水凝混凝土路面斷板病害的成因及處置方法

羅曉東

摘要：水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)。但在施工初期和交付使用后，由于種種原因，引起路面的斷板，影響了公路運(yùn)輸?shù)男б婧托熊嚢踩虼耍仨毑扇〈胧訌?qiáng)對(duì)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)管理。

關(guān)鍵詞：路面 斷板 原因 處置方案

前言：水泥混凝土路面以其強(qiáng)度高、承載能力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)和日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，省、市農(nóng)村公路建設(shè)管理機(jī)構(gòu)要求在農(nóng)村四級(jí)公路中采用水泥混凝土作為面層，這種要求符合農(nóng)村實(shí)際情況和道路所處的環(huán)境，普遍受到群眾的歡迎。但是，水泥混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)都是以工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求為前提的。施工初期和交付使用后，由于種種原因，水泥混凝土路面出現(xiàn)了斷板、裂縫、拱起、掉角、錯(cuò)臺(tái)、唧泥、板底脫空等病害，尤其以路面斷板現(xiàn)象最為突出，在未得到及時(shí)治理，久而久之直接影響到水泥混凝土路面的使用效果，減少路面使用年限，甚至?xí)霈F(xiàn)前修后壞的惡果，不僅造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)在社會(huì)上，尤其是在群眾中帶來(lái)不良的社會(huì)影響。現(xiàn)就水泥混泥土路面常見(jiàn)幾種病害進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的治理方案。

一、 斷板的成因分析

由水泥混凝土路面施工過(guò)程控制引起的斷板大致可以歸納為以下幾個(gè)方面

1、 干縮裂縫

水泥混凝土澆筑后,混凝土中的化學(xué)結(jié)合水、層間水、物理吸附水以及毛細(xì)水在混凝土硬化過(guò)程中失去時(shí)，水泥漿體就會(huì)收縮，這就是干縮。干縮裂縫多發(fā)生在高溫炎熱季節(jié),混凝土表面水分散失快,體積迅速收縮,而內(nèi)部溫度變化小,收縮小,表面收縮變形受到內(nèi)混凝土的約束,從而引起表面裂縫。。

2、溫度裂縫

混凝土澆筑后,表面沒(méi)有及時(shí)覆蓋,在炎熱或大風(fēng)天氣,表面游離水分蒸發(fā)過(guò)快,混凝土體積急劇收縮,導(dǎo)致開(kāi)裂。3、切縫不及時(shí)

混凝土路面澆筑后驟然降溫而施工時(shí)沒(méi)進(jìn)行“軟切割”預(yù)防措施，因混凝土抗拉應(yīng)力不能“抗拒”溫差應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而引起斷板。

4、沉降裂縫 可分為兩種情況:一是混凝土澆筑后,水泥和骨料自然下沉,同時(shí)產(chǎn)生泌水,在沉降過(guò)程中發(fā)生的裂縫;二是混凝土澆筑后,水泥和骨料在下沉階段,如受到鋼筋和其它預(yù)埋件的局部阻礙及模板移動(dòng),使該處混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí),該處就會(huì)產(chǎn)生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1~3 h發(fā)生,屬硬化前裂縫，待沉降終止時(shí)迅速進(jìn)行處理，重新加壓抹平,使裂縫閉合。 5、后期運(yùn)營(yíng)中，由于路基強(qiáng)度不夠，受車輛的碾壓作用下，造成混凝土路面形成斷板。

二、 斷板的處置

斷板的維修方法主要有凹槽開(kāi)挖法、擴(kuò)縫灌漿法、條帶罩面法、橫向拉筋法、更換板塊法和局部全厚修補(bǔ)法等

1、凹槽開(kāi)挖法

根據(jù)斷縫位置，把水泥混凝土面板鑿開(kāi)成長(zhǎng)方形凹槽，貫通整個(gè)板厚，凹槽壁鑿成1：0.15的斜坡為最好，以使修補(bǔ)混凝土與面板更充分地共同支撐行車荷載。凹槽的直角邊分別平行于縮縫和縱縫。對(duì)于較直的斷縫，斷縫的兩側(cè)開(kāi)鑿寬度每側(cè)不小于20cm，總寬度不小于40cm；若斷縫稍有斜度或彎度時(shí)，開(kāi)鑿時(shí)要距斷縫凸出部位或端頭不小于10cm，凹槽開(kāi)鑿總寬度不小于40cm；若斷縫在縮縫附近，且開(kāi)鑿邊緣距縮縫不大于40cm時(shí)，原縮縫要作為凹槽的一個(gè)邊。填充凹槽時(shí)，需用的混凝土是高于面板一級(jí)標(biāo)號(hào)的膨脹混凝土。

