1、小組成員：蔣雄，張明，陳勝前， 孫冬，王旭東，朱磊 一，引言一，引言 1,.1,.現狀現狀 水泥混凝土水泥混凝土作為建筑材料使用于鋪筑路面最早出作為建筑材料使用于鋪筑路面最早出 現在英國，隨著水泥混凝土路面修筑技術的日臻完善，現在英國，隨著水泥混凝土路面修筑技術的日臻完善， 水泥混凝土路面發展的速度較快，在技術、經濟上也水泥混凝土路面發展的速度較快，在技術、經濟上也 將顯示出明顯的優勢。我國水泥混凝土路面的發展起將顯示出明顯的優勢。我國水泥混凝土路面的發展起 步雖然較晚，但是近年來由于社會經濟的不斷發展，步雖然較晚，但是近年來由于社會經濟的不斷發展， 我國水泥混凝土路面增長速度加快。而且已經成

2、為目我國水泥混凝土路面增長速度加快。而且已經成為目 前世界上擁有水泥混凝土路面里程最多的國家之一。前世界上擁有水泥混凝土路面里程最多的國家之一。 2.優缺點優缺點 水泥混凝土路面水泥混凝土路面快速發展與其自身所具有的優點是快速發展與其自身所具有的優點是 密不可分的，比如在城市道路及高等級公路建設中水密不可分的，比如在城市道路及高等級公路建設中水 泥混凝土路面泥混凝土路面具有具有 表面表面平整、行車舒適、強度較高、穩定性好、耐久平整、行車舒適、強度較高、穩定性好、耐久 性好、抗滑性好、施工周期短等優點。但是它也有性好、抗滑性好、施工周期短等優點。但是它也有 缺點，主要表現在對水泥需求量大，路面有

3、接縫毀缺點，主要表現在對水泥需求量大，路面有接縫毀 損后修復困難，行車時噪聲大且抗折強度低，對地損后修復困難，行車時噪聲大且抗折強度低，對地 基穩定性要求高基穩定性要求高。 然而然而水泥混凝土路面的迅速增長，水泥路面的水泥混凝土路面的迅速增長，水泥路面的 許多病害也逐漸體現出來。引起各種病害的原因是許多病害也逐漸體現出來。引起各種病害的原因是 不相同的，有外界因素，設計缺陷、不相同的，有外界因素，設計缺陷、 施工問題及養施工問題及養 護等原因，針對水泥路面不同的病害，采取相應的護等原因，針對水泥路面不同的病害，采取相應的 防治措施防治措施。 水泥混凝土路面常見的破壞有：裂縫，板邊緣和角隅水泥混

4、凝土路面常見的破壞有：裂縫，板邊緣和角隅 的破壞，接縫的損壞，板面磨損和錯臺等。的破壞，接縫的損壞，板面磨損和錯臺等。 按破壞形式可分為以下四類按破壞形式可分為以下四類： l 裂縫類裂縫類 l 變形類變形類 l 接縫損壞類接縫損壞類 l 表面損壞及修補損壞類表面損壞及修補損壞類 裂縫裂縫類類 裂縫裂縫類包括類包括橫向裂縫橫向裂縫，縱向裂縫縱向裂縫，斜向裂縫斜向裂縫，交叉裂交叉裂 縫縫，板角斷裂板角斷裂和和網裂網裂 斷裂：水泥混凝土路面由于路面板內應力超過了混凝斷裂：水泥混凝土路面由于路面板內應力超過了混凝 土強度而出現的橫向和縱向斷裂裂縫，或者角隅處的土強度而出現的橫向和縱向斷裂裂縫，或者角隅

5、處的 折斷裂縫都屬于斷裂。面板折斷裂縫都屬于斷裂。面板越越薄，荷載越重，板產生薄，荷載越重，板產生 的彎拉應力就越大，當彎拉應力超過混凝土的極限強的彎拉應力就越大，當彎拉應力超過混凝土的極限強 度時，混凝土板便產生斷裂裂縫。在荷載的反復作用度時，混凝土板便產生斷裂裂縫。在荷載的反復作用 下，路面板會產生疲勞破壞。混凝土疲勞可能在兩條下，路面板會產生疲勞破壞?；炷疗诳赡茉趦蓷l 橫縫之間的路面邊緣中間處引起橫向開裂，也可能在橫縫之間的路面邊緣中間處引起橫向開裂，也可能在 橫縫輪跡處，一般是在靠近板中心線的輪跡處，引起橫縫輪跡處，一般是在靠近板中心線的輪跡處，引起 縱向開裂。板的平面尺寸太大，引

