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摘要：本文就影响水泥混凝土路面耐久性的因素从路面设计、路基施工、基层施工及水泥混凝土面板施工等几个方面进行了分析，并提出了相应的防治措施。
关键词：水泥混凝土；耐久性；因素；分析
水泥砼路面作为一种主要的路面结构形式，以其使用年限长，不易损坏，养护简便等优点，自九十年代以来，在我国取得了飞速发展，多条高速公路均采用了水泥砼路面，近几年来，在城市道路、高速公路服务区、工业园的道路建设中，水泥砼路面更是占绝对优势。目前正在进行的村村通工程中，绝大部分亦采用水泥砼路面，在水泥砼路面修建技术不断提高的同时，由于耐久性不足，而产生开裂、断板、错台、沉陷等病害，使已有的混凝土路面使用寿命大大下降，路面完好率和面板受到严重影响，如京沪高速公路济泰段，由于病害影响，现已全面白改黑，本文针对影响水泥混凝土路面耐久性的因素进行逐一分析，并相应提出防治措施，供同行们参考。
1、影响水泥砼路面耐久性的因素
1.1 路面设计方面的因素
1.1.1 路面厚度偏薄
根据相关研究资料，路面的使用寿命与路面厚度成5次方关系，如果设计时交通量调查不准，路基基层的模量和材料参数选用不当等原因而使路面偏薄，就会使路面寿命缩短，过早地破坏路面。另外随着交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，根据轴载等效换算系数f=(PiPo)16，超重轴载与标准轴载换算成16次方关系。因此在设计阶段，既要充分考虑交通发展状况，准确调查交通量及运输车辆的发展状况，又要考虑到超重车的影响，相应提高设计标准。
1.1.2 板块平面尺寸设计不当
水泥混凝土路面直接暴露在大气中，温度的变化会使混凝土路面在不断的伸缩和翘曲中处于拉应力和压应力的反复交替作用状态，此拉压应力称为温度应力。混凝土板越长，温度应力就越大。若设计时板块过长或长宽比例不当，温度应力超出容许范围，路面板即产生开裂断板。
1.1.3 排水设计不当
路基及基层如排水不良，长期受水浸泡，会引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则裂缝；裂隙水或边沟水等渗入路基基层，冬季冻胀时会使路面产生纵向开裂。因此设计时应结合地形条件设计全面的排水系统，确保地表水、地下水不会对路面造成破坏。
1.2 路基施工方面的因素
1.2.1 路基填筑使用了不适宜的材料
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。如沼泽土，腐植土等材料，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。
1.2.2 在软弱地基、湿陷性基土以及采密区、陷穴等特殊路段，处理不当。
路基填筑前，应首先探明地质情况，然后采取合理的施工方案，否则就容易给路基造成隐患，使成形路基沉陷或滑移，最终影响砼面板。
1.2.3 结构物台背回填不符合要求
由于回填材料不符合要求，压实度不足等极易造成台背沉陷或错台，尤其应引起注意的是边缘如为不透水性填料，路面渗入的水积存在台背，时间一长，便影响了路基稳定，造成面板破坏。
1.3 基层施工方面的原因
1.3.1 原材料的控制
水泥砼路面基层一般采用水泥稳定类集料，水泥稳定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。
1.3.2 平整度、标高的控制
基层平整度和标高是保证面板厚度的基础。平整度误差会造成路面板厚度不一，有局部超厚也有局部厚度小于设计值，所以水泥混凝土路面在基层施工时，一定要控制好平整度。采用摊铺机摊铺，一般能确保平整度符合规范要求。标高是控制板厚度的关键，控制时宁低勿高。决不能为节约成本而有意抬高标高。
1.3.3 施工过程的控制。
铺筑前应将路基上的所有浮土、杂物全部清除，并严格整形和压实。对松软部分或压实不足的部分都应重新翻松、压实。松铺好的集料在压实时，其含水量应比最佳含水量稍高。
1.4 水泥砼面板施工方面的问题
1.4.1 原材料的选用