2、 擴(kuò)縫灌漿法

實(shí)踐應(yīng)用表明，對(duì)于路面板尚能使用的裂縫，即使裂縫寬度較大，在不改變裂縫寬度的條件下灌漿的效果并不好。分析認(rèn)為，主要原因在于縫隙清潔難度較大，無(wú)法保證灌縫材料與混凝土的充分粘結(jié)。為此，嘗試采用對(duì)裂縫進(jìn)行擴(kuò)寬，以便于對(duì)灌縫材料與混凝土接觸界面的清潔。從應(yīng)用效果看，擴(kuò)縫灌漿維修后的裂縫封閉效果好，灌縫材料不容易散失，使用狀況較好。

擴(kuò)縫灌漿法施工時(shí)，利用鋸縫機(jī)或沖擊鉆，沿裂縫邊緣將縫口擴(kuò)成1.5～2.0cm寬的槽，槽深根據(jù)裂縫深度確定，一般為3～5cm。清除混凝土碎屑后，用水清洗槽壁，再用壓縮空氣吹干槽壁，用灌縫材料灌注并封閉開(kāi)槽。擴(kuò)縫灌漿法施工的關(guān)鍵是開(kāi)槽的清潔。使用水沖洗后，一定要采取措施保證槽壁干燥。夏季施工時(shí)，用壓縮空氣容易吹干；冬季或低溫施工時(shí)，應(yīng)采用電熱吹風(fēng)機(jī)烘干。

3、 條帶罩面法

條帶罩面法施工與現(xiàn)行養(yǎng)護(hù)規(guī)范相同。從應(yīng)用效果看，鈀釘?shù)脑O(shè)置與固定，對(duì)維修效果的影響明顯。應(yīng)保證鈀釘孔的直徑略大于鈀釘直徑，孔的深度略大于鈀釘彎鉤長(zhǎng)度。同時(shí)，除過(guò)銹的鈀釘安裝時(shí)，鈀釘孔內(nèi)應(yīng)填滿快凝砂漿。

4、 橫向拉筋法

橫向拉筋法與條帶罩面法類似，僅是加固方向不同。橫向拉筋法的加固條帶與裂縫（或接縫）垂直，在縫兩側(cè)設(shè)置耙釘，起到拉筋加強(qiáng)作用。橫向拉筋法如下圖所示

5、更換板塊法

整塊板更換的材料要求、配合比、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等與現(xiàn)行施工規(guī)范相同。

水泥混凝土路面板采用傳統(tǒng)施工工藝更換后的使用效果表明，新修板塊出現(xiàn)不同程度的破損，尤其是新舊板塊接縫部位的破損更為嚴(yán)重，且容易引起板塊脫空、斷裂。分析認(rèn)為，施工過(guò)程中雖已對(duì)新舊混凝土結(jié)合面進(jìn)行了加強(qiáng)處理，但混凝土的收縮差異不可避免。同時(shí)，修補(bǔ)板塊與舊路面板之間沒(méi)有荷載傳遞，荷載應(yīng)力較大。因此在修補(bǔ)板塊與舊板塊接縫上應(yīng)設(shè)置拉桿，提高新舊板塊的整體性，使用效果良好。

這種工藝是先將舊板塊破碎清除，對(duì)基層予以處治之后，如下圖所示在舊板塊四周鉆孔安設(shè)拉桿。拉桿位置在板厚1/2處，孔中心間距30cm。孔直徑比拉桿直徑大2～4mm，孔深為拉桿長(zhǎng)度的一半。拉桿一般采用φ16螺紋鋼筋，長(zhǎng)80cm。

1-保留板；2-更換板；3-接縫

更換板塊拉桿設(shè)置

鉆孔的關(guān)鍵在于保證孔的直徑、深度和水平。鉆孔設(shè)備可應(yīng)用的有排式水平鉆孔機(jī)和水泥混凝土路面小型水平鉆孔設(shè)備，直接進(jìn)行水平鉆孔，既可以保證孔的位置，又可以保證水平，使用效果良好。

對(duì)鉆孔利用高壓水和壓縮空氣清潔后，在鉆孔中注入環(huán)氧砂漿或其它粘結(jié)劑，插入并固定拉桿，再澆筑混凝土面板。

6、 局部全厚式修補(bǔ)法

局部全厚式修補(bǔ)法與更換板塊法類似，只是修補(bǔ)區(qū)域根據(jù)斷板破碎范圍等確定。局部修補(bǔ)時(shí)，修補(bǔ)應(yīng)采用摻加混凝土膨脹劑的混凝土，保證與舊路面板塊之間的整體性。