6、起較大的溫度翹曲縱向開裂。板的平面尺寸太大，引起較大的溫度翹曲 應力應力 路面板在溫度梯度（沿板厚方向溫度線性分布）路面板在溫度梯度（沿板厚方向溫度線性分布） 作用下的翹曲變形受到地基和自重約束而導致的板結作用下的翹曲變形受到地基和自重約束而導致的板結 構應力構應力 地基地基過量塑性變形使板底脫空失去支承，養生過量塑性變形使板底脫空失去支承，養生 期間收縮應力過大，材料或施工質量不佳使混凝土未期間收縮應力過大，材料或施工質量不佳使混凝土未 能達到設計要求等，都可能導致路面板斷裂的出現。能達到設計要求等，都可能導致路面板斷裂的出現。 斷裂的出現，破壞了面板的結構整體性，使板喪失了斷裂的出現，破壞

7、了面板的結構整體性，使板喪失了 大部分以至全部承載能力。因此，通常將斷裂看作是大部分以至全部承載能力。因此，通常將斷裂看作是 水泥混凝土面層結構破壞的臨界狀態。水泥混凝土面層結構破壞的臨界狀態。 橫向裂縫橫向裂縫具體原因：具體原因： 1 1混凝土路面切縫不及時，由于溫縮和干縮發生斷裂。混凝土路面切縫不及時，由于溫縮和干縮發生斷裂。 混凝土連續澆筑長度越長，澆筑時氣溫越高，基層表混凝土連續澆筑長度越長，澆筑時氣溫越高，基層表 面越粗糙越易斷裂。面越粗糙越易斷裂。 2 2切縫深度過淺，由于橫斷面沒有明顯削弱，應力沒切縫深度過淺，由于橫斷面沒有明顯削弱，應力沒 有釋放，因而在鄰近縮縫處產生新的收縮縫

8、。有釋放，因而在鄰近縮縫處產生新的收縮縫。 3 3混凝土路面基礎發生不均勻沉陷（如穿越河道混凝土路面基礎發生不均勻沉陷（如穿越河道、溝、溝 槽槽，拓寬路段處），導致板底脫空而斷裂。，拓寬路段處），導致板底脫空而斷裂。 4 4混凝土路面板厚度與強度不足，在行車荷載和溫度混凝土路面板厚度與強度不足，在行車荷載和溫度 作用下產生強度裂縫。作用下產生強度裂縫。 5 5水泥干縮性大；混凝土配合比不合理，水灰比大；水泥干縮性大；混凝土配合比不合理，水灰比大； 材料計量不準確；養護不及時。材料計量不準確；養護不及時。 6 6混凝土施工時，振搗不均勻混凝土施工時，振搗不均勻 縱向裂縫的具體原因 1路基發生不均

9、勻沉陷，如由于縱向溝槽下沉、路基路基發生不均勻沉陷，如由于縱向溝槽下沉、路基 拓寬部分沉陷、路堤一側積水、排灌等導致路基基礎拓寬部分沉陷、路堤一側積水、排灌等導致路基基礎 下沉，板塊脫空而產生裂縫。下沉，板塊脫空而產生裂縫。 2由于基礎不穩定，在行車荷載和水、溫度的作用下，由于基礎不穩定，在行車荷載和水、溫度的作用下， 產生塑性變形或者由于基層材料水穩性不良，產生濕產生塑性變形或者由于基層材料水穩性不良，產生濕 軟膨脹變形，導致各種形式的開裂，縱縫也是其中一軟膨脹變形，導致各種形式的開裂，縱縫也是其中一 種破壞形式。種破壞形式。 3混凝土板厚度與基礎強度不足產生的荷載型裂縫混凝土板厚度與基礎強