原材料是保证面板强度的基础，所以水泥砼路面原材料必须合格。水泥作为混凝土的胶结材料，必须采用符合国家标准的产品，并作复试检测，合格后方能使用；碎石作为骨料必须有一定强度，其压碎值、针片状含量、含泥量、有机质含量、级配等指标均应符合要求；砂作为骨料空隙的充填料，应选用符合规范要求的中砂。
1.4.2 配合比设计
配合比对混凝土强度非常重要。首先，配合比试验用的材料必须与施工用材一致，以真实反映配合比情况；其次，化学添加剂能有效提高混凝土强度，我们在沂邳线沂南段改建工程中采用YF－2型缓凝减水剂，做了三个配合比(见下表)，发现加添加剂的2个配比，7天抗折强度均能达到5Mpa，28天达5.5Mpa以上，而未加添加剂的一组试验，7天抗折强度为4.53Mpa，28天抗折强度为4.85Mpa。
1.4.3 施工工艺的控制
1.4.3.1 拌和控制
混凝土拌和质量将直接影响混凝土强度，在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自加大用水量而不管强度是否达到要求。生产现场砂、碎石的实际含水量没有准确测量，这样做也会导致配合比不准确。故在施工时，拌和设备宜采用电子计量的拌和机，确保严格按配合比计量拌和用料。
1.4.3.2 振捣控制
混凝土振捣是一道非常关键的工序，漏振、欠振会使混凝土不密实，甚至出现空洞。而过振会造成混凝土表面砂浆过多，将来表面薄层砂浆在温差作用下易开裂，在行车荷载作用下形成层状剥落并造成面板厚度变薄。
1.4.3.3 缩缝、胀缝的控制
准确控制缩缝的切缝时间十分关键，过早会破坏路面，过晚则会出现断板，根据经验，在平均气温十7℃左右时，养护10天切缝比较合理；平均气温+14℃，7天比较合理；平均气温+20℃左右时，养护时间在3天切缝较合理，也可视切缝不带毛及缝边是否整齐来确定最终切缝时间。
由于温度的变化，在浇筑砼时，必须留出胀缝，设计规范中规定100－200m留一遭胀缝，根据作者多年的施工经验，平均气温在7℃时，应在50m内就要留一道胀缝，平均气温在14℃时，200m留一道比较合理。在道路变坡点处则必须设置胀缝。否则当夏天气温升高时，就会出现路面板由于温度的应力而被挤裂或拱起。
传力杆如果安装不当，上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中砼也会被破坏。
1.4.3.4 养护控制
尤其是在气温高、湿度小、风速大的不利条件下，砼表面水分蒸发太快，极易形成干缩裂缝，因此在砼面板抹光初凝后应及时养护，保温养护不应少于7天，用草袋覆盖洒水养护最佳。
1.4.3.5 浇缝控制
为防止缝内灌水，填缝材料应选用与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩、不溶于水和不渗水、高温不溢出、低温不脱裂、耐久性好的材料填充；接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩、施工时不变形、耐久性良好的材料。灌缝前应将缝隙用机械清除干净，灌缝机及时跟上灌缝，灌缝时控制好速度，确保缝隙填满灌缝料。
1.4.3.6 真空吸水
当采用真空吸水工艺时，如果因两吸垫之间未重叠，而导致漏吸，则漏吸处水灰比较两侧大，混凝土强度较低，收缩也大，从而形成薄弱环节而破坏。
2、水泥硷路面破坏后的处治
水泥混凝土路面出现病害后，应当及时进行处理，防止病害的进一步发展。实践证明，及时发现并处理混凝土病害后，水泥混凝土路面的使用寿命明显延长。
2.1 对于水泥砼面板错台、沉陷的现象，最好的办法是铲除，用同标号的新砼进行修补，并加入JK系列砼快速修补剂，4小时后即可开放交通。
2.2 对水泥砼面板裂缝的现象，可采用灌缝处理。在灌缝时，先用空压机将缝内的尘土杂物吹干净，然后用新型补缝材料“高弹密封膏”灌注；如发现板下掏空先在掏空部位用冲击钻(φP30钻头)，将板钻透，然后配制1：6的水泥砂浆做压浆处理，再将板缝周围可能进水缝隙用灌缝材料灌封。
3、结语
本文仅就有显著影响的几个主要因素作了分析，并就如何防止和减轻这些因素的影响提出了具体的看法和建议。影响水泥混凝土路面耐久性的因素还有很多，例如超重超限车辆对公路的影响已经日益严重，仅靠提高设计标准无法根治且会大大增加投资成本。除交通、公路部门加大治路力度外，还需要全社会共同努力，保护国家财产、确保公路畅通。
