混凝土路面病害产生的原因分析与防治措施

1、PAGE PAGE 11混凝土路面各种病害的分析与防治措施摘要本文阐述了混凝土路面病害产生的原因分析与防治措施。关键词混凝土路面；存在问题；分析与防治水泥混凝土路面具有力学强度高、耐久性和耐磨性好、路面平整、养护费用低、使用寿命长等特点。但是，混凝土路面也有其自身的特点，经常出现断裂、裂缝、挤碎、磨损、露骨、蜂窝、麻面和缺角等病害。这些病害的产生使路面的外观难看和影响路面的使用性能。这几年，各地为大力发展经济，加强城市基础建设，水泥混凝土路面有了较大的发展，混凝土路面的病害已引起越来越多的行业部门的重视。因此，加强对混凝土路面病害的研究和探讨，不仅具有社会效益，而且具有经济价值。本文针对混凝土

2、路面的性能的特殊要求，存在的各种病害进行分析、找出原因、设法防治等，谈谈本人的一些看法。首先，让我们先了解路面混凝土与普通土建工程所用的混凝土在性能上的特殊要求。1、要求有很高的抗折强度。混凝土路面不但要求较高的抗压强度，而且对其抗折强度要求也很高。我国现行水泥混凝土路面设计规范规定：“路面用的水泥混凝土的设计强度，应以抗折强度为标准，一般采用28d龄期的计算抗折强度”。混凝土的抗折强度是路面设计的重要参数，它不但直接影响路面的厚度，而且也影响路面的使用年限。国外对其抗折要求一般都在4.5MPa以上，考虑到我国水泥生产和供应情况，允许在轻交通量和使用年限短的条件下，采用较低的抗折强度，但不得低

3、于4.0MPa。2、要求具有较好的和易性。在保证混凝土抗压、抗折强度的前提下，尚应满足易于拌和、运输、浇筑、振实等各道工序的施工操作要求，且在施工过程中不产生离析，质量稳定；铺筑后的面层具有密实、平整、耐久、抗磨、防滑等特性。3、要求具有良好的耐久性。由于路面混凝土直接受到行驶车辆的磨损，寒冷积雪地区又受到防滑链车轮和带车轮的冲击，同时长年经受风吹日晒、雨水冲刷及冰雪冻融的侵蚀，因此，为保证道路的正常运行，要求混凝土必须具有良好的抗渗、抗冻、抗磨、抗疲劳、抗收缩徐变、抗碳化腐蚀等耐久性能。其次，让我们了解路面混凝土对材料和配合比设计的要求。1、合理选择水泥品种：路面混凝土所用水泥，一般应采用标

4、号不低于32.5等级的硅酸盐、普通硅酸盐水泥或专用道路水泥，其各项指标应符合规范（GB175-1999）要求。2、砂：要求是洁净、坚硬、耐久、级配好的中、粗砂，各项指标符合规范（JGJ5292）的要求。3、石：要求所用碎石或卵石最大粒径不大于40mm，坚硬耐磨，各项指标符合规范（JGJ5392）的要求。在条件许可时，尽量使用有棱角的碎石。4、拌和用水：尽量使用生活饮用水；当首次使用野外地表水或进下水时，应当按规定进行检验，合格后才能使用；严禁使用未经任何处理的工业废水和生活废水。拌合用水的各项指标应符合规范（JGJ6389）的要求。5、配合比设计：应控制好水灰比、单位用水量、水泥用量、砂率、和

5、易性。水灰比应以满足混凝土的抗折强度为设计标准。路面混凝土的水灰比一般不应大于0.5；对于气候恶劣，经常有冻融、反复干湿的地区，水灰比不应大于0.45；对于掺减水剂的混凝土，可在原基础上降低0.02至0.05。单位用水量应综合考虑集料的最大粒径、级配和形状、外加剂的各类和施工温度，最后通过试验确定。但对最大粒径为40mm的粗集料的单位用水量，一般卵石不大于160kg/m3,碎石不大于170 kg/m3。水泥用量通过水灰比和单位量确定，但不能少于300 kg/m3。砂率可按经验在28%30%之间选择，或通过试验确定。和易性要求坍落度一般不大于20mm，维勃稠度不应于30s。第三，混凝土路面常出现

6、的几种裂缝原因分析及防治措施 龟裂1. 龟裂形成的原因混凝土路面龟裂亦称塑性收缩裂缝，是指混凝土浇注后仍处于塑性状态时，由于表面水分蒸发过快而产生的裂缝。这类裂缝缝隙多在表面出现，形成不规则长短宽窄不一，呈龟裂状，肉眼可见，深度一般不超过50mm，这种裂缝对结构性能影响不大，但外观难看。产生的原因主要是混凝土浇注完毕后表面没有及时覆盖，特别是在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是被基础吸水过快等原因，造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性，出机时混凝土的坍落度和砂率比普通混凝土大很多，如道路混凝土施工坍落度规