10、度不足產生的荷載型裂縫 網裂網裂的具體原因：的具體原因： 1 1混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋，在炎熱或大風混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋，在炎熱或大風 天氣，表面游離水分蒸發過快，體積急劇收縮，導致天氣，表面游離水分蒸發過快，體積急劇收縮，導致 開裂。開裂。 2 2混凝土拌制時水灰比過大；模板與墊層過于干燥，混凝土拌制時水灰比過大；模板與墊層過于干燥， 吸水大。吸水大。 3 3混凝土配合比不合理，水泥用量和砂率過大。混凝土配合比不合理，水泥用量和砂率過大。 4 4混凝土表面過度振搗或抹平，使水泥和細骨料過多混凝土表面過度振搗或抹平，使水泥和細骨料過多 上浮至表面，導致縮裂。上浮至表面，導致縮

11、裂。 板角斷裂：混凝土板角斷裂：混凝土路面板角斷裂是指發生在脹縫處與路面板角斷裂是指發生在脹縫處與 脹縫斜交的、貫穿面層混凝土的裂縫，通常是在縱、脹縫斜交的、貫穿面層混凝土的裂縫，通常是在縱、 橫脹縫相交部位，形成三角形的塊，多半由于該處路橫脹縫相交部位，形成三角形的塊，多半由于該處路 基侵水軟化下沉以致路面角部折斷基侵水軟化下沉以致路面角部折斷。 交叉交叉裂縫：板面上有兩條或者兩條以上的相互交錯的裂縫：板面上有兩條或者兩條以上的相互交錯的 裂縫裂縫 斜向斜向裂縫裂縫：是：是指不平行于順路方向及不垂直于行車方指不平行于順路方向及不垂直于行車方 向的裂縫。向的裂縫。 變形類變形類 變形變形類包括

12、類包括沉陷沉陷，脹起，拱起脹起，拱起等等 路面受力發生豎向位移路面受力發生豎向位移 路面路面沉陷沉陷的原因：的原因： 路基路基不均勻沉降引起不均勻沉降引起路面沉陷路面沉陷 路基路基是道路工程的主要組成部分，是路面結構的基礎。是道路工程的主要組成部分，是路面結構的基礎。 許多水泥混凝土路面病害都是由于路基病害引起的，許多水泥混凝土路面病害都是由于路基病害引起的， 結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實、浸水，而結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實、浸水，而 造成不均勻沉降導致路面出現沉陷造成不均勻沉降導致路面出現沉陷 1. 1.路基填料控制路基填料控制不好不好 使用使用了不適宜材料（如：沼澤土，泥

13、炭，含有樹根、了不適宜材料（如：沼澤土，泥炭，含有樹根、 雜草和易腐朽物質的材料；液限指數大于，塑雜草和易腐朽物質的材料；液限指數大于，塑 限指數大于的材料；有機質含量大于的材限指數大于的材料；有機質含量大于的材 料；壓實含水量和最佳含水量之差大于的材料料；壓實含水量和最佳含水量之差大于的材料等等 等）從而等）從而造成路基不均勻造成路基不均勻沉降沉降。 2. 2.濕濕軟地基處理軟地基處理不當不當 3. 3.路基路基土石方填土不土石方填土不實實 路面路面脹起脹起的原因：的原因： 由于水泥砼路面施工時氣溫低，水泥砼處于收縮狀態，由于水泥砼路面施工時氣溫低，水泥砼處于收縮狀態， 體積較小。在夏季高溫

14、時路面溫度升高，水泥砼體積體積較小。在夏季高溫時路面溫度升高，水泥砼體積 膨脹，路面兩側可以自由伸縮，順路中線方向卻由于膨脹，路面兩側可以自由伸縮，順路中線方向卻由于 路面的相互阻礙而不能自由伸縮，路面砼板只有向上路面的相互阻礙而不能自由伸縮，路面砼板只有向上 拱起用以容納體積的增加量，如此便形成了水泥砼路拱起用以容納體積的增加量，如此便形成了水泥砼路 面的拱起面的拱起。 拱拱起起：混凝土路面板在熱：混凝土路面板在熱 膨脹受阻時，接縫兩側的板膨脹受阻時，接縫兩側的板 突然向上拱起。這主要是板收縮時接縫縫隙張開，填突然向上拱起。這主要是板收縮時接縫縫隙張開，填 縫料失效，硬物嵌入縫內，致使板受熱

