水泥混凝土路面病害的原因分析

01 原材料不合格
1)水泥安定性差，强度不足  水泥中的游离氧化钙在凝结过程中的水化很慢，水泥凝结硬化还在继续起水化作用，当水泥氧化钙含量较大时，就会破坏已经硬化的水泥混凝土或使其抗拉强度下降。水泥强度不足也会影响水泥混凝土路面的初期强度，使裂缝、断板出现的机率大大增多。水泥的水化热高、收缩性大，也容易导致开裂和断板。
2)砂、碎石含泥量及有机质含量超标  水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有机质含量超过规范的标准，就会造成水泥与骨料的界面粘结力不足，导致产生开裂。同时过量的粘土含量有降低混凝土面层耐热性能，增大局部混凝土收缩膨胀的趋势。
3)砂、碎石的粒径和级配较差  骨料粒径的大小和级配对混凝土中的干缩值有密切关系，级配良好的骨料空隙率小，砂的用量少，收缩值也相对减小。使用粒径偏细的砂，会使混凝土的收缩值增大，造成混凝土的离析，粗、细集料聚集，形成强度和变形的薄弱区域。
4)碎石针片状颗粒含量过多  针片状颗粒不仅本身容易折断，而且回增加骨料的空隙率，影响混凝土的质量。同时由于这些颗粒的回旋阻力大，对混凝土混合料的和易性有明显的影响。
5)水及砂中有害杂质的腐蚀作用  有害杂质与混凝土产生反应生成易溶于水的物质，使混凝土被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下,遭到破坏。

02 混凝土配合比选用不当

1)单位水泥用量偏大;在混凝土中，水泥是收缩的主要成分。水泥用量过大，必然导致混凝土的收缩率增大，从而引起水泥混凝土路面裂缝。
2)水灰比偏大;混凝土中的拌合水分自由水和化合水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆为自由水，它是为了满足操作的要求。自由水在混凝土硬化过程中逐渐蒸发，使混凝土内部形成空隙。施工时采用较大的水灰比，是为了满足和易性的要求，但是偏大的水灰比增大了水泥混凝土初期在骨料表面的水膜厚度，在混凝土中形成空隙，从而影响了混凝土强度。但水灰比偏小时，因和易性差，影响施工操作，也难以振捣密实，使混凝土强度降低。因此要严格控制水灰比。
3)砂、碎石用量偏大;在现场施工中，虽然有试验室出具的混凝土配合比试验报告，但施工单位为了追求经济效益，在业主、监理监督不力的情况下，随意增加砂、碎石用量，从而影响了混凝土强度。
4)施工中计量不准确;混凝土的配合比设计是根据水泥混凝土路面的强度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性来确定的。计量误差允许：水泥1％，粗骨料3％，水1％，外加剂2％。施工中若不准确计量各种材料，就会影响砂石料的级配和混凝土配合比的准确性，导致混凝土的强度和密实度难以达到设计要求。长期在日光下暴晒的过干骨料，会大量吸收拌和用水而影响水灰比的准确性，从而影响混凝上强度。因此，应配备自动计量设备，禁止用体积法计量。
5)砂石材料含水率的测定;砂石材料的合水量是随气候变化而变化的。施工中住往根据设计而不考虑这一因素，从而使水灰比失去控制。事实上，在施工现场要在每班开工前及天气变化时，对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。

03 基层的施工质量较差

1)基层的标高控制不好;造成混凝土面层的厚度厚薄不一，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力的作用而产生裂缝、断板。
2)基层平整度差;这会增加基层与混凝土面层的摩阻力，容易造成在薄弱部位开裂断板。
3)用松散材料调整基层标高;会使面层的混凝土中的水分和砂浆会下渗到基层松散材料中，使面层混凝土下部变为疏松，造成混凝土强度下降，整体强度不均匀，较弱部位的面层容易开裂、断板。
4)基层干燥;造成基层吸收混凝土中的水分，使面层底部的混凝土失水，影响混凝士强度，导致裂缝断板。

04 气候影响

水泥混凝土路面相对于结构混凝土的蒸发表面积要成倍的增大，因此，受气候的影响及表面温度变形也相对大得多。
1)高温气候影响：促使混凝土水化热在较短时间内集中产生，造成混凝土强度裂缝，而且高温照射下的混凝上集料，蕴含大量的热能，使得混凝土入模温度过高，加剧了已浇筑混凝士早期热量的增加，进而影响混凝土内部应力应变的平衡，形成裂缝。
2)干燥气候的影响：当大气温度较低、外界水分不能及时得以补充时，混凝土表面水分的丧失，将很快造成表面的干缩裂缝。
3)温差的影响：当外界气温变化较大时，混凝土内部的温差将进一步增加，温差梯度达到一定值时，混凝上的温度应力将造成路面板沿较小断面的开裂。

