的气温骤变而产生较大的影响。（2） 水箱加盖、水管掩埋，保证施工用水的温度。必要时还要对碎石适当洒水降温，以降低拌和物与周围环境的温度差。（3） 缩短作业延迟时间，把在烈日和旱风下作业的时间缩短到最短，无法避免时可设遮阳棚。（4） 控制开始养生的时间及条件，保证混凝土养生龄期。应在混凝土浇筑完成，收浆后即开始覆盖洒水养生，同时要保证覆盖物表面保持在湿润状态，一般养生龄期为7天。（5） 因为大风对拌和物的水分蒸发量比高气温还要大，所

25、以大风天气应停止水泥混凝土路面的施工。如不可避免，则要采取必要的防风措施。（6） 在施工水泥混凝土路面前，还要注意对基层的顶面进行整平及洒水润湿。这样可保证混凝土路面厚度均匀，受力和变形均匀，同时减少因基层干燥引起的混凝土路面过分失水。3. 2 严格控制施工配合比，保证混凝土的自身强度（1） 对集料的含泥量要进行严格的控制，特别是砂子中夹杂的泥团要筛出，涂裹粘土的碎石要清洗或剔除。（2） 加强对水泥质量的复检，特别是水泥的安定性。水泥中的游离氧化钙（f-cao）在凝结过程中水化很慢，水泥凝结硬化后还在继续起水化作用，当f-cao超过一定限量时，就会破坏已经硬化的水泥石或使抗拉强度下降。（3）

26、控制好施工水灰比，严格按配合比投料。水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量取决于水泥的特性和水灰比。水灰比对强度的影响是很大的，但不是唯一的影响因素。因此，根据混凝土强度与水泥水化的固体产物在有效空间的关系，即强度增长与胶空比的关系，合理地确定施工水灰比，并严格按配合比投料，是确保水泥混凝土路面质量的重要措施。3. 3 及时进行割缝，诱导裂缝在接缝位置展开（1） 及时及早锯切横缩缝，缝深必须严格达到设计要求深度，在缩裂发生前及早形成弱断面。需要时，还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设诱导裂缝的木块，使弱断面效应更加显著。（2） 锯缝设备配置不足时，宜先隔34

27、块板跳锯一条横缝，最后补齐。不得已时还可以考虑以压缝代替锯缝。4 水泥混凝土路面防裂断措施与方法水泥混凝土路面作为主要的路面结构形式从20世纪90 年代以来在我国飞速发展, 从已有的使用情况来看, 最常见、最严重的病害就是开裂破坏。如何防止混凝土路面开裂无疑是一项重要且紧迫的任务。混凝土路面开裂的主要形式有:(1) 收缩开裂, 包括冷缩和干缩;(2) 动荷载作用下的疲劳破坏而开裂。疲劳破坏除车辆荷载作用外, 也与板体内收缩拉应力有关, 因此防止开裂, 关键在于降低混凝土内部拉应力。这主要取决于混凝土的收缩和外部限制条件。从扩散速度看, 干缩比冷缩慢, 通过加强养护, 干缩的影响还可以进一步消除

28、。4. 1水泥混凝土路面收缩开裂机理不同限制条件下, 混凝土变形引起开裂的情形完全不同, 如下:混凝土的主要变形膨胀限制膨胀不开裂自由膨胀开裂收缩限制收缩开裂自由收缩不开裂在强限制条件下, 混凝土收缩变形会引起内部很大的弹性拉应力, 此应力随着混凝土弹性模量的增大和收缩量的增加而增大。收缩徐变作用一定程度上可以减少此种应力, 但徐变松弛后的拉应力增长超过混凝土抗拉强度时, 混凝土路面就会开裂。可以得出控制混凝土路面开裂的主要条件为:(1) 混凝土自身冷缩和干缩;(2) 水泥混凝土面层与基层间强大的限制条件。面层与基层间存在很强的摩阻力是不容置疑的。但摩阻力到底有多大, 对路面使用性能影响有多大