15、膨脹時產生較縫料失效，硬物嵌入縫內，致使板受熱膨脹時產生較 大的熱壓應力，從而出現這種縱向屈曲失穩現象。采大的熱壓應力，從而出現這種縱向屈曲失穩現象。采 用膨脹性較大的石料作粗集料，容易引起板塊拱起，用膨脹性較大的石料作粗集料，容易引起板塊拱起， 選擇合適的集料是防止拱起的首要方法選擇合適的集料是防止拱起的首要方法 1. 1.原材料的原因原材料的原因 各種材料由于密度和結構的不同，它們的線形膨脹系各種材料由于密度和結構的不同，它們的線形膨脹系 數是不同的數是不同的 2. 2.路面脹縫設置原因路面脹縫設置原因 按照水泥砼路面設計規范，路面設計時在臨近橋梁或按照水泥砼路面設計規范，路面設計時在臨近

16、橋梁或 其他固定構造物處或與其他道路相交處應設置橫向脹其他固定構造物處或與其他道路相交處應設置橫向脹 縫，當出現以下情況將導致混凝土脹縫，當出現以下情況將導致混凝土脹起起a. a.脹縫設置數量脹縫設置數量 不當不當 b. b.脹縫設置的位置不對（兩側的脹縫未對齊，一側有，脹縫設置的位置不對（兩側的脹縫未對齊，一側有， 一側無，由于路面縱縫處一般均設有拉桿且有相互摩一側無，由于路面縱縫處一般均設有拉桿且有相互摩 擦力阻礙，形成路面膨脹伸縮不均，引起路面拱起）擦力阻礙，形成路面膨脹伸縮不均，引起路面拱起） c. c.脹縫不深切缺乏養護脹縫不深切缺乏養護 3. 3.夏季氣溫偏高夏季氣溫偏高, ,路面

17、膨脹量增大路面膨脹量增大 4. 4.路面厚度偏路面厚度偏小小 根據根據壓桿失穩原理，薄而長的路面猶如一壓桿，在高壓桿失穩原理，薄而長的路面猶如一壓桿，在高 溫膨脹不能自由伸縮時路面產生的壓力很有可能使路溫膨脹不能自由伸縮時路面產生的壓力很有可能使路 面產生失穩而拱起。有明顯的對比，在水泥砼面板厚面產生失穩而拱起。有明顯的對比，在水泥砼面板厚 度增大后，拱起的現象直線度增大后，拱起的現象直線減少減少 5. 5.路線凸型豎曲線半徑太路線凸型豎曲線半徑太小小 對路面拱起影響最大的是縱斷面凸型豎曲線對路面拱起影響最大的是縱斷面凸型豎曲線半徑半徑 凸凸型豎曲線半徑太小，不但使行車不舒適，還是水泥型豎曲線

18、半徑太小，不但使行車不舒適，還是水泥 砼路面拱起的最佳地點。砼路面拱起的最佳地點。 接縫損壞類接縫損壞類： 接縫損壞類包括接縫損壞類包括接縫碎裂接縫碎裂，填縫料損壞填縫料損壞，接縫張開接縫張開， 錯臺錯臺，唧泥唧泥，拱起，拱起。（拱起在前面講過，這里不再重 復） 接縫碎裂：水泥混凝土路面板接縫兩側斜的剪切擠碎 現象稱為接縫碎裂 混凝土路面常見的接縫形式為縱橫和橫縫，橫縫又分 為脹縫和縮縫兩種。脹縫的寬度隨氣溫而變化，當氣 溫上升時縫中的填料被擠出；但氣溫下降時性能較差 的填縫料不能恢復，使縫中形成空隙，因而泥沙，石 屑等雜物侵入，成為板塊腫脹時的障礙。擠入的硬物 將引起板邊脹裂，雨水便能延遲空

