淺談水泥混凝土路面斷板的原因及預(yù)防措施

李俊文

【摘要】通過施工對(duì)混凝土路面斷板的原因進(jìn)行分析，并提出具體的防治措施。

【關(guān)鍵詞】 混凝土路面；斷裂；分析

1. 概述

隨著公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，水泥混凝土路面作為高等級(jí)路面目前其發(fā)展速度明顯加快。水泥混凝土路面既有其養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用小、使用時(shí)間長的優(yōu)點(diǎn)，也有其先期投入大、損壞不宜修復(fù)等缺點(diǎn)與不足。因此，我國對(duì)水泥混凝土路面發(fā)展采取了"因地制宜，積極穩(wěn)妥，確保質(zhì)量，加快發(fā)展"的方針。在水泥混凝土路面修建技術(shù)不斷提高的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些開裂，斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害，給養(yǎng)護(hù)、維修帶來了極大的困難。尤其是斷板病害已經(jīng)成為公路工程的質(zhì)量通病，通過近幾年混凝土路面的施工，經(jīng)過認(rèn)真分析和總結(jié)，對(duì)防止混凝土路面斷板提出以下幾點(diǎn)防治措施。

2. 水泥混凝土路面斷板分類

水泥混凝土路面斷板按其損壞程度分為三類：

2.1 輕微斷裂：裂縫無剝落或輕微剝落；未封縫的裂縫寬度小于3mm，已封縫的裂縫寬度不限，但封縫良好。

2.2 中等斷裂：裂縫處有中等程度剝落；未封縫的裂縫寬度為3～25mm；已封縫的裂縫無剝落或輕微剝落，但填縫料明顯損壞；板被分割成3塊以內(nèi)，但均屬輕微裂縫。

2.3 嚴(yán)重?cái)嗔眩毫芽p處有嚴(yán)重剝落；未封縫的裂縫寬度大于25mm，板被分割成3塊以上，裂縫損壞在中等程度以上；有錯(cuò)臺(tái)、裂塊已開始活動(dòng)。

3. 混凝土路面斷板原因

通過近幾年的施工，我們認(rèn)為：混凝土路面開裂的主要原因是因?yàn)榛炷恋淖陨硎湛s（包括干燥收縮和溫度收縮）及其與基層間的強(qiáng)大的摩阻力（包括靜摩擦力和層間粘結(jié)剪應(yīng)力），因此減少或改善混凝土的自身收縮及其與基層的摩阻力，就能有效的防止開裂。

3.1 產(chǎn)生斷板的原因分析。

3.1.1 原材料不合格：（1）水泥安定性差，強(qiáng)度不足；（2）集料（砂、碎石）含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。

3.1.2 基層標(biāo)高失控和不平整。（1）基層標(biāo)高失控，造成路面厚度不一致，過薄或過厚交界處會(huì)成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)，因不能承受拉應(yīng)力而開裂。（2）基層不平整會(huì)大大地增加其與混凝土界面的摩阻力，容易在較薄弱路面開裂。（3）用松散材料處理基層標(biāo)高失控或不平整時(shí)，上層混凝土中的水分或砂漿就會(huì)下滲或被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強(qiáng)度下降。

3.1.3 混凝土配合比不當(dāng)。（1）單位水泥用量偏大。混凝土中引起收縮的主要是水泥石部分，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。偏大的水灰比雖然滿足了混凝土和易性的需要，但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）施工中配合比不準(zhǔn)，不及時(shí)根據(jù)集料的含水量調(diào)整配合比都會(huì)影響配合比的準(zhǔn)確性，從而影響其初期強(qiáng)度。

3.1.4 施工工藝不當(dāng)。（1）攪拌不足或過分，振搗不密實(shí)，形成的混凝土強(qiáng)度不足或不均勻，容易導(dǎo)致開裂斷板。振搗時(shí)間過長，會(huì)造成分層，使粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強(qiáng)度不均勻，使表面形成細(xì)小不規(guī)則的裂紋。（2）混凝土拌和時(shí)，如果天氣過熱，再加上水泥的水化熱，會(huì)使混凝土拌和物的溫度很高，在冷卻硬化過程中使溫差收縮加大，從而導(dǎo)致開裂。（3）混凝土間斷施工。因停電、機(jī)械故障、運(yùn)輸不及時(shí)、氣候突變、停料等原因使混凝土澆注作業(yè)中斷，再澆注混凝土?xí)r未按施工縫處理，新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致就會(huì)形成一條不規(guī)則的接縫。（4）養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)生方法不當(dāng)。氣溫高，濕度小，風(fēng)速大的不利條件會(huì)使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。（5）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。（6）施工車輛過早通行。在混凝土強(qiáng)度不足的情況下過早通車，對(duì)混凝土面板產(chǎn)生的荷載應(yīng)力，是產(chǎn)生裂縫的又一原因。（7）傳力桿安裝不當(dāng)，上下翹曲，在混凝土伸縮和傳力過程中混凝土就會(huì)破壞，形成裂縫損壞。

4. 混凝土面板斷板的預(yù)防措施

針對(duì)上述環(huán)節(jié)造成水泥混凝土路面斷板原因的分析，我們?cè)诼访媸┕ぶ羞M(jìn)行了全面的預(yù)防，取得了良好的效果，具體措施如下：