29、, 目前很难找到有关研究资料。但对于层间摩阻力,认为不能简单地理解为物理学上的摩阻力。因为面层与基层间的约束力不是纯物理学上的摩擦力, 而是由静摩擦力和层间粘结剪应力两部分组成。实测结果表明,粘结剪应力比静摩擦力大得多, 而不是静摩擦力占主导地位。根据上述分析可以看出, 要降低层间摩阻力关键是要减少层间粘结, 而减少静摩擦力潜力不大。4. 2水泥混凝土路面的防裂技术防止水泥混凝土路面开裂的两个途径:(1) 降低混凝土收缩量;(2) 减轻层间限制, 将强限制转为弱限制。4.2.1膨胀补偿收缩技术该项技术在许多工程项目中被采用, 主要用于混凝土的防裂、自应力、防水、防渗等, 在路面工程中运用还很少

30、, 但其作用原理是一致的, 形象地说就是用“膨胀”来“补偿或抵消”混凝土的“收缩”。这主要靠膨胀水泥和膨胀剂来实现, 目前市场上有许多产品可供选用。4.2.2 层间减摩方法消除层间粘结剪应力方法很多, 如涂油、垫砂、铺油毡等。层间铺砂法在规范修订时取消了, 主要原因:(1) 麻烦、费时费力;(2) 面层混凝土浇注时漏浆, 砂与混凝土融为一体, 靠砂隔离的设想难以实现。铺油毡可以完全隔离,但油毡厚度太大, 影响面层与基层的结合, 对荷载传递或协同受力不利, 且费用高, 大面积推广不行。通过对比, 我们推荐采用塑料薄膜隔离法, 优点:(1) 施工简便;(2) 既起隔离作用, 又不影响层间传力效果;

31、(3) 价格便宜。此法已在国内多个工程中采用, 效果良好。4. 3 道面锯缝时机的确定施工阶段温度应力大于混凝土抗拉强度时就可能发生施工断板。分析混凝土凝固过程中的抗拉强度, 与温度应力对比, 判断发生断板条件, 最后用温度确定锯缝时机。(1) 混凝土板凝固阶段的温度特性在水化热、气温和日光辐射的作用下, 板温随浇筑时间不同在不同时刻出现峰值和谷值。以混凝土浇筑时间为0 计, 对于525 水泥来说, 0 6 h、12 20 h 为升温过程, 6 12 h 为降温过程。这是一个具有规律性的现象。如果暂不考虑翘曲应力和胀缩应力, 6 12 h混凝土板处于降温收缩状态, 容易发生裂缝。(2) 混凝土

32、板凝固阶段的强度特性资料表明: 混凝土早期强度以10 12 h 增长最为缓慢, 抗裂能力的增长也最慢。由早期混凝土抗拉弹性模量的增长规律并对比上下午浇筑的混凝土抗拉弹性模量, 下午浇筑的混凝土处于降温区间, 模量值比上午低, 在第10 h 低2 倍以上、对降低混凝土的温度应力有利, 这一点回答了施工单位普遍反映的上午浇筑混凝土为什么容易发生施工断板的问题。综上所述, 可以认为第10 h 是容易发生断板的控制时间。而容易断板的季节是在板内温度梯度较大的热季, 因此编制出热季每天24 h 气温与平均板温之间的典型关系, 求出气温与板温的平均差值。利用气温变化曲线的规律性, 根据当日预报的气温和浇筑

33、水泥混凝土的时间, 把第10 h 的板温作为控制锯缝的温度,从而求出锯缝时机。原则是: 求出第10 h 板温后, 如果板温有继续升高的趋势, 则温差还要增大, 需要立即把混凝土板锯开; 如果板温在下降, 则温差不会再增大,只要在次日再次升高为第10 小时的板温之前锯开混凝土板即可。具体方法如下:(1) 设日气象预报预测施工开始时的气温t ( t) ;(2) 预测终凝时的板温。预测板温等于预测气温加上板温与气温的差, 终凝时间一般不超过12 h。(3) 将实测开始浇筑混凝土的温度t 与第12 h的预测板温连线, 求第10 h 的板温, 令其为锯缝控制温度, 从而求出合理锯缝时机。上午浇筑的板当天