关键词：水泥混凝土；耐久性；因素；分析
水泥砼路面作为一种主要的路面结构形式，以其使用年限长，不易损坏，养护简便等优点，自九十年代以来，在我国取得了飞速发展，多条高速公路均采用了水泥砼路面，近几年来，在城市道路、高速公路服务区、工业园的道路建设中，水泥砼路面更是占绝对优势。目前正在进行的村村通工程中，绝大部分亦采用水泥砼路面，在水泥砼路面修建技术不断提高的同时，由于耐久性不足，而产生开裂、断板、错台、沉陷等病害，使已有的混凝土路面使用寿命大大下降，路面完好率和面板受到严重影响，如京沪高速公路济泰段，由于病害影响，现已全面白改黑，本文针对影响水泥混凝土路面耐久性的因素进行逐一分析，并相应提出防治措施，供同行们参考。
1、影响水泥砼路面耐久性的因素
1.1 路面设计方面的因素
1.1.1 路面厚度偏薄
根据相关研究资料，路面的使用寿命与路面厚度成5次方关系，如果设计时交通量调查不准，路基基层的模量和材料参数选用不当等原因而使路面偏薄，就会使路面寿命缩短，过早地破坏路面。另外随着交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，根据轴载等效换算系数f=(PiPo)16，超重轴载与标准轴载换算成16次方关系。因此在设计阶段，既要充分考虑交通发展状况，准确调查交通量及运输车辆的发展状况，又要考虑到超重车的影响，相应提高设计标准。
1.1.2 板块平面尺寸设计不当
水泥混凝土路面直接暴露在大气中，温度的变化会使混凝土路面在不断的伸缩和翘曲中处于拉应力和压应力的反复交替作用状态，此拉压应力称为温度应力。混凝土板越长，温度应力就越大。若设计时板块过长或长宽比例不当，温度应力超出容许范围，路面板即产生开裂断板。
1.1.3 排水设计不当
路基及基层如排水不良，长期受水浸泡，会引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则裂缝；裂隙水或边沟水等渗入路基基层，冬季冻胀时会使路面产生纵向开裂。因此设计时应结合地形条件设计全面的排水系统，确保地表水、地下水不会对路面造成破坏。
1.2 路基施工方面的因素
1.2.1 路基填筑使用了不适宜的材料
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。如沼泽土，腐植土等材料，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。
1.2.2 在软弱地基、湿陷性基土以及采密区、陷穴等特殊路段，处理不当。
路基填筑前，应首先探明地质情况，然后采取合理的施工方案，否则就容易给路基造成隐患，使成形路基沉陷或滑移，最终影响砼面板。
1.2.3 结构物台背回填不符合要求
由于回填材料不符合要求，压实度不足等极易造成台背沉陷或错台，尤其应引起注意的是边缘如为不透水性填料，路面渗入的水积存在台背，时间一长，便影响了路基稳定，造成面板破坏。
1.3 基层施工方面的原因
1.3.1 原材料的控制
水泥砼路面基层一般采用水泥稳定类集料，水泥稳定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。
1.3.2 平整度、标高的控制
基层平整度和标高是保证面板厚度的基础。平整度误差会造成路面板厚度不一，有局部超厚也有局部厚度小于设计值，所以水泥混凝土路面在基层施工时，一定要控制好平整度。采用摊铺机摊铺，一般能确保平整度符合规范要求。标高是控制板厚度的关键，控制时宁低勿高。决不能为节约成本而有意抬高标高。
1.3.3 施工过程的控制。
铺筑前应将路基上的所有浮土、杂物全部清除，并严格整形和压实。对松软部分或压实不足的部分都应重新翻松、压实。松铺好的集料在压实时，其含水量应比最佳含水量稍高。
1.4 水泥砼面板施工方面的问题
1.4.1 原材料的选用
原材料是保证面板强度的基础，所以水泥砼路面原材料必须合格。水泥作为混凝土的胶结材料，必须采用符合国家标准的产品，并作复试检测，合格后方能使用；碎石作为骨料必须有一定强度，其压碎值、针片状含量、含泥量、有机质含量、级配等指标均应符合要求；砂作为骨料空隙的充填料，应选用符合规范要求的中砂。
