水泥混凝土路面斷板的原因及防治

王建紅

當(dāng)今水泥混凝土路面的發(fā)展速度明顯加快。在水泥混凝土路面修復(fù)技術(shù)不斷提高的同時，也出現(xiàn)了一些開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害，對養(yǎng)護、修復(fù)帶來了極大的困難。尤其是斷板病害已經(jīng)成為公路工程的通病之一，必須引起重視，認(rèn)真分析其原因，積極采取措施加以防治，以確保水泥混凝土路面的安全暢通，結(jié)合寧夏某服務(wù)區(qū)場地硬化作簡要分析。

1 水泥混凝土路面斷板原因

1.1 設(shè)計不當(dāng)

1 )路面厚度偏薄。2)板塊平面尺寸不當(dāng)。3)混凝土原材料的配合比不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生堿—集料反應(yīng)或抗凍融差等耐久性問題。4)排水設(shè)計不當(dāng)。

1.2 超重車的影響

由于交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位車輛逐年增多，單軸軸載比原設(shè)計計算軸載增加幾倍，由于軸載等效換算系數(shù)f=(pi/po)n，即超重軸載與標(biāo)準(zhǔn)軸載換算成16次方關(guān)系，所以，超重車的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。

1.3 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)造物附近壓實機械難以施工的部位;4)路基不同填料的界面或?qū)用?5)壓實度不足路段。

壓實不均勻路段，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)生錯臺，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。

1.4 初期微裂縫的擴展

初期混凝土收縮成未反映到表面的微小裂縫，使用一段時間后，受行車荷載及溫度應(yīng)力的雙重作用，部分裂縫將逐漸增長、變深，以致造成面板斷裂。

1.5 排水不良

1 )路基及基層排水不良，長期受水浸泡，引起路基失穩(wěn)或強度不足，使路面產(chǎn)生不規(guī)則斷裂。2)裂隙水或邊溝水等滲入路基、基層和底基層，冬季凍脹時使路面產(chǎn)生縱向開裂。

2 水泥混凝土路面斷板預(yù)防措施

2.1 設(shè)計要與社會發(fā)展相一致

1 )在混凝土路面厚度、平面尺寸的設(shè)計計算階段，應(yīng)充分考慮交通發(fā)展上準(zhǔn)確調(diào)查交通量及運輸車輛的發(fā)展上避免因設(shè)計厚度偏小，平面尺寸不合理，在設(shè)計使用年限內(nèi)由于交通量的快速增長或重載車輛增加造成面板提前破壞。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)計全面的排水系統(tǒng)，確保地表水、地下水不會對路基、路面造成侵蝕破壞。

2.2依法治路

依法治路，嚴(yán)格控制超重車輛通行。

2.3 路基質(zhì)量的控制

1 )路基壓實質(zhì)量要求達到規(guī)定的壓實度值和彎沉值，特別是橋涵、構(gòu)造物附近(死角部位)更應(yīng)加強壓實工作，保證路基有足夠的、均勻的強度;2)排水設(shè)施應(yīng)完善，并要充分保護地下水對路基穩(wěn)定的影響;3)路基填筑中，不同種類的土壤應(yīng)分層填筑，避免土壤類型在路基上的突變造成沉降不一致，影響路面板結(jié)構(gòu)性能;4)對于填挖交界、半填半挖結(jié)合處應(yīng)按路面板的要求進行特殊設(shè)計，施工中要對路槽以下部分進行處理;5)對于路基不穩(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，其他特殊路基應(yīng)經(jīng)過特殊處理后方可進行水泥混凝土路面施工。

3 斷板的處理與修復(fù)

3.1 裂縫修補

對于輕微斷裂，裂縫無剝落或輕微剝落，裂縫寬度小于3 mm的斷板，應(yīng)采用灌入粘結(jié)劑的方法進行修補。

粘結(jié)劑灌入方法分為:直接灌入法、噴嘴灌入法、注射器注射法。

3.1.1 粘結(jié)劑材料

粘結(jié)劑材料有聚氨酯、聚硫環(huán)氧樹脂(聚硫橡膠+環(huán)氧樹脂)、環(huán)氧樹脂(6101，6343，618等品種)、等高分子樹脂工程材料。

1 )聚氨樹脂灌縫料:為雙組分，A組為多元醇和二異氰酸酯的預(yù)聚體;B組為固化劑，A，B二料可采用100∶27比例配成聚氨酯灌縫料，抗彎拉強度達65 MPa，適宜于灌寬縫。這種材料的特點是在潮濕介面以及堿性介面處，能與介面緊密結(jié)合，延伸性好和耐老化。2)聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料:采用聚硫橡膠∶環(huán)氧樹脂= 16∶(2～16)，配成聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料，其抗拉強度可達32 MPa用于灌窄縫。特點是改善了環(huán)氧樹脂的耐老化性能和脆性。3)環(huán)氧樹脂灌縫料:由環(huán)氧樹脂(膠結(jié)劑)、二甲苯(稀釋劑)、鄰苯二甲酸二丁脂(增韌劑)、乙二受(固化劑)、水泥或滑石粉(填料)組成，填料視縫隙寬度摻加。

