浅谈水泥砼路面破坏的原因及其防治

张海周

（许昌建设工程项目管理有限公司，河南 许昌 461000）

1 水泥砼路面收缩开裂机理

砼路面开裂的主因有：收缩开裂（冷缩和干缩）；动荷载作用下的疲劳破坏而开裂。其中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，要防止开裂，关键在于降低砼内部拉应力。砼内部的收缩拉应力主要取决于砼的收缩和外部限制条件。不同限制条件下，砼变形引起开裂的情形完全不同。

在强限制条件下，砼收缩变形会引起内部很大的弹性拉应力。此应力随着砼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，但徐变松驰后的拉应力增长超过砼抗拉强度时，砼路面就会开裂。可见控制砼路面开裂的主要原因为：砼自身冷缩和干缩，水泥砼路面面层与基层间的限制条件。

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很多，而不是静摩擦力占主导地位。根据上述分析可以看出，要降低层间摩阻力的关键是要减少层间黏结，而减少静摩擦力潜力不大。

2 水泥砼路面板破坏的原因

2.1 路基施工方面的原因

2.1.1 路基填筑使用了不适宜的材料。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。

2.1.2 路基土方填筑方面的问题。在施工过程中：a.施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制，有时填料的松铺厚度达60～80cm，这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值；b.路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够，有的部分在路基填筑完成时，才发现填筑宽度不够，为达到路基的有效宽度，施工单位往往没有按规范要求挖台阶分层填筑压实至路基要求的宽度，而是将一些松散的土倾倒在边坡上；用人工摊铺拍实，这样补上来的路基部分远未达到密实的要求，造成路基滑坡、层层冲刷或路基填筑每层的填料未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；c.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排水不畅通，从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量。由于以上施工方面的原因，对路基的稳定性造成一定的影响，直到影响路面砼板。

2.1.3 填切交界处未按规范要求施工。当路堤在斜坡上或填切交界处，或原有路堤上或路堤处在垂直路中线测得的坡度大于1：5的坡地时，应把原地面挖成台阶，台阶宽度应不小于1m，用小型机具进行夯实，并向内侧倾斜2%，且台阶上不能有积水，然后再分层填筑压实，这样，才能保证路堤的稳定和达到规定的密实度。

2.1.4 构造物台背的回填不符合要求。目前，从建成通车的公路来看，构造物台背跳车是通病，然而最明显的是台背沉陷或错台，主要原因是台背回填质量差。台背回填要求每层松填厚度不得大于20cm，压实度必须达到95%以上，回填材料最大粒径不超过5cm，且应具有良好的级配和透水性。然而，施工单位在进行台背回填时，松铺厚度未严格控制；回填材料没有认真地选取；压实时有时用人工夯实，有时即使用小型机具进行压实，也不过是敷衍了事，未能达到规定的压实度；台背回填尺寸未按规范要求开挖，或台背开挖不彻底，虽说台背回填时中部填筑合乎要求；但边缘没有开挖到位，仍为不透水性材料，所以路面渗入的水积存在台背；这样时间一长便影响了路基的稳定性，造成台背沉陷，最终影响到砼而板。

2.2 路面施工方面的原因

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。底基层一般采用石灰稳定土基层，面基层一般采用水泥稳定碎石基层。路面开始施工前要求路槽应清理干净，严格控制标高，否则，会影响基层的设计厚度(厚度增加提高成本，厚度减少影响路面基层的稳定)；石灰土基层中所用石灰为Ⅲ级以上，且混合料拌和均匀，无黏土块、腐殖物等有害物质；在压实时，松铺好的含水量应比最佳含水量稍高。水泥稳定碎石基层，在铺筑前，应将底基层面上的所有浮土、杂物全部清除，并严格地整形和压实，将底基层上的车辙或松软部分和压实不足的地方以及任何不符合规范要求的表面都应重新翻松、清除或用同类材料进行整形，并压实到符合规范要求的密实度和规定的线形、坡度、标高。水泥稳定碎石的级配要求良好，有机质含量不得大于2%，集料中不得含有黏土块、腐殖物等有害物质；水泥质量要符合规范要求，不得使用过期的水泥，水泥用量应严格按试验配合比加入，拌和要均匀。而施工单位在施工时，材料控制不严，使用级配不好且杂质较多的集料来铺筑基层；对路基、底基占层、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；这些情况严重影响了基层的质量，最终导致砼面板的破坏。

2.3 路面水泥砼板施工方面的问题

2.3.1 水泥砼面板厚度未达到设计要求。水泥砼面板厚度能否达到设计要求，是影响砼面板质量的重要原因。影响砼面板厚度的主要因素有：a.基层施工标高控制不严所引起.b.集料的级配不良，细长及扁平的颗粒含量太高，且集料中含泥量过高，降低了混合料的黏结度；c.一所采用水泥质量不符合规范要求或已过期；d.水泥砼在浇筑过程中未完全振捣密实，蜂窝麻面较严重。

2.3.2 水泥砼路面结构层防水或排水未进行有效地处理。当路面板遭到破坏，人们总想到是路基、路面基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。

3 预防措施

3.1 路基施工方面

路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥砼板难修补。故在路基施工时应着重注意以下几点：(1)清表要彻底。不适宜的材料全部清除且按规范要求搞好基底压实；(2)软基处理要慎重，并采用合理的施工方案和施工工艺；(3)路基填筑过程中，要严格按规范要求选好填料，控制松铺厚度和粒径，控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内，每层填筑要用平地机等机械整平后压实，形成横向路拱，做好临时排水使路基干燥等。

3.2 路面施工方面

(1)路面基层施工要严格按规范要求选好合格材料，保证路面基层设汁厚度及顶面标高，保证压实度，严格控制施工质量；(2)路面砼板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配，保证砼质量并充分地密实，搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治，防止路表水渗入路基；(3)及时锯缝以释放砼的温度收缩应力，是防止施工断板最有效的措施。如果太早，砼强度低缝槽被锯缝机打成不规则毛边；如果太晚砼早龄期温度裂缝已形成，易造成施工断板。实际工作中常用温度时问和强度控制法等来确定锯缝时机，但由于砼凝结过程受本身性质和湿度、气温、风速等多种因素影响较大，所以还要多结合实际情况来确定。

[1] 张雄涛，林军华，荣克明.浅析水泥砼路面破坏成因及预防措施[J].价值工程，2011-01-28.

[2] 娄伟，孙彦涛.浅谈高速公路水泥砼路面破坏的原因及其防治[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2010-06-25.