1.4.2 配合比设计
配合比对混凝土强度非常重要。首先，配合比试验用的材料必须与施工用材一致，以真实反映配合比情况；其次，化学添加剂能有效提高混凝土强度，我们在沂邳线沂南段改建工程中采用YF－2型缓凝减水剂，做了三个配合比(见下表)，发现加添加剂的2个配比，7天抗折强度均能达到5Mpa，28天达5.5Mpa以上，而未加添加剂的一组试验，7天抗折强度为4.53Mpa，28天抗折强度为4.85Mpa。
1.4.3 施工工艺的控制
1.4.3.1 拌和控制
混凝土拌和质量将直接影响混凝土强度，在实际生产中，操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，擅自加大用水量而不管强度是否达到要求。生产现场砂、碎石的实际含水量没有准确测量，这样做也会导致配合比不准确。故在施工时，拌和设备宜采用电子计量的拌和机，确保严格按配合比计量拌和用料。
1.4.3.2 振捣控制
混凝土振捣是一道非常关键的工序，漏振、欠振会使混凝土不密实，甚至出现空洞。而过振会造成混凝土表面砂浆过多，将来表面薄层砂浆在温差作用下易开裂，在行车荷载作用下形成层状剥落并造成面板厚度变薄。
1.4.3.3 缩缝、胀缝的控制
准确控制缩缝的切缝时间十分关键，过早会破坏路面，过晚则会出现断板，根据经验，在平均气温十7℃左右时，养护10天切缝比较合理；平均气温+14℃，7天比较合理；平均气温+20℃左右时，养护时间在3天切缝较合理，也可视切缝不带毛及缝边是否整齐来确定最终切缝时间。
由于温度的变化，在浇筑砼时，必须留出胀缝，设计规范中规定100－200m留一遭胀缝，根据作者多年的施工经验，平均气温在7℃时，应在50m内就要留一道胀缝，平均气温在14℃时，200m留一道比较合理。在道路变坡点处则必须设置胀缝。否则当夏天气温升高时，就会出现路面板由于温度的应力而被挤裂或拱起。
传力杆如果安装不当，上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中砼也会被破坏。
1.4.3.4 养护控制
尤其是在气温高、湿度小、风速大的不利条件下，砼表面水分蒸发太快，极易形成干缩裂缝，因此在砼面板抹光初凝后应及时养护，保温养护不应少于7天，用草袋覆盖洒水养护最佳。
1.4.3.5 浇缝控制
为防止缝内灌水，填缝材料应选用与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩、不溶于水和不渗水、高温不溢出、低温不脱裂、耐久性好的材料填充；接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩、施工时不变形、耐久性良好的材料。灌缝前应将缝隙用机械清除干净，灌缝机及时跟上灌缝，灌缝时控制好速度，确保缝隙填满灌缝料。
1.4.3.6 真空吸水
当采用真空吸水工艺时，如果因两吸垫之间未重叠，而导致漏吸，则漏吸处水灰比较两侧大，混凝土强度较低，收缩也大，从而形成薄弱环节而破坏。
2、水泥硷路面破坏后的处治
水泥混凝土路面出现病害后，应当及时进行处理，防止病害的进一步发展。实践证明，及时发现并处理混凝土病害后，水泥混凝土路面的使用寿命明显延长。
2.1 对于水泥砼面板错台、沉陷的现象，最好的办法是铲除，用同标号的新砼进行修补，并加入JK系列砼快速修补剂，4小时后即可开放交通。
2.2 对水泥砼面板裂缝的现象，可采用灌缝处理。在灌缝时，先用空压机将缝内的尘土杂物吹干净，然后用新型补缝材料“高弹密封膏”灌注；如发现板下掏空先在掏空部位用冲击钻(φP30钻头)，将板钻透，然后配制1：6的水泥砂浆做压浆处理，再将板缝周围可能进水缝隙用灌缝材料灌封。
3、结语
本文仅就有显著影响的几个主要因素作了分析，并就如何防止和减轻这些因素的影响提出了具体的看法和建议。影响水泥混凝土路面耐久性的因素还有很多，例如超重超限车辆对公路的影响已经日益严重，仅靠提高设计标准无法根治且会大大增加投资成本。除交通、公路部门加大治路力度外，还需要全社会共同努力，保护国家财产、确保公路畅通。