１水泥混凝土路面板破损原因分析
水泥混凝土作为路面，其抗压强度一般都选择在２５ＭＰａ以上，而标准轴载下，汽车轮压为０．７ＭＰａ，远小于其抗压值；即使是超限车辆，其轴重在２００～２５０ｋＮ之间，轮压也只在ｌ．４～１．７ＭＰａ，这个压强仍远小于２５ＭＰａ，水泥混凝土板压坏原因是水泥混凝土板抗弯拉（抗折）应力小，仅为其抗压应力的１／６～１／７，在使用过程中没有发挥其抗压能力强的优点，而是使用了抗折能力差的缺点。造成水泥混凝土路面板破损的原因有三种：一水泥混凝土路面设计的基本假设不实际是致命的内因；二气候环境变化的恶劣是外因；三超限车辆的作用是诱因。
１．１基本假设的不实际是致命的内因
水泥混凝土路面的设计是基于小挠度弹性薄板的三种基本假设，尤其是第三种关于水泥混凝土板与地基联系的假设：１）板面与地基的接触面始终是吻合的；２）板面与地基的接触面之间没有摩擦，这实际上是不可能的。水泥混凝土路面建成通行初期，板面与地基接触为确定吻合，行车荷载由水泥混凝土板传递，地基（含基层、垫层、士基）吸收，同时给混凝土板一个反作用力，此时，水泥混凝土板呈受压状态，由于压应力较小，水泥混凝土面板不会损坏。随着时间的推移，行车荷载的反复作用，一是地基会被进一步压缩；二是塑性变形会进一步累加，如果所有基层变形都是均匀的，水泥混凝土面板随之下降，板面与地基接触是吻合的，这样水泥混凝土板便不会被破坏。事实上，水泥混凝土路面运营一段时间后，便出现了破损。原因就是在行车荷载作用，地基受应力作用而累加变形不均匀造成的，形成了混凝土板局部或部分脱空，使水泥混凝土板呈悬臂或简支受力，混凝土板受力由受压而转为受弯拉，因为水泥混凝土的抗折强度较低，所以水泥混凝土面板被折断。造成水泥混凝土板脱空的主要三种因素。一是地基本身的不均匀性，再受压变形的肯定不均匀。地基施工检查验收中主要指标是密实度，密实度检测中，一般都是以点代面的检测，一个点合格，往往代表２００ｍ２以上，而一块水泥混凝土面板面积大约在２０ｍ２左右，将一均匀的水泥板放置在不均匀的地基上，形成脱空是必然的；二是行车荷载作用的不均匀性，造成地基受压后塑性变形残余累加的不均匀性，也易形成局部脱空；三是雨水渗入地基的泾流冲刷作用加剧脱空。由于前两种原因形成脱空，雨水顺着纵横缝下渗至地基，地基吸水饱和后便积聚，在行车荷载的压力下，形成泾流，冲刷地基，加剧脱空部位的扩大。常见的唧泥现象是基层结合料被掏空的表现形式，从而形成水泥混凝土板的脱空。在行车荷载作用下，对于其使用寿命是致命的。
１．２气候环境变化的恶劣影响是外因
气候环境变化影响水泥混凝土损坏的因素有：一是温度；二是雨（雪）水；三是干旱。
１．３超限车辆的行驶是诱因
修好的一条路（或者废弃的路）没有行车的作用，即使质量再差，也永远会保持原状；或者是市内的水泥混凝土道路（仅通公交和小汽车），也很少会出现损坏的，而城区外的主干道上，往往会出现损坏。原因是有重车通行，特别是超限车辆的大量通行，一辆后轴重２００ＫＮ的单轴双轮组车通过，按公路水泥混凝土路面设计规范折算，相当于标准轴载１００ＫＮ车通过６５５３６次（Ｎｓ＝σｉＮｉ［Ｐｉ／１００］１６＝１×１×［２００／１００］１６＝６５５３６次）；而一辆后轴重６０ＫＮ（城市公交）的单轴双轮组车通过，则可忽略不计（Ｎｓ＝１×１［６０／１００］１６＝２．８×１０－４次）。前面已分析了地基行车荷载作用下，形成水泥混凝土板脱空，那么，在超限重车的作用下，形成脱空板会更快，使新建的路提前损坏。下面做一个简单应力分析，因为相邻板极端最易形成脱空，即做一个悬臂板受力分析。
２适用性及建议
２．１适用性
重交通道路条件下，直接新建水泥路面是不可行的；轻交通道路条件下，水泥路混凝土路面有其适用性。
２．２建议
可采用连续配筋水泥混凝土路面，每平方配筋Φ１６约为１４．４ｋｇ，增加造价６５元／ｍ２，与沥青混凝土路面价格相仿；先建成简易油路面，最好是沥青贯入式路面，一则可以防水：二则摩擦系数小；三则变形能力强。待路面通行两年后，路基经压缩变形稳定后，再行铺筑水泥混凝土路。采用复合式路面，即在水泥混凝土面板上加铺沥青混凝土路面。既利用水泥混凝土路面的刚度解决沥青混凝土面的车辙问题，又利用沥青混凝土路面的密水性和保温性解决地表水下渗和水泥混凝土板的温缩问题，同时提高了行车舒适性问题。
作者：朱余海 单位：安徽六安公路桥梁有限公司