7、范为20mm，实际往往为50mm70mm，甚至更大，尤其是夏季施工，掺缓凝减水剂的混凝土早期强度低，表面容易形成裂缝。2. 如何防治预防的措施是在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度，特别是夏季施工，应尽量选在下午施工或者夜间施工。商品混凝土公司在满足可泵性、和易性、流动性的前提下尽量减小出机塌落度，使用中砂或者粗砂，降低砂率，严格控制骨料的含泥量，并采取掺加粉煤灰 、高效减水剂等措施。如果已出现裂缝，可在混凝土初凝后终凝前进行二次抹光，然后做下一道工序并及时覆盖洒水养护。 断板1. 断板形成的成因断板是指混凝土板面出现横向断开条形裂缝。这种裂缝严重影响结构使用性能，在施工中要严加禁止，一

8、旦出现，须打掉重新浇注混凝土，造成很大的材料浪费。它的成因主要来自二个方面：一是由于混凝土收缩变形引起的，主要是物理收缩即干燥收缩，通常收缩值高达5010-6100010-6；二是环境温度变化引起的，在通常情况下，温度每变化 1，混凝土变形值为710-61310-6，白昼高温，可使混凝土板体顶面温度高于底面温度，造成板体中间拱起，夜间温度降低，可使混凝土板体顶面温度低于底面温度，造成板体两头翘曲 ，环境温度变化引起热胀冷缩，从而产生温度应力，使混凝土被拉裂。这种裂缝常出现在混凝土板块中间、雨水口和检查井等薄弱部位。2. 对于上述裂缝，如何防治减少混凝土单位用水量，严格控制混凝土坍落度。现场搅拌

9、坍落度不大于20mm，商品混凝土坍落度不大于70mm。 合理选用水泥品种品牌，严格控制水泥用量。一般选用普硅32.5(R)、42.5(R)，且收缩变形小的水泥，同时水泥用量不宜超过550kg/m3。 合理选用骨料。粗骨料级配良好，一般采用连续级配，且石子最大粒径为40mm。细骨料使用中砂或粗砂，不宜用细砂。 选择好外加剂，一般不宜掺用普通缓凝减水剂，宜掺用高效减水剂，冬天可用早强剂。 精心设计混凝土配合比，注意水灰比应小于0.50，砂率不宜过大。 施工中应注意的问题：混凝土搅拌应均匀、不能出现离析和泌水现象；施工方面要避免夏天中午施工，要及时覆盖并洒水养护，切缝要及时，防裂钢筋要放好，不能变形

10、移位等。 开裂1. 开裂形成的原因开裂是指混凝土板面呈纵向或斜向断开的裂缝。这种裂缝短则几十厘米，长达十几米，这种裂缝处理起来比较困难，一般以预防为主，一旦出现，只好打掉重新浇注混凝土。它的主要成因有二个方面：一是施工工艺引起的，如基层没有压实、接搓不良、没有喷水湿润，混凝土摊铺厚度不均匀、振捣不密实，切缝深度不够，切缝没有搞好等；二是使用不当引起的，有的过早开放交通，混凝土强度未达到设计要求，造成局部集中受力而开裂，还有的混凝土板块边缘没有采取保护措施，汽车横向碾压而开裂。2. 如何防治施工上要严格按规范要求进行，确保施工质量，力求做到基层压实、接搓良好、路基保持湿润，混凝土摊铺均匀、振捣密

11、实，养护充分，切缝及时且深度够，采用真空吸水。使用上要使混凝土强度达到设计要求，才能开放交通，同时在混凝土板块边缘要考虑保护性措施。第四，要从根本上预防断裂和裂缝的产生，具体须做好以下几个方面的工作。 保证土基、基层具有足够的强度土基和基层是路面的基础，其强度好坏直接影响混凝土面层的质量。水泥混凝土路面是刚性路面，在荷载作用下允许挠度很小。若由于基层强度不足，土基松软，混凝土板在大量重复荷载作用下，基层的变形比面层板大，部分混凝土板逐步失去支承，承受的荷载不能立即传递给基层，则易产生剪切裂缝。所以，在施工中，应选择好的料源，严格按规范操作，确保土基、基层的强度满足设计要求。 尽量保证土基、基层

