水泥混凝土路面斷板的原因及其防治方法

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一、概述

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)也遇到了最好的時(shí)機(jī)，高等級(jí)道路的建設(shè)在社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用，并且具有良好的發(fā)展前景。目前，我國高等級(jí)道路的發(fā)展比較迅猛，高等級(jí)路面的舒適、平坦已日益為專家所注重。對(duì)于高等級(jí)道路水泥混凝土路面板，根據(jù)已建成通車的高等級(jí)道路的使用情況，有相當(dāng)部分已破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害，給養(yǎng)護(hù)、修復(fù)帶來極大的困難，而且斷板病害尤為突出，已經(jīng)成為水泥混凝土路面的通病。本文通過對(duì)水泥混凝土路面斷板的原因加以分析，淺談一些防治方法。

　　二、路面斷板的原因

　　下面將早期開裂斷板與使用期開裂斷板的原因作以下分析：

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　　1．原材料不合格。（1）水泥的安定性差，強(qiáng)度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當(dāng)游離的氧化鈣超過一定限量時(shí)，就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強(qiáng)度下降。水泥強(qiáng)度不足也會(huì)影響混凝土的初期強(qiáng)度，使開裂斷板的機(jī)率大大增加。水泥的水化熱高，收縮大也易導(dǎo)致開裂。（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)超過規(guī)范要求，必然會(huì)造成界面缺陷，容易開裂。另外有資料表明，在同樣的水灰比條件下，石灰石，石英巖等親水性骨料與水泥石界面粘合力大，花崗巖等親水性差的骨料則反之。

　　2．混凝土配合比不當(dāng)。（1）單位水泥用量偏大?；炷林幸鹗湛s的主要水泥石部分，過多的水泥用量必然會(huì)導(dǎo)致較大的收縮。（2）水灰比偏大。水泥完全水化的最低水灰比約為0.26 -0.29，施工中采用較高的水灰比為了滿足和易性的需要以利于施工。但偏大的水灰比增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度，影響了混凝土強(qiáng)度。

　　3．施工工藝不當(dāng)。（1）攪拌不足或過分，振搗不密實(shí)，形成混凝土強(qiáng)度不足，或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂或斷板。振搗時(shí)間不易過長，否則會(huì)造成分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強(qiáng)度不均勻，表面收縮裂縫增加。（2）養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)速大，就會(huì)使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。（3）切縫不及時(shí)，由于機(jī)具故障或操作人員切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

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　　1．設(shè)計(jì)不當(dāng)。（1）路面厚度偏薄。根據(jù)美國的研究資料，路面的使用壽命與路面厚度成 5 次方關(guān)系，如果設(shè)計(jì)時(shí)交通量不準(zhǔn)，路基、基層、底基層的模量和材料參數(shù)選用不當(dāng)?shù)仍蚨孤访婧穸绕。蜁?huì)使路面壽命縮短，過早地出現(xiàn)開裂斷板；（2）板塊平面尺寸不當(dāng)；（3）混凝土原材料配合比不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生堿—集料反應(yīng)或抗凍融差等耐久性問題。

　　2．路基不均勻沉降。路基不均勻沉降主要發(fā)生在：（1）填挖相交斷面處，半填半挖結(jié)合處，新老路基交接處，土基密度不同部位；（2）軟弱地基，濕陷性黃土以及采空區(qū)，陷穴等特殊路段；（3）橋涵構(gòu)造物的臺(tái)背等機(jī)械難以應(yīng)實(shí)的部位；（4）路基不同填料的界面或?qū)用?；?）壓實(shí)度不足。壓實(shí)不均勻路段，在路面長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。

　　3．基層失穩(wěn)。（1）基層施工質(zhì)量不好，強(qiáng)度不均勻或較低，使用中基層松散或在滲水作用下，材料被吸往一邊，面層脫空，當(dāng)受到彎拉力大于混凝土板強(qiáng)度時(shí)，面板即發(fā)生斷裂。

　?。?）面層接縫填料失效，板的彎沉使空隙內(nèi)的積水，侵蝕沖刷基層，并沿接縫縫隙噴出，即產(chǎn)生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產(chǎn)生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載下產(chǎn)生斷裂。

　　三、水泥混凝土路面斷板預(yù)防措施

　　針對(duì)這些斷板原因的分析，必須要采取可靠有效的預(yù)防措施，減少斷板數(shù)量，延長混凝土路面的使用年限，提高行車的舒適性。

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　　1．合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。（1）對(duì)于安全性差，游離氧化鈣超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用；不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用。盡量采用發(fā)熱量少，收縮的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。（2）集料的含泥量及有機(jī)質(zhì)含量不得超標(biāo)，級(jí)配應(yīng)符合配合比要求。

