水泥砼路面質(zhì)量病害問題探討

張雷

摘 要：根據(jù)目前水泥路面建設(shè)比較普遍的情況，針對施工中出現(xiàn)比較多的質(zhì)量病害進行了分析，分別從水泥砼路面的裂縫產(chǎn)生的過程、材料、配合比、水灰比、施工操作等對質(zhì)量的影響及產(chǎn)生外觀質(zhì)量缺陷的原因進行了評述。

關(guān)鍵詞：路面；病害；探討

近年來，水泥砼路面建設(shè)發(fā)展迅猛，但建筑質(zhì)量并不盡人意。導(dǎo)致建設(shè)費用大大增加。為了能更好地控制水泥砼質(zhì)量，下面就針對一些常見的水泥砼路面質(zhì)量問題作一探討。

水泥砼路面產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因除路基本身質(zhì)量欠缺而影響到路面質(zhì)量外，主要還有路面施工不規(guī)范及組成材料不合格的問題。其質(zhì)量病害的主要問題有：

1 裂縫

產(chǎn)生裂縫的原因很多，從時間上可分硬化前和硬化后兩個過程。

（一）在硬化前，砼還處于塑性狀態(tài)，由于組材料的密度不同而發(fā)生沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋。這一般發(fā)生在抹面層。但在干燥的基層上澆筑砼面層時，因段中的水份很快被基層吸收，會引起大折收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫。

為防止沉降裂縫的發(fā)生，可采取以下措施：

1、砼澆筑后，尚未出現(xiàn)析水前，防強風(fēng)吹和烈日曝曬。覆蓋塑料薄膜。

2、及時養(yǎng)護，防止砼表面水份蒸發(fā)而干燥。

3、在澆筑砼前，應(yīng)將基層澆濕。

4、采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋

5、避開高溫氣候施工。因在高溫天氣下水泥水化作用加快，內(nèi)部水化熱不易及時散開而產(chǎn)生溫度裂縫。同時因水份蒸發(fā)加快使砼迅速干燥而收縮，易產(chǎn)生收縮裂縫。

（二）硬化后，由于施工及材料的問題而產(chǎn)生裂縫

1.干縮裂縫

因水份蒸發(fā)使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于砼的抗拉強度，使砼產(chǎn)生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯沒有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發(fā)絲相似。

引起干縮裂縫的因素主要有：

（1）水泥中的硅酸二鈣可以產(chǎn)生很多肢體，它在干濕作用下體積很大。水泥中的鋁酸二鈣水化時需大量的水，養(yǎng)護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時干縮性亦大。

（2）砼中的用水量對于縮值有很大的影響。當(dāng)用水量增加一定百分?jǐn)?shù)時，干縮值成倍增加。

（3）骨料的大小和級配也對于干縮值有密切關(guān)系。級配良好時空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對減少。對使用偏細(xì)砂時會砼收縮值增大。含泥量大的情況下與使用偏細(xì)砂類似。

2.由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫

這主要是因晝夜溫差太大而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。由于沒有設(shè)置伸縮縫和地砼面板進行及時切割而造成面板拉裂。因為砼材料對溫度的變化而引起的伸縮量約為每度0.01毫米，當(dāng)累計長度內(nèi)溫度應(yīng)為超過抗拉強度時，就會發(fā)生裂縫。

一般在20-40米范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置伸縮縫，以防斷裂。

3、基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進行及時處理而反射到面層，使面層斷裂。

目前，水泥砼路面基層采用的結(jié)構(gòu)式以水泥碎（礫）石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會自然斷裂。如在基層上人為地設(shè)置一些伸縮縫為使上下縫對齊，會增加不少施工難度。

4、由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫

水泥熟料如鍛燒不充分，會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣。因它的水化過程很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。

