水泥混凝土路面破坏原因分析

水泥混凝土路面破坏原因分析
摘要：根据我国水泥混凝土路面的破损情况 ,从设计、施工、重载及超载、养护管理等方面分析了水泥混凝土路面破坏的原因 ,为进一步改进水泥混凝土路面设计方法、施工工艺及养护管理工作提供参考。

关键词：水泥混凝土路面 ,破坏 ,分析
0引言
随着我国公路交通事业的发展 ,尤其是高等级公路的迅猛发
展 ,对我国国民经济发展、社会进步和人们生活水平提高提供了必不可少的公共基础设施。

在我国南方大部分省份 ,受高温、多雨季节的影响 ,城市道路与高等级路面常采用水泥混凝土路面结构。

但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
路路面使用情况来看 ,有相当部分出现了破坏 ,如开裂、断板、沉陷、错台、唧泥、拱起、坑洞、麻面、露骨等病害 ,这里仅从设计、施工、重载及超载、养护管理等方面较全面地分析水泥混凝土路面破坏的原因。

1 设计方面的原因
由于受当时的设计水平所限 ,对雨水可能造成的损坏重视程度不够 ,对交通量的增长尤其是重车及超重车的影响估计不够 ,在
路面结构设计时 ,未设置完整的路面排水系统 ,路表排水及边缘
排水系统不完善；由于路基的不均匀沉降造成的脱空板未及时补强
处治 ,在超重车作用下 ,脱空板可能出现的极限应力破坏没有从
设计上予以防范 ,路面板及基层厚度偏薄 ,基层材料选择不当 ,
接缝材料性能达不到规定的要求 ,这些因素对水泥混凝土路面的
早期损坏带来了一定的影响。

2 重车及超重车的影响
随着我国经济的快速发展 ,车流量不断增加 ,重车及超重车日益增多 ,超载现象随处可见。

公路养护部门的资料表明:上饶～英潭公路超载车比例高达58 %,实际载重量为额定载重量的1倍～3倍,单轴超过130 kn的车辆普遍存在,有的单轴甚至超过了200 kn,根据对水泥混凝土路面的应力分析可知,常规水泥混凝土路面结构在一般荷载作用下的应力水平范围在 0.2～0.65之间,对于重载作用下较薄的混凝土路面应力水平超过0.85,水泥混凝土路面刚度高、变形能力小,对荷载及变形非常敏感,因此,超载车辆是水泥混凝土路面断裂破坏的一个重要原因。

3 路基施工方面的原因
3.1 路基修筑时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修筑。

如:沼泽土、泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质等材料;液限指数大于50 %,
塑限指数大于 25 %的材料;有机质含量大于 3 %的材料;压实含水量和最佳含水量之差大于 2 %的材料等等。

但是 ,由于施工单位在路基填筑材料方面控制不严 ,使用了不适宜材料从而造成路基下
沉或塌方 ,以致影响路面直到路面混凝土板破坏。

3.2软基处理不当
在软土地段路基填筑前 ,应该首先探明地基承载力 ,然后采取合理的软基处理方案和施工工艺。

软基处理方案一般有:淤回填土方、石方、土石混合料或砂砾 ,袋装砂井 ,塑料排水板 ,土工布 ,土工格栅或以上两种方案的组合等。

但是施工时 ,往往是由于所采取的软基处理方案或施工工艺不合理 ,施工时未认真按要求处理
或处理不完善 ,这样给路基的稳定性造成了隐患 ,使成型的路基
沉陷或滑移 ,最终影响路面混凝土板。

3.3路基土石方填筑方面的问题
在施工过程中:1)施工单位未严格按规范要求控制填料层厚,有时松铺厚度达60 cm～80 cm ,因此填方的密实度很难达到规范要求；
2)路基填筑的有效宽度不够 ,有的部分在路基填筑完成时 ,才发
现宽度不够 ,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
达到密实度的要求 ,造成路基滑坡、层层冲刷；3)路基填筑填料未用平地机或其他平整机械进行整平，或整平效果不好 ,使低洼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照要求做成一定的横坡度 ,施工时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 ,严重影响了路基质量；5)路基石方或土石混合料填筑时 ,石头块径过大 ,使填石路堤或土石混填路
堤密实度达不到规范的要求。

3.4 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铺厚度不得大于20 cm ,压实度必须达到95 %,回填材料最大粒径不大于5 cm ,且应具有良好的级配和透水性。

然而 ,在施工时 ,松铺厚度往往未严格控制 ,回填材料没有认真选取 ,压实仅用人工夯实 ,有时即使用小型机具进行压实 ,也只不过是个形式 ,敷衍了事 ,台背回填尺寸未按规范要求开挖 ,使得回填材料无法压实达到规定的密实度 ,边缘为不透水性填料 ,没有进行更换 ,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 ,以致路面板遭破坏。

4 路面施工方面的原因
4.1 路面基层施工质量不合要求
路面基层一般有底基层和上基层。

底基层为级配砂砾集料 ,上基层为水泥稳定类集料。

路面开始施工前 ,要求路槽应清理干净 ,标高应严格控制 ,否则 ,会影响基层的设计厚度。

底基层集料细长及扁平的颗粒不得超过 20 %,且不得含有粘土块、腐殖质等有害物质；集料须级配良好 ,级配曲线应接近圆滑并居中。

0.5 mm以下集料的塑性指数应小于 4 %,液限指数应小于25 %；松铺集料在压实时 ,其含水量应比最佳含水量稍高。

水泥稳定类集料上基层在铺筑前 ,应将底基层清扫,并严格整形和压实 ,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
实度和规定的线型、坡度、标高。

水泥稳定类集料的级配要求良好 ,有机质含量不得大于2 %,集料中不得含有粘土块、腐殖质等有害物质。

水泥质量要求稳定 ,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 ,往往容易忽视的是使用集料的级配 ,含有粘块及有害物质的材料来铺筑基层 ,用水量控制不准 ,水泥用量不足等等 ,这样严重影响了层的质量 ,直至路面板遭受破坏。

4.2 路面水泥混凝土板施工方面的问题
水泥混凝土面层施工 ,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 ,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 ,水泥混凝土在浇
筑过程中未完全振捣密实 ,蜂窝麻面较严重 ,这样 ,势必影响混
凝土板本身的质量 ,而造成损坏。

5 养护管理方面原因
由于公路养护管理部门缺乏系统的、连续的养护经验 ,经常是哪坏补哪 ,不能从诱发病害的主要原因上解决问题 ,致使修补的
速度甚至赶不上路面破坏的速度。

养护部门对于路面及边缘的排水结构的破坏未能引起足够的重视 ,经常可以看到路基边坡受到冲
刷的现象；公路上超载车是导致水泥混凝土路面过早破坏的重要原
因 ,但管理部门对超载车引起的混凝土路面破坏的严重性认识不足 ,没有采取有效管理措施控制超载车辆的通行 ,未及时制定出限制超载车通行或限制一定吨位车辆通行的政策和制度 ,往往是一罚了之 ,也是造成水泥混凝土路面破坏的原因之一。

6 结语
1)完善多雨地区水泥混凝土路面内部排水系统 ,加强路基路面综合排水是水泥混凝土路面设计、施工与养护的关键。

2)制定明确的车辆超载超限标准 ,加大对超载车辆的限制力度 ,是遏制水泥混凝土路面破坏的有效措施之一。

3)加强水泥混凝土路面的养护管理 ,可延长其使用寿命 ,提高道路运营的经济效益。