34、锯缝, 下午浇筑的板次日清晨锯缝, 这是施工单位的常规做法。以上提出的方法建立在温度应力不大于混凝土强度的理论上, 由此方法推出的锯缝时机控制在混凝土浇筑后第10 h, 这对早期强度增长较快的水泥是可以的。对强度增长较慢的水泥, 锯缝时可能因混凝土强度不够而打坏缝槽边缘, 需在施工中注意。从保证及时锯缝的角度, 还是使用早期强度增长较快的水泥为好。施工阶段的温度应力超过道面水泥混凝土强度是发生断板的根本原因。正确选择锯缝时机是防止断板的根本措施。根据温度应力不超过混凝土早期强度的原理, 提出的用板温控制并求出锯缝时机的方法,简便易行, 便于掌握。三、水泥混凝土路面断板的原因及防治水泥混凝土路面

35、在夏季施工应根据气候炎热的特点，采取必要的施工技术措施，来进行施工。否则就容易使新施工的水泥混凝土路面产生断板，甚至是连续断板。在一次夏季施工水泥混凝土路面，新建的水泥混凝土路面出现一些断板和连续断板现象，1 断板产生的过程1. 1施工时间及气候条件施工时间为2008年6月29日上午6:00-12:00；气候条件：晴，最高气温36，东南风：4-5级。1. 2断板的产生上午从6点开始，至中午12点，该段工地仍在施工水泥混凝土路面。在已处于高温及烈日暴晒的情况下，为防止太阳直接曝晒于板块表面。施工人员在用遮雨棚挡住一部分混凝土板外，同时用一部分黑色编织布及塑料布进行遮盖，在中午阳光的直射下，塑料布

36、下混凝土在气温及水化热的双重作用下，温度上升很快，并且很快达到65左右。施工人员在发现温度过高时，又在13：30左右时将混凝土表面的塑料布及编织布揭去。当天下午就发现了一块混凝土板出现横向裂缝。同时，没有及时采取措施尽快根据混凝板的实际情况提前进行切缝，因此在7月25日上午例行检查时，发现出现连续断板，共计断板10块，大多数为横向断板，并贯通整块面板。2 原因分析2. 1夏季施工没有采取必要措施避开高温阶段gbj97-87水泥混凝土路面施工及验收规范第4.8.4条（四）规定：气温过高时应避开中午施工，可在夜间进行。并在第4.8.3条规定，“当混凝土拌合物温度在30-35时，混凝土板的施工应按夏

37、季施工规定进行。”查当天施工最高温度35度，晴天，日照充足，中午11:30-14:30时是气温进入最高温度阶段的时间，此时还在施工，温度对水泥混凝土路面的影响是可想而知的。另外，本段曾在6月13日上午施工一段的试验路。在上午11时停机，到下午2点钟时，其混凝土表面已产生纵向、横向裂缝等大小不等的不规则裂缝和断板，当时分析就已经指出夏季施工应避开中午高温时间，防止产生裂缝或断板，7月24日的断板再次证明这一规律。2.2干缩裂缝在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化学结合水，层间水物理吸附水以及毛细水等状态存在着，当这些水在混凝土硬化过程中失去时，水泥混凝土本体就会受缩，这些就是干缩。但是这是自由收缩

38、，还不会导致裂缝的发生，惟有收缩受到限制而发生收缩应力时，才容易产生干燥收缩裂缝，水泥浆干缩的内部限制主要是混凝土中骨料对水泥浆的限制。在普通水泥混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态。干缩裂缝一般为表面或不规则断板。混凝土面板在浇筑完成后。经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的混凝土，使其表面减少蒸发量，防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。本段混凝土在中午浇筑后，为防止阳光暴晒，虽然一部分采用遮阴棚，一部分采用了黑色塑料编织布覆盖，但在高温时揭走覆盖物而产生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸发的不均匀。水泥混凝土表面