為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強檢驗，并選用低堿性水泥。

（2）因拌和物溫度過高而出現(xiàn)“假凝”現(xiàn)象，并使砼板塊斷裂。

水泥拌和后不久，便產(chǎn)生變硬、爾后變軟、逐步正常硬化。這一過程中開始出現(xiàn)的現(xiàn)象即為“假凝”。這是因為拌合物溫度過高，使水泥顆粒表面形成一層薄的硬殼，使砼拌合物的和易性變差，且影響后期強度。另外，內(nèi)部熱量不易散發(fā)，使體積膨脹也易引起砼開裂。

因此，為防止砼發(fā)生“假凝”現(xiàn)象，一定要控制砼拌合物的溫度。

（3）水及砂中有害雜質(zhì)對水泥砼有腐蝕作用

有害雜質(zhì)與砼產(chǎn)生反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)，使砼被腐蝕，強度降低。在車輛荷載的不斷作用下遭到破壞。

根據(jù)規(guī)定：對砂、石材料的試驗檢測每料場要做一次，海水一般情況下不能作拌合用水。

（4）砂、石材料中的活性材料與水泥堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使砼結(jié)構(gòu)遭到破壞。

集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鈉和氫氧化鉀會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并在集料表面生成一種堿--硅酸凝膠體。這種凝膠體吸水后體積產(chǎn)生膨脹，使砼結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)較深的網(wǎng)裂，這就是“堿骨料”反應(yīng)。

A、新出廠的水泥不能立即使用，因新出廠的水泥溫度較高且游離氧化鈣等還沒有完全消解。

B、采用低堿水泥和非活性集料。

C、嚴(yán)格控制砼振搗時間。即要振搗密實又要避免過振。過振導(dǎo)致離析，使表面砂漿過厚，易產(chǎn)生收縮裂縫。

2 影響砼強度的一些原因

1、選用材料不當(dāng)

（1）骨料中針片狀石子含量過高

針片狀石子在砼中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙較大、受壓易折斷、從而影響砼強度。

（2）選用較細(xì)的砂、且雜質(zhì)含量高

根據(jù)規(guī)定：砂的細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.5以上，含泥量不超過3%。

（3）水泥隨意摻合使用

因不同水泥中混合材質(zhì)量及摻量不同，摻合后將使水泥性能發(fā)生變化、標(biāo)號降低而影響砼強度。

（4）粗骨料采用礫石

礫石因表面光滑、無棱角，與水泥砂漿的粘結(jié)性不夠好，使砼強度降低。應(yīng)采用機軋碎石作骨料。

（5）砂、石材料內(nèi)含雜質(zhì)不符要求

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：粗骨料含泥量不超過1%，砂含泥量不超過3%。砂、石材料內(nèi)雜質(zhì)的含量對路面塑性收縮開裂和干縮變形影響很大。

（6）對粗骨料最大粒徑控制不嚴(yán)

根據(jù)規(guī)范規(guī)定：水泥砼路面最大集料粒徑為40毫米。但在施工中往往控制不嚴(yán)。

2、外加劑對砼強度的影響

在摻有早強劑或速凝劑的砼中，因水泥短期內(nèi)水化、硬化、使水泥顆粒表在生成一層硬殼、陰礙了水泥進一步水化，致后期強度偏低。

3.配合比控制不嚴(yán)及計量不準(zhǔn)確

（1）水灰比問題

砼中的拌合水份自由水和化合水兩部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水。它是為了滿足操作的要求。自由水在砼硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使砼內(nèi)部形成空隙。如水灰比偏大使砼密實度降低、強度也降低。但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實，使砼強度降低。因此要嚴(yán)格控制水灰比。

（2）計量不準(zhǔn)確

砼配合比是根據(jù)砼的強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據(jù)規(guī)定計量誤差：水泥1%、粗骨料3%、水1%、外加劑2%。同時計量不準(zhǔn)確也影響砂石材料的級配。沒有一個好的級配，砼密實度就難以保證。