12、材料的匀质一致性在混凝土路面设计中，基层、土基都是假定为匀质弹性体，但在实际施工过程中，却不可能是匀质的土基，由于填料的来源不一样，颗粒级配不一致，地质条件不一致，厚薄不均匀，碾压不一致，导致基层不均匀一致。这种不均匀一致，对混凝土收缩时的阻力也不同，容易导致混凝土产生裂缝。所以，应尽量保证土基、基层的匀质一致，使混凝土收缩时产生的阻力基本相同，也能减少裂缝的发生。在施工中，同一个分期工程的料源尽可能来自同一个地方，在操作中也尽可能一致，比如说基层的级配、碾压遍数等。 充分保证混凝土的强度混凝土板块既直接承受车辆荷载作用，又要承受自然因素特别是温差、干湿、冻融所引起的破坏作用。如果混凝土板内的

13、应力超过了混凝土在使用时的强度，则板块就可能被破坏而产生裂缝。所以，保证混凝土板块的强度也是预防裂缝产生的一个重要措施。保证混凝土的强度，具体需在以下几个方面进行控制：1. 选择混凝土的最佳配合比衡量混凝土路面强度的主要指标是抗折强度。适当地增加小石子的用量，有助于提高混凝土抗折强度，同时尽可能地降低水灰比，也可以使混凝土的早期强度提高。实践证明，过分地增加水泥用量以期达到提高混凝土强度的做法是不可取的，因为增大水泥用量虽然有助于混凝土早期强度的提高，但这样会导致混凝土的早期收缩裂缝，同时从经济效益上讲也是不允许的。所以，要想得到最佳的施工配合比，要因地制宜，从大量的试验配合比数据中，选择一种

14、切实可靠的最佳配合比，这是提高混凝土强度的重要一环。2. 认真做好水泥、砂、碎石等原材料的进场检验工作原材料的好坏直接影响混凝土的质量，所以对进场使用的原材料，必须进行试验。对水泥的试验，主要是检验其强度等级是否合格，其安定性是否良好，同时还需检查其细度和凝结时间。检查结果如果强度不合格，则允许降低标号使用，如果是其它指标不合格，则只能作废品处理；对碎石，主要是检验其压碎值和磨耗值；对清水砂，主要是检验其细度模数和含泥量，控制含泥量有大于3%。原材料合格是混凝土满足强度要求的先决条件。3. 混凝土应严格按操作规程要求施工施工混凝土的水灰比和压实度是影响混凝土路面抗折强度的两个关键因素。据日本水

15、泥技术协会的研究结果，抗折强度（f）与灰水比（C/W）之间有以下经验关系式：【f = 0.51+2.07(C/W)】。由上式关系式可知，如果因施工不当，将规定的水灰比提高0.05(例如由0.4增加到0.45)，则其抗折强度将下降10%，可见水灰比对抗折强度的影响之大。另一方面，压实程度对抗折强度的影响也相当大，即使混凝土中只有5%的空隙（此含量一般不算大，稍微不慎就很可能出现），则抗折强度也将下降30%。因此，施工过程中要精心组织，严密操作，强化管理，既不能为了一时方便提高流动性，从而增大水灰比，也不能敷衍马虎而不严捣压实。在拌和过程中，应按GB5201-92及混凝土的有关规范对各组成材料盘盘

16、过磅称量，以保证配合比满足设计要求。振捣过程应采用三重振捣法，即由插入式振捣器、平板振捣器和振动梁配套作业。振捣时间以混凝土不再下沉、不再冒出大量气泡、表面出现水泥砂浆为宜，振捣器移动间距应不大于振捣棒作用半径的1.5倍。插入式振捣器应掌握快插慢拔的原则(快插可使上下混凝土受同样的时间振捣，拔出太快原来振捣器的位置不易全部被混凝土填实，容易形成空隙)。平板振捣器应纵横交错，全面振捣，每次振捣应相互重叠100200mm左右；最后，在混凝土初凝前，用振动梁拖平。4. 成型后的混凝土应加强养护养护就是采用适当的手段来满足水泥凝结硬化过程中所需的湿度要求，并使其加快凝结硬化的速度。当混凝土成型后，混凝

17、土块外部随周围温度降低而收缩，而水泥水化时产生的热量聚集内部，内部膨胀而外部收缩互相制约产生很大的应力，容易产生裂缝。因此，水泥混凝土路面在进行表面修整后(一般为在混凝土浇筑完毕12h之内)，应立即对混凝土进行养护，以防水分从表面迅速蒸发和减少太阳辐射的影响，避免因此而产生过大的温、温度变化，从而导致出现早期收缩裂缝，并有利于混凝土强度增长。目前，方便的做法是用湿草席、麻袋、木屑或细砂等覆盖在混凝土表面，洒水湿养，每天34次。养护时间一般不少于14天，最后能养护28天。良好的养护是保证混凝土强度的一道必不可少的工序，也是预防混凝土产生收缩裂缝的一个重要手段。5. 正确处理施工缝路面浇筑时，必须