19、隙滲入，損壞基層 和墊層，造成路面接縫處的變形和破損。縮縫的變化 相對較小，當經過若干次凍脹，也會把假縫折斷成真 縫，再加之填料的老化，同樣會造成脹縫一樣的后患。 接縫碎裂接縫碎裂 填縫料損壞填縫料損壞： 接縫接縫內無填料，填料破損，縫內混雜砂石均稱為填縫內無填料，填料破損，縫內混雜砂石均稱為填縫 料損壞。填縫類損壞主要是由于填縫料的脆裂，老化，料損壞。填縫類損壞主要是由于填縫料的脆裂，老化， 擠出及與板邊脫離造成。質量較差的填縫料，在短時擠出及與板邊脫離造成。質量較差的填縫料，在短時 間內就會發生填縫料損壞的現象。間內就會發生填縫料損壞的現象。 接縫張開接縫張開：由于溫差過大導致混凝土路面面

20、板的膨脹：由于溫差過大導致混凝土路面面板的膨脹 量小于收縮量，使伸縮縫張開。量小于收縮量，使伸縮縫張開。 錯臺： 錯臺是接縫兩側路面板端部出現的豎向相對位移。當 脹縫下部填縫板與上部縫槽未能對齊，或脹縫兩側混 凝土壁面不垂直，使縫兩版在伸脹擠壓過程中，會上 下錯位而形成錯臺。橫縫處傳荷能力不足，車輪經過 時相鄰板端部份出現饒度差，是沿接縫下滲的水帶著 路面板與基層之間的碎屑擠向后方，使后方板板端抬 起。當交通量或地基承載力在橫向各塊板上分布不均 與，各塊板沉陷不一致時，縱縫處也會產生錯臺現象。 錯臺的出現，降低了行車的平順性和舒適性。 唧泥和沖刷唧泥和沖刷 車輛行經接縫或裂縫時，由縫內噴濺出稀

21、泥漿的現象，車輛行經接縫或裂縫時，由縫內噴濺出稀泥漿的現象， 稱為唧泥。稱為唧泥。在輪載的頻繁作用下，基層產生塑性變形在輪載的頻繁作用下，基層產生塑性變形 累積而同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚累積而同混凝土板脫離接觸，水分沿縫隙下滲而積聚 在脫空的間隙內，在輪載作用下積水變成有壓水，并在脫空的間隙內，在輪載作用下積水變成有壓水，并 同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來。同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，再沿縫隙噴濺出來。 唧泥的出現，使路面板邊緣部分失去支承，因而往往唧泥的出現，使路面板邊緣部分失去支承，因而往往 在離接縫在離接縫1.51.8m1.51.8m處容易導致橫向裂縫。

22、水泥混凝土路處容易導致橫向裂縫。水泥混凝土路 面設計中，除了考慮疲勞開裂以外，需要考慮的另一面設計中，除了考慮疲勞開裂以外，需要考慮的另一 重要破壞形式就是板下和板側面的唧泥和沖刷。重要破壞形式就是板下和板側面的唧泥和沖刷。 沖刷：沖刷：從從面層縫隙、邊緣等部位深入的水，在車輛反面層縫隙、邊緣等部位深入的水，在車輛反 復作用下，在結合面處的水會承受很多的壓力，雖然復作用下，在結合面處的水會承受很多的壓力，雖然 水量很少，可是由于荷載作用時間很短，會產生很高水量很少，可是由于荷載作用時間很短，會產生很高 的壓強，這種高速的局部水流會對結合料基層形成沖的壓強，這種高速的局部水流會對結合料基層形成沖 刷，效果堪比高壓水槍。刷，效果堪比高壓水槍。 由 于 沖 刷 導 致 路 面 塌 陷 表面損壞類：表面損壞類： 表面損壞表面損壞類包括類包括紋裂紋裂，網裂網裂，起皮起皮，剝落剝落，磨損磨損，露露 骨骨，坑槽坑槽，孔洞孔洞，磨光磨光等。（由于紋裂，網裂，龜裂等。（由于紋裂，網裂，龜裂 等在前面已經提到，現不重復講）等在前面已經提到，現不重復講） 板面起皮，剝落板面起皮，剝落 水泥混凝土路面表層上下脫開，這種板面淺層內所發水泥混凝土路面表層上下脫開，這種板面淺層內所發 生的病害稱為起皮。距接縫寬度生的病害稱為起皮。距接縫寬度40cm40cm內的板邊，板角內的板邊，板