施工操作不規(guī)范

（1）砂石材料含水率的測定

砂石材料的含水量是隨氣候變化而變化的。施工中往往根據(jù)設(shè)計而不考慮這一因素，從而使水灰比失去控制。事實上，在施工現(xiàn)場要在每班開工前及天氣變化時對砂石格料進行含水量的測定，及時對水灰比進行調(diào)整。

（2）標(biāo)高控制不嚴(yán)，使砼板塊厚薄不均，造成砼強度不勻。在砼板厚薄不均界面，在外力作用下及收縮時產(chǎn)生拉應(yīng)力易產(chǎn)生裂縫，影響砼使用質(zhì)量。

（3）振搗不密實

從現(xiàn)場取芯的芯樣上，往往會發(fā)現(xiàn)芯樣氣孔較多。這是砼振搗不密實的表現(xiàn)。砼有足夠的彎拉強度，來自于它的密實度。

（4）隨意向砼中加水

這種行為與水灰比過大的情況類似。隨意加水會使砼中自由水份增加，隨著水份蒸發(fā)，使砼內(nèi)空隙增大。

（5）養(yǎng)護不及時

砼的結(jié)構(gòu)和強度的形成及增長有一個過程，并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養(yǎng)護，會影響砼水化作用的正常進行和水化物的生成。從而影響砼的強度。

（6）一盤中多余的砼在澆筑間歇攤在基層上面

對于在工作間歇遇到一盤多余的砼攤鋪在基層上的做法，這是不充許的。但在工作中確實也碰到過，特別是在低等級公路的砼澆筑中較多。

很顯然，加了這一薄層使面層厚度減少、且薄層未經(jīng)振搗結(jié)構(gòu)強度低。由于這一薄層的存在勢必影響面層的強度。

3 從外觀看砼存在的一些質(zhì)量問題

1、路面外觀顏色差異

根據(jù)相關(guān)資料介紹：當(dāng)用肉眼能看出砼路同存在色差時，配料中誤差水泥>7%、用水量>10%、集料>10%由于計量不難造成色澤差異，且對砼強度有嚴(yán)重影響。

2、路面起砂磨損和露骨

（1）路面磨損甚至露骨除了與砂石材料中的含泥量及砂偏細(xì)等有關(guān)外，還與水泥有關(guān)。由于水泥稠度指標(biāo)達(dá)不到、保水性差、泌水較為嚴(yán)重。最后路面起砂磨損現(xiàn)象很嚴(yán)重。同一路段的另外半幅用不同的水泥澆筑，且通車時間更早卻沒有起砂磨損的現(xiàn)象。

（2）由于老路改造，因路面接坡沒有處理好造成磨損露骨。

因接坡沒有處理好，在車輛運行過程中，將老路上的泥土、砂、石子等帶到澆筑好的路面上，在車輪的不斷作用下，使路造成磨損最后露骨。這在接坡附近的幾塊面板表現(xiàn)比較嚴(yán)重。

一般規(guī)定：砼路面澆筑單向長度不得小于1公里。

根據(jù)經(jīng)驗：接坡用砼進行處理（長度約15米）可減緩上面這種情況的產(chǎn)生。

（3）路面澆筑中，提漿機如使用過多，由于提漿機振動頻率大，使面層砂漿過厚，也易造成起砂和露骨。

面層出現(xiàn)小坑洞

這是因為砂石材料中混進小泥塊或雜質(zhì)而引起的。為了避免以上這種情況的產(chǎn)生，具體操作時因注意：

（1）對加工好的碎石進行過篩 ，防石粉結(jié)塊及增加含泥量。

（2）對堆料場進行硬化處理，防止直接堆在耕地上，以免裝料時底層泥土混入。

4、斷邊、缺角現(xiàn)象

砼路面板角、板邊部分應(yīng)力易于集中。因振搗不良等原因，容易發(fā)生裂縫。在外力作用下也易發(fā)生斷邊、缺角現(xiàn)象；如接坡太低，在車輪作用下，易使砼板角斷裂或使板邊啃掉。