39、的迅速失水以及失水的速率不同，是该段产生干缩裂缝的一个重要因素。2.3冷缩裂缝在夏季施工时冷缩裂缝，实际在特定的条件下，人为造成大温差，使表面迅速收缩，产生拉应力造成断板。和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。水泥的水化过程是一个放热过程。在混凝土硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范围内，混凝土温度上升1，每m膨胀0.01mm。这种温度变形对大面积板块极为不利。2.4切缝不及时由于高温季节施工，又是在覆盖升温的情况下，应加强观察提前进行切缝，使混凝土内部的拉应力释

40、放在切缝端。该水泥混凝土路面施工没有采用真空吸水工艺，再加上夏季施工外加剂中掺有缓凝剂。正常是在下午开始施工，当板面成活后，在当时温度条件下一般都要在16-18小时才可以切缝，而该段混凝土路面在施工过程中由于在上午施工，经过中午烈日高温影响，再加上人为覆盖增温，因此混凝土板强度形成较快，作为施工人员，应当随时注意观察，一旦强度允许，及时切缝。2.5施工人员经验不足，遇到问题处理不当在当时已用塑料布覆盖的情况下，如果不是揭去覆盖物而是既然已使用就暂时不动，让混凝土在高温情况下继续保持湿润，那么塑料布就会保证混凝土表面不至于迅速的大量的失去水分，同时也不会产生较大的温差。施工人员应加强观察，在高温

41、高湿情况下混凝土强度上升很快，及时切缝，这样就可以减少断板，甚至不断板。3 预防水泥混凝土路面断板的几项措施3. 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。3. 2 严把工程施工关: （1） 严格控制混合料组成配合比，使施工配合比与设计配

42、合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质，发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时，必须及时调整施工配合比，同时检查含泥量，使其不能超标。而在施工中最应注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在摊铺时又不注意摊铺的均匀性，就会造成水灰比的不同片块，在其交界结合部，由于凝固收缩率或受热膨胀率不同，在结合不问形成裂缝和断板的情况；如果水灰比过大，混合料便偏稀，在其凝固成型时，收缩率就大，一旦缩缝设置和施工仍按正常进行，就会造成缩缝间距相对过长，从而易在较大的收缩应变作用下形成裂缝，如果进一步发展，还可以形成贯通的混凝土路面断板，因此，在施工中要严格把住混合料的配比关。 （2） 施工中严格把住

43、材料关，是保证混凝土质量的前提。材料是构成混凝土路面的主体，由于施工中管理不严，购进材料质量低劣，那么这样的材料组成的混凝土路面面板的弯拉应力就达不到设计要求，很容易在施工期间产生不规则断裂，或在使用过程出现更多的病害。 （3） 在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀，将造成水泥混凝土的密实度不均匀，在密度小的区域内混凝土面板夏布多成蜂窝和空洞状，形成了承受应力的薄弱部位或区域，从而易使面板产生断板。（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

44、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。根据河北省的具体情况，切缝深度约为板厚的1/4，同时切缝的时间也要及时，一定要在产生最大收缩应力之前切缝，才能有效。爱混凝土抗压强度达到1.1mpa时，抹面后约3小时左右，就可以进行切缝，它可以比较有效地引导裂缝在云顶的切缝位置上断裂，故避免了不规

45、则的断板。（6） 在进基层施工中，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，表面平整光滑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

46、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

47、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和大，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：在基层上洒沥青透层油；设1厘米厚的砂子或沥青砂滑动层；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