　　2．嚴(yán)格控制混凝土配合比。（1）按試驗(yàn)混凝土配合比準(zhǔn)確配料，單位水泥用量要精確，誤差值控制在1%以內(nèi)；（2）集料的含水量要及時(shí)試驗(yàn)取量，控制適宜 的用水量，保持水灰比的準(zhǔn)確，為減少用水量，改善 和易性可使用合適的外摻劑，用水量誤差不超過1%，外加劑控制在2%以內(nèi)。

　　3．施工工藝的控制。（1）混凝土的拌合時(shí)間要根據(jù)機(jī)械性能準(zhǔn)確掌握，最長拌合時(shí)間不應(yīng)超過最短拌合時(shí)間的3 倍，振搗均勻密實(shí)，避免漏振或過振現(xiàn)象發(fā)生；（2）加強(qiáng)混凝土面板的養(yǎng)生。采用覆蓋養(yǎng)生，保證混凝土面板表面濕潤；（3）及時(shí)切縫。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫及水泥品種試驗(yàn)確定最早切縫時(shí)間，一般應(yīng)采用多臺(tái)切縫機(jī)同時(shí)作業(yè)，以保證切縫及時(shí)。切縫深度為混凝土板厚的1/3 至1/4，不宜切縫太淺（少于1/4）或太深（多于1/3），剩余斷面部分能吸收由于高溫產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

　　4．邊界影響的控制。（1）要及時(shí)將后澆筑的面板切縫；（2）有中央分隔帶，路緣石等結(jié)構(gòu)物施工時(shí)，應(yīng)在與混凝土面板接觸處涂刷瀝青，使雙方自由伸縮；（3）基層養(yǎng)生結(jié)束后，及時(shí)澆筑水泥混凝土路面，以防止基層因暴露時(shí)間長而產(chǎn)生干縮裂縫。若基層出現(xiàn)裂縫，應(yīng)采取封閉裂縫處理，預(yù)防因基層裂縫反射到面板上來。

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　　1．設(shè)計(jì)上的考慮：（1）由于運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，一些大型運(yùn)輸車輛的出現(xiàn)，這就要求設(shè)計(jì)要充分考慮混凝土路面的厚度，平面尺寸及砼標(biāo)號(hào)。應(yīng)保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的正常使用。（2）選用適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的原材料，重視凍融性和耐久性。（3）設(shè)計(jì)全面的排水系統(tǒng)，確保地表水、地下水不會(huì)對(duì)路基、路面造成浸蝕破壞。

　　2．路基質(zhì)量控制。（1）路基壓實(shí)質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)值和彎沉值，特別是橋涵等構(gòu)造物的臺(tái)背必須保證壓實(shí)度，保證路基有足夠的均勻的強(qiáng)度；（2）對(duì)于路基不穩(wěn)定特殊軟弱土基，濕陷性黃土，采空區(qū)，陷穴，滑坡等路段，應(yīng)避免采用水泥混凝土路面，其它特殊路基應(yīng)經(jīng)過特殊處理后方可進(jìn)行水泥混凝土路面施工。

　　3．路面基層質(zhì)量控制。基層應(yīng)該有很大的穩(wěn)定性和均勻性：（1）基層應(yīng)盡可能采用水泥穩(wěn)定基層，嚴(yán)格控制細(xì)料，以增加基層的水穩(wěn)性，防止唧泥；（2）嚴(yán)格控制基層的厚度，保證強(qiáng)度的均勻；（3）采用廠拌法拌基層料，確保拌和均勻和配料準(zhǔn)確；（4）按照設(shè)計(jì)要求，保證基層的密實(shí)度。

　　四、結(jié)語

　　混凝土路面斷板的原因如上所述，施工生產(chǎn)中只有逐一落實(shí)控制，才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。同時(shí)，還要及時(shí)采取措施，封填微裂縫，如灌注環(huán)氧樹脂，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)排水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)處理，避免造成較大的病害。橋涵施工過程中，應(yīng)結(jié)合橋面鋪裝，認(rèn)真處理好路橋結(jié)合部位，防止不均勻沉降。此外，還應(yīng)做到依法治路，嚴(yán)格控制超載、超重、超限車輛通行。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]茍梅枝．水泥混凝土路面斷板原因分析及其防治措施[J]．山西建筑，2008，（11）；

　　[2]曲麗娟．水泥混凝土路面病害的產(chǎn)生及處理方法[J]．山西建筑，2008，（2）；

　　[3]鄭明軍．水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制[J]．重慶交通學(xué)院．2007，（3）。