3.1.2 裂縫修補工

1 )直接灌入法:適用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通前，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫，可用聚雄鹿環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。

2 )噴嘴灌入法:適用于通車路段冬季修補裂縫。操作工序:清縫→埋設(shè)灌漿嘴封閉裂縫→配灌縫材料→灌漿→加熱增強。a.清縫:采用壓縮空氣配特制噴嘴(鴨嘴形為好)，配細鉛絲小鉤子掏除縫隙中的泥土等雜物。b.埋設(shè)灌漿嘴封閉裂縫:灌漿嘴一般約30咖設(shè)一個，用按1∶2配比的松香和石蠟加熱熔化粘住裂縫，再用膠布將縫口貼好，并涂上松香和石蠟。c.配灌縫材料:根據(jù)縫口寬窄及要求開放通車時間，選用適宜的灌漿材料及配比混合調(diào)勻倒于小鋁鍋中。d.灌漿:將配制的灌漿材料倒入有機玻璃管注射器或其他特制的灌漿器中，一般宜在30 min～40 min以內(nèi)用壓力將灌縫料由各灌漿嘴中灌入縫中，至灌滿將要頂動上面的膠布為止。其上宜加一層水泥漿或砂漿抹面并噴養(yǎng)護劑，使表面顏色一致。e.加熱增強:一般宜用紅外線燈或裝有60 W～100 W燈泡的長條形燈罩，在已灌縫上加溫，溫度控制在50℃ ～60℃，加熱1 h～2 h即可開放通車。

3 )注射器注射法:此法適用于通車時間短，裂縫雜物少，較清潔、干燥，裂縫寬度在3 mm左右的路面斷板修補。a.清縫:采用空氣壓縮機配特制噴嘴吹干凈縫隙，并配細鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物。b.配灌縫材料:將小包裝主劑與固化劑按2∶1的比例摻配。一般小包裝為1 kg混合劑分A桶主劑0.67 kg和B桶固化劑0.33 kg兩個桶裝，操作時只需將固化劑直接倒入主劑中，拌和至顏色均勻即可。c.注射器注射:使用50 mL醫(yī)用注射器抽入混合劑，對準(zhǔn)插入縫隙注射(可不使用針頭)，由中線向兩邊逐點注射致縫隙填滿。若先注射段落滲入較多，應(yīng)及時補注至飽滿，若15 min內(nèi)不再滲入則可認(rèn)為已注滿縫隙。整個縫隙注射完成后，摻少許干水泥拌砂混合料覆蓋，3 h后即可開放通車。該操作應(yīng)在配料開始90 min內(nèi)完成，否則材料將凝固無法使用。

3.2 局部修補

板面局部斷裂損壞，進行小塊修復(fù)時，應(yīng)視斷裂損壞程度不同分三種方式修補:

1 )對于輕微斷裂，裂縫有輕微剝落的，先畫線放樣，按畫線范圍開鑿成深約5 cm～7 cm的長方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補。2)對于輕微斷裂，裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應(yīng)按裂縫兩側(cè)至少各20 cm的寬度放樣，按畫線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽應(yīng)與中線垂直，刷洗干凈凹槽和孔眼，在孔眼安設(shè)Ⅱ形鋼筋，沖擊鉆鉆頭采用30規(guī)格，Ⅱ形鋼盤采用φ22螺紋鋼筋制作，安設(shè)鋼筋完成后，用高標(biāo)號砂漿填塞孔眼至密實，最后用與原路面相同標(biāo)號的快凝混凝土澆搗至路面齊平。3)較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深10 cm，直徑4 cm，水平間距30 cm～40 cm。每個洞應(yīng)先將其周圍潤濕，插入一根直徑18 mm～20 mm、長約20 mm的鋼筋，然后用快凝砂漿填塞搗實，待砂漿硬后澆筑快凝混凝土、夯搗實且與路面齊平即可。

3.3 整塊板更換

對于嚴(yán)重斷裂，裂縫處有嚴(yán)重剝落，板被分割成3塊以上，有錯臺或裂塊已開始活動的斷板，應(yīng)采用整塊板更換的措施。

4 結(jié)語

本文針對水泥混凝土路面的早期開裂斷板和使用期開裂斷板病害分別從設(shè)計、原材料、基層處理、配合比、水泥混凝土面層施工工藝及環(huán)境條件等方面進行分析，找出病害成因。針對造成水泥混凝土路面斷板的原因，為減少斷板數(shù)量，延長水泥混凝土路面的使用年限，相應(yīng)提出了行之有效的、全面的防治措施。

［1］ 楊 光.水泥混凝土路面早期斷裂的原因及防治辦法［J］.山西建筑，2010，36(5)：256-257.