水泥混凝土路面斷板的施工原因分析及預(yù)防措施

樊金科

摘 要： 本文針對(duì)水泥混凝土路面早期出現(xiàn)斷板的問題，分析施工方面的原因，提出預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞： 水泥混凝土；路面斷板；施工原因分析；預(yù)防措施

水泥混凝土路面的施工，是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。施工中選用材料的優(yōu)劣，施工季節(jié)的選擇，合理利用施工機(jī)械、施工工藝和施工方法等直接關(guān)系著水泥混凝土路面面板的質(zhì)量，精心施工對(duì)避免和預(yù)防水泥混凝土路面的早期斷板尤為重要。

一、施工方面斷板原因

1、面層施工工藝不當(dāng)

（1）混凝土拌和時(shí)，如果水泥和集料溫度過高，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、硬化過程中會(huì)使溫差收縮加大，導(