05 施工工艺和安排等原因

1)混凝土拌制不均匀，造成混凝土拌和物“夹生”，粗、细集料聚积，造成混凝土凝结硬化过程中的应力集中现象。

2)混凝土振捣不均匀，尤其是人工浇筑振捣施工工艺，受人的主观意识的影响，过振、漏振现象难以避免，造成混凝土密实性不均匀，靠面层砂浆厚度相差过大，极易形成区域性开裂。

3)混凝土拌和时，如果水泥或集料温度过高，在冷却、硬化过程中会因温差收缩加大，导致开裂。

4)传力杆安装不当，上下翘曲。

5)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，则漏吸处水灰比两侧大，混凝上强度较低，收缩也大，易形成薄弱环节而开裂。

6)人工及三辊施工时，提浆过厚使得路面混凝土表层稀浆厚度过大，造成表面干缩裂缝。

7)早期养护不及时或养护方式不当，不能及时补充或阻止水分的蒸发，造成混凝土表面开裂。混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响混凝土的强度。

8)一盘中多余的混凝土在浇筑间歇摊在基层上面，对于在工作间歇遇到一盘多余的混凝土摊铺在基层上的做法，这是不允许的。但在工作中确实也碰到过，特别是在低等级公路的砼浇筑中较多。

很显然，加了这一薄层使面层厚度减少，且薄层未经振捣结构强度低，由于这一薄层的存在势必影响面层的强度。

 

施工安排不当

1)施工车辆过早通行。由于受到地理环境的限制或混凝土养生的需要，在混凝土面层强度不足的情况下，由于车辆过早通行，产生荷载应力，造成路面的纵向开裂。

2)相邻板通缝对新浇筑路面板产生诱导裂缝，甚至断板。

3)混凝土浇筑间断，再浇筑时未进行施工缝处理。

4)不良地质地段，路基沉降未稳定前，过早铺筑水泥混凝土路面，极易产生路面的断裂。

5)切缝不及时，或切缝深度过浅，造成混凝土内应力集中，是形成早期横向断板的主要原因。

06 边界原因

1)在双幅路面施工中，已浇筑一幅的缩缝在另一幅未开始浇筑前已经贯通，当气温下降一定幅度时，断裂的缩缝随两边混凝土收缩，这样后浇筑还未切缝的混凝土受到较大的拉应力，而这时的强度还较低，当拉应力大于混凝土的初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩缝对应位置另幅板产生不规则裂缝。

2)如果基层已经产生裂缝，裂缝两边的基层在气温下降时收缩，由于摩擦力的作用，同样也会带动上面初期混凝土面板的开裂断板。

07 材料及施工原因

混凝土脆性原因

受当前水泥性能的影响，混凝土脆性的降低较难实现。据有关资料介绍，当混凝土的脆度系数（抗压强度与抗折强度之比）降至5.7以下，混凝土即具有较好的塑性。混凝土脆性将损害路面混凝土结构承受来自竖向重力、水平冲击力及抵抗膨胀温度产生的应力的能力，无疑会增大路面断裂的可能。

路面抗滑构造制作原因

混凝土的抗滑性能有赖于宏观抗滑构造与微观抗滑构造的共同作用。就宏观构造的形成而言，采取横向刻槽、拉毛等方式，都不失为一种有效的纵向抗滑措施。

但是，一些施工单位为了强调感观上的良好视觉，不惜以加大提浆量来达到抗滑构造深度及边缘规则、表面光滑的感观效果，这种作法不仅严重削弱了路面侧向抗滑微观构造的作用，降低了面层混凝土的耐性能，而且由于砂浆厚度的增加，加剧了表现收缩裂缝的趋势，实为得不偿失。

08 设计不当

一些水泥混凝土路面病害现象的产生，虽然是在施工过程或工程完工后的运营阶段表现出来的，但分析其原因，仍与设计方法及设计时考虑不周有关，以下列举三个方面的问题，以供参考。

1)胀、缩缝及切缝填料选择不当;这将造成外界水沿缝隙下渗基层，基层排水不畅，形成卿泥现象，并导致路面断裂。

2)路面跨越刚性结构物时，配筋不足;在结构物两侧路基填土残余沉降影响下，路基与面层脱空，造成路面断裂。

3)设计理论缺陷;在当前水泥混凝土路面设计理论的影响下，忽视了运行期间路面板块的“活板”形态及其受力特性。