48、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四 水泥混凝土路面接缝剥落及碎裂防治 1 路面病害原因分析11 水泥混凝土路面胀缝处剥落及碎裂现象：碎裂深度最大处达到板厚的50，表面纵向延伸宽度可达3cm40cm。原因：1) 胀缝填缝材料不合格或未填满，导致泥砂、碎石等杂物堵塞胀缝，阻碍了板块热膨胀，从而引起应力

49、集中使板端胀裂；2) 传力杆设置不当或伸缩端被堵死，从而不能自由伸缩；或施工时偷工减料使胀缝不完全隔断，板块热膨胀时不能自由伸张，温度应力导致板块边缘胀裂。12 水泥混凝土路面施工缝处缩缝剥落及碎裂现象：碎裂深度不足板厚一半，宽度为2cm20cm。原因：1) 后施工水泥混凝土路面板块边缘底面杂物等清理不干净，导致该处形成临空面，或传力杆钢筋布置间距偏大或者钢筋偏小，使得板边在车轮荷载反复作用下被挤压碎裂。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，在浇筑相邻板块时，没有做好成品保护，三辊机直接在其上滚动行走操作，导致先施工水泥混凝土路面板边缘混凝土内部未达强度就遭破坏，在车轮

50、荷载作用下很快反映到表面上来产生局部混凝土剥落、碎裂。13 水泥混凝土路面锯缝处缩缝(假缝)剥落及碎裂现象：表面沿缝边2cm10cm小范围碎裂或沿缝边0cm30cm范围裂缝(裂缝最大深度处达到全板厚即通缝)。原因：1) 水泥混凝土路面锯缝时间过早使板边受到损伤，行车后破坏、碎裂。2) 锯缝时间过迟或锯缝深度宽度不足，导致混凝土收缩应力拉裂混凝土路面。2 修补治理措施水泥混凝土路面剥落、碎裂采用如下防治措施：1) 对破散或裂缝比较严重的胀缝，要在比破损范围大10cm30cm区间内全板块断面长度和表面纵向延伸宽度等宽度范围进行全深度凿除，重新校正传力杆位置，必要时增设钢筋网重新设置胀缝。为了能提早

51、开放交通，建议采用早强混凝土进行修补。2) 对缩缝剥落、破损严重处，应进行不小于5cm宽度的一定深度的清凿，并清理干净(清凿深度视裂缝深度而定，一般为板厚的13至全板厚度)，然后用掺加聚合物的混凝土进行修补。较常用的是采有水溶性环氧树脂掺人混合料中，其掺加量一般为水泥用量的12，它能有效地降低水灰比，提高抗冻性和耐久性，对粘结性能、抗冲击、抗疲劳性能都有明显的改善效果。3) 对缩缝剥落不严重的情况，可以先继续使用并加强平时的检查和维护，减缓其发展，使用一段时期后剥落破损严重到一定程度时再按以上方法治理即可。3 预防保证措施1) 施工时要确保胀缝位置准确，端头横顺竖直；传力杆伸缩自如；缝内水泥砂

52、浆、碎石等杂物必须彻底清除干净；接缝板和填缝材料符合设计要求；填缝时夏季填平水泥混凝土路面板面，冬季比板面略低约2mm5mm。2) 在水泥混凝土路面浇筑后，应适时对路面进行锯缝。锯缝的规格以宽深4mm60mm为宜；合适的时间视气候条件而定：炎热而多风的天气或者早晚气温有突变时，混凝土板会产生较大的温度或湿度差，使内应力过大而出现裂缝，锯缝应在表面修整后约4h开始；如遇天气较冷，并且一天内气温变化不大时，割缝可以在表面修整后约12h进行。锯缝宜早不宜迟，尽早锯缝以锯割时槽口边缘不产生剥落为准。过迟则会使混凝土路面出现收缩裂缝，且因混凝土过硬而使得锯片磨损过大且费工费时。3) 在水泥混凝土路面施工