18、正确处理施工缝和每天的剩料。一般把施工缝留在胀缝或缩缝处。每天将完成任务时，必须对用料进行准确的计算，尽量避免剩余料作为第二天铺筑的底层。施工人员在施工中发现，这样做的结果往往由于底层不实或两层接触不好、凝结硬化不同步而产生裂缝等现象。把剩余料用作底层，这样看似节约，而潜在危险是很大的，因此也是不可取的。6. 及时适时地切割缩缝缩缝是为保证混凝土收缩时按人为规定的地方断裂而设置的。切得早，由于混凝土的强度不足，粗集料脱落，而不能切出整齐的缝；切得过迟，混凝土由于温度下降和水分蒸发产生的收缩因板长而受阻，产生裂缝。合格的切缝时间应控制在混凝土获得足够强度而收缩应力尚未超过强度的范围内。规范规定，

19、当混凝土强度达到设计强度的25%30%时，进行切缝。根据混凝土路面施工实践经验，适宜切缝时间与昼夜平均气温的关系大致如下表：昼夜平均气温()510152025进行切缝时间(d)4321.51切缝深度宜按1/41/5板厚为参考标准。切得太浅，混凝土板收缩时可能会在其它薄弱断面拉断而不在缩缝处断裂；切得太深，则缩缝处凹凸互嵌面积在一起而使板块之间传力作用减弱。 在混凝土掺加合适的外加剂和掺和料。在混凝土拌合物中加入适量的外加剂、掺和料，不仅能提高和改善混凝土的质量，而且有利于加快施工进度、提高经济效益。在混凝土面中常用的和新型的掺和料、外加剂有：1.在混凝土中加入高性能减水剂采用高效减水剂以降低水

20、灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施；掺用减水剂的混凝土可以减少混凝土的用水量，从而提高混凝土的密实度，提高混凝土的耐久性。目前路面混凝土常用的有：萘磺酸盐系、树脂系和复合减水剂。在选用不同减水剂，应综合考虑混凝土的强度、耐久性、工作性、经济，选用最佳的减水剂。2. 在混凝土加入早强剂。早强剂能加速水泥的水化和硬化过程，缩短养护周期，加快施工进度。早强剂多用于冬期施工和抢修工程。目前常用的有：CaCl2、Na2SO4、N(C2H4OH)3。3. 在路面混凝土中加入纤维网。在混凝土中加入纤维网是一种新型混凝土加强材料。根据国内外的应用的资料表明，加入纤维网后，能提高抗碎力、抗磨损力、抗冲

21、击能力、混凝土的坚韧性、延展性和抗渗性，抑制混凝土的塑性收缩龟裂。据报道，广州市环城高速公路第一期工程采用普通混凝土路面，出现严惩龟裂。第二期工程加入钢纤维，龟裂减轻但锈蚀严重，并对车胎造成破坏。占全线总里程2/3的第三期工程选用了纤维网，使用情况良好。使用纤维网时，无需改变原来的混凝土配合比，只加入一定量的纤维网即可。一般情况下纤维网的正常使用量为每立方米混凝土添加0.9kg/m3的添加量包装，使用时不必打开包装，可将整包投放入搅拌器中，包装在搅拌过程中自行溶解。每立方米混凝土搅拌后可有710万根独立的纤维，以弯曲的形式均匀分布在混凝土中（约每立方厘米7.1根纤维）。搅拌时间为45min，纤

22、维网在搅拌中不会磨损设备。4. 采用混凝土中加入聚丙烯纤维。据国内外的有关资料表明，聚丙烯纤维能有效提高混凝土的冲击韧性、初裂后继续吸收冲击能的能力和延长混凝土的疲劳寿命、提高混凝土在疲劳过程中刚度的保持能力。这种特性使聚丙烯纤维混凝土适用于路面、桥面工程。第五，应做好挤碎、磨损和露骨的预防 对挤碎的预防要消除胀缝处的挤碎，在施工中要保证滑动的传力杆位置正确并滑动有效，保证胀缝内或边缘不出现混凝土搭连的现象。冬季当混凝土板收缩而缝隙较宽时，要及时清缝并灌入沥青，加强填缝料的养护工作，保证没有坚硬杂屑落入。为防止纵缝处挤碎，首先在设计上应尽量采用加拉杆的平缝形式。因为纵缝断面上表面有脱模油（或塑料薄腊残片），比较光滑，混