4.1 合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件

4.1.1 對(duì)于安定性差、游離氧化鈣含量超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥應(yīng)禁止使用，做到不同標(biāo)號(hào)、不同廠家、不同種類、不同批生產(chǎn)的水泥禁止混合使用。我們?cè)谒噙M(jìn)場前，對(duì)要進(jìn)場的水泥進(jìn)行了隨機(jī)取樣并進(jìn)行了水泥物理性能試驗(yàn)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)合格后再確定水泥供應(yīng)商，根據(jù)水泥的進(jìn)場數(shù)量，我們對(duì)進(jìn)場的水泥每200t做一次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)水泥有不合格的，堅(jiān)決不準(zhǔn)進(jìn)場。

4.1.2 集料（砂、碎石）含泥量的控制：集料進(jìn)場時(shí)我們指派具有試驗(yàn)資格的專職試驗(yàn)人員對(duì)進(jìn)場的集料進(jìn)行檢測(cè)，如果集料的含泥量超過標(biāo)準(zhǔn)，我們采用對(duì)集料進(jìn)行水洗的方法直至達(dá)到要求。

4.2 基層標(biāo)高、平整度的控制。

4.2.1 嚴(yán)格控制基層頂面標(biāo)高。在水泥穩(wěn)定基層施工時(shí)，我們要求測(cè)量班組對(duì)基層的標(biāo)高進(jìn)行初步放樣，然后進(jìn)行復(fù)測(cè)。待基層施工成型后立即進(jìn)行基層頂面標(biāo)高的檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格點(diǎn)時(shí)，根據(jù)不合格點(diǎn)的范圍立即進(jìn)行整改直至達(dá)到規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，以確保混凝土路面板的厚度均勻一致。

4.2.2 基層頂面平整度的控制。在水泥穩(wěn)定基層施工時(shí)，隨時(shí)用三米直尺對(duì)成型的路段進(jìn)行平整度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)平整度不合格及時(shí)進(jìn)行返工處理，在混凝土路面施工時(shí)我們采取加鋪塑料薄膜的方法以減少水泥混凝土面板與基層的摩阻力，同時(shí)也避免了因模板不嚴(yán)密漏漿而產(chǎn)生的蜂窩、麻面。

4.2.3 基層施工完畢后及時(shí)對(duì)基層進(jìn)行灑水養(yǎng)生，使水泥穩(wěn)定基層始終保持濕潤狀態(tài)直至澆注混凝土路面板。

4.3 嚴(yán)格控制混凝土配合比。

4.3.1 混凝土路面施工前，我們對(duì)集料采取隨機(jī)取樣進(jìn)行混凝土的配合比試驗(yàn)，確定混凝土的設(shè)計(jì)配合比，我們使用的是山東方圓機(jī)械廠生產(chǎn)的強(qiáng)制式拌和機(jī)，其配置的是精確的電子計(jì)量系統(tǒng)，這樣就能使集料的用量誤差控制在1%以內(nèi)。

4.3.2 混凝土路面板開始施工前，每天都對(duì)集料進(jìn)行含水量試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工配合比，確定實(shí)際用水量。

4.4 施工工藝的控制。

4.4.1 混凝土拌和時(shí)間的控制。我們根據(jù)所采用的混凝土拌和機(jī)的性能確定混凝土的最短攪拌時(shí)間為90秒，最長攪拌時(shí)間不得超過270秒，攪拌時(shí)間過短，混凝土的和易性較差，攪拌時(shí)間過長容易使混凝土離析。

4.4.2 在混凝土路面板施工時(shí)，我們使用排振設(shè)備以保證混凝土振搗均勻密實(shí)，振搗直至混凝土不冒汽泡，不下沉泛出水泥漿為止，對(duì)于邊角排振振搗不到的地方，用插入式振搗棒補(bǔ)振，避免了漏振和超振現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4.3 混凝土拌和前，為避免集料的溫度過高，我們采取灑水降溫的方法，待溫度降低后及時(shí)測(cè)定集料的含水量，以調(diào)整施工配合比確定實(shí)際用水量，保證水灰比值不致增大。

4.4.4 每天在混凝土施工前都要對(duì)發(fā)電機(jī)、振平機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，以確保其在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)為避免因機(jī)具故障而對(duì)路面施工造成影響，我們又準(zhǔn)備了備用的發(fā)電機(jī)、振平機(jī)和振搗棒，以確保施工的連續(xù)性。

4.4.5 混凝土路面板的養(yǎng)生。我們采用噴灑養(yǎng)生液的方法對(duì)成型的路段進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生液必須做到噴灑均勻，不得漏噴，使混凝土面板上形成一層均勻的養(yǎng)生薄膜。

4.4.6 準(zhǔn)確掌握切縫時(shí)間。我們根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際氣溫和水泥的品種確定最早的切縫時(shí)間為切縫時(shí)混凝土不掉角為準(zhǔn)，盡可能的早切縫。切縫的深度為設(shè)計(jì)混凝土板厚的1/3～1/4，不得過淺或過深。

4.4.7 我們所施工的路段在水泥穩(wěn)定基層施工前就已經(jīng)對(duì)全路段進(jìn)行了交通封閉，避免了由于混凝土強(qiáng)度不足及過早開放交通而使混凝土面板產(chǎn)生開裂。

4.4.8 為了正確安裝傳力桿，防止其上下翹動(dòng)，我們?cè)谑┕r(shí)采用了雙模板進(jìn)行控制，以保證傳力桿位置的準(zhǔn)確。澆注下一混凝土板是對(duì)傳力桿進(jìn)行涂刷瀝青隔離層并安設(shè)塑料套管，保證傳力桿起到設(shè)計(jì)的傳力作用。

總之，通過采取以上措施，使混凝土路面的斷板率控制在4‰以內(nèi)。