53、时加强对人工、材料、机具、方法、施工环境等五方面的事前控制，保证水泥混凝土路面达到设计的强度和厚度。4) 采取同条件养护水泥混凝土试件的方法检测水泥混凝土路面强度必须达到设计强度的90以上时才允许开放交通。为使水泥混凝土路面提早开放交通，可通过试验在水泥混凝土中掺加适量的早强剂，掺加早强剂的混凝土能使路面在铺筑3d5d后即可达到设计强度的90，从而达到提早开放交通的目的。5) 重视接缝经常性的清理、修补及养护，确保接缝完好。经过采用以上措施和方法对水泥混凝土路面的修补治理，该工程最终通过了竣工验收，经修补治理到目前为止，经过了两年多的使用，基本完好，证明修补方案和措施是可行的。美中不足的是修补

54、处由于与先前采用的材料及成型时间均不同，导致色差较大，从而影响了感观效果。 五 针对水泥混凝土路面的病害原因进行合理的养护维修针对水泥混凝土路面破损需要提出全面的养护与维修，这其中分初期养护(新建时的保养)与使用养护。1 新建时的初期养护主要做好新建混凝土路原湿治养生，开放交通的日期，一般要经过15d-v20d，如遇特殊原因需提前，应采取浇筑时掺早强剂等办法。总之，对于新建初期如养护不到位，对以后产生重大的影响。在混凝土抹面2h后，当表面已有相当强度，用手指轻压不现痕迹时即可养生。一般采用湿麻袋或草垫，或喷洒混凝土路面专用养护剂于混凝土表面。每天均匀洒水数次，使其保持潮湿，至少延缓14 do2

55、 使用期间的养护与维修2.1 路表及接缝处的保养必须经常清除路面上的泥土与污物。如有个别小石块应随时扫除，免受车辆辗压而破坏路表。在与其他不同种类路面连接的地方，或在平交道口，容易把砂、石、土带到路上来，应勤加清除。例如，原s323线上k 77 +200处正是石料车不停来往的道口，不时有石料在转弯处因离心力等原因下落，导致路面上不少的砂石料，尽管经常清扫，但仍在路面上形成了孔洞与大面积麻面。混凝土路的养护重点在接缝处，要在不同季节及时填充或铲除。保持接缝填缝料的完好，表面平整，使行车不颠跳。当气温下降接缝扩大有空隙时，要灌缝填满。填缝料宜采用新型沥青灌缝料。2.2 路面裂缝的养护与修理(1)

56、对宽度在0. 5 mm以上的非扩展性裂缝，一般可用低粘性沥青(渣油、乳化沥青)，或环氧树脂等材料灌注;如为扩展性裂缝，则沿裂缝凿槽，注人灌缝材料;如因混凝土板下有构造物，埋设硬物而产生的裂缝，则沿裂缝开凿后填注灌缝料。(2) 在雨季和冰冻前3周一4周内，应仔细检查路面，并将一般小的破损修补好，冬季注意清除冰雪。(3) 要养护好路肩，加固路肩，使路面与路肩衔接平顺，保持应有的横坡度，衔接处不积水。(4) 填缝料一般过几年需进行更新，以避免填缝料老化后失去弹性及粘性而使雨、雪水下渗，破坏基层。 (5) 对裂缝的处理，可分为以下几种: 裂缝较多时，先把裂缝集中地划为一块，把这一块所有裂缝四周松动部份凿成一块凹面;把尘土吹刷干净并晾干;涂刷一层沥青(或乳化沥青)，用沥青炒砂在上面铺盖成一层厚1 mm一1. 5 mm保护层，最后在上面撒铺一薄层中砂。当然有沥青混合拌和料效果最佳。 裂缝较宽时，应先顺裂缝把两边松散部分凿除，吹扫干净，然后在干燥情况下，用稀释沥青在缝边涂刷一遍，再用沥青混合料，沥青炒砂或细粒式沥青混合料填满夯实，表面压平，最后撒盖一层中砂。 当板面有严重裂缝，且有其它变形现象，可像前述