5、表面壓紋不均勻

由于路面施工平整度及壓紋時間掌握不好等原因，導(dǎo)致壓紋深度不均勻。

目前，采用先拉毛后割紋的施工工藝，對行車安生較好。

6、側(cè)面蜂窩、麻面

振搗不實及振搗不夠使砼內(nèi)氣泡未能上浮而粘著模板，或模板上粘著水泥砂漿未刷洗干凈使板面粗糙、麻面、漏振及漏漿產(chǎn)生蜂窩。

7、脫皮

在施工中，因砼面板受雨水侵襲使水泥漿流失。而后用水泥漿粉刷補救；或是砼坍落度大及水泥保水性差使面板泌水嚴(yán)重?；蛴酶伤嘌a撒吸水，都會產(chǎn)生脫皮。

8、灌縫問題

（1）灌縫材料質(zhì)量欠佳及漏灌

灌縫材料質(zhì)量欠佳造成溫度高時被車辦撕裂，溫度低時脆裂、漏灌及灌縫不良會造成雨水下滲，影響路面使用質(zhì)量。

（2）灌縫不及時、切縫深度不足及灌縫時縫內(nèi)溫度太大

灌縫不及時會使泥砂等雜志進入縫內(nèi)，切縫深度不足及灌縫時縫內(nèi)溫度太大，都會影響灌縫質(zhì)量。灌縫必須在縫槽干燥的狀態(tài)下進行。

目前，灌縫材質(zhì)量較好的有改懷瀝青、聚氨脂等。

9、車輪、腳印及刮刀印痕

這些都是人為造成的砼外觀質(zhì)量問題。只有加強現(xiàn)場管理才能得到有效控制。

10、縱縫拉開

縱縫拉開的原因主要是中央拉桿沒有按規(guī)范設(shè)置。這在低等級公路建設(shè)中容易出現(xiàn)。在高等級公路建設(shè)中，雙車道砼一次性澆筑的路面中縫拉桿設(shè)置較易疏忽，操作人員比較隨意，既不拉線，對布設(shè)距離也不進行丈量的現(xiàn)象較多。這都會給以后路面的使用質(zhì)量留下隱患。

11、拼板時砼跑到鄰板上

拼板時由于操作不當(dāng)，會使砼跑到領(lǐng)板上，影響中縫的美觀。并使面板平整度受到影響。實際施工中可用寬約5厘米、長3.5米的鋼板條靠在板邊，以防砂漿跑到澆好的面板上。

12、線型不順

立模不到位、放樣不準(zhǔn)確或模板變型造成中縫、邊線不順。

13、唧泥、錯臺現(xiàn)象

唧泥現(xiàn)象的產(chǎn)生是基層中有可懸浮的細(xì)粒松散土。在路面上雨水滲入及車輛荷載的重復(fù)作用下，使基層破壞甚至脫空。使面板出現(xiàn)唧泥、錯臺甚至斷裂。對基層的施工及適用范圍，已在《公路路在基層施工技術(shù)規(guī)范》中作了規(guī)定。

14、平整度欠佳

平整度不佳的主要原因是抹面操作人員掌握不好形成的。另外平板振搗梁也有一定的關(guān)系。一般采用鋁合金尺寸，橫跨模板上來抹平幾次，然后轉(zhuǎn)90度再抹平，使平整度得到有效控制。

總之，要搞好砼路面的質(zhì)量、除路基質(zhì)量要保證外，必須嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，加強試驗檢測、準(zhǔn)確計量、及時對配合比作出合理的設(shè)計、嚴(yán)格控制水灰比。同時必須規(guī)范操作行為、按規(guī)范施工，加強養(yǎng)護工作。另外積極控索和改進施工工藝，以提高砼路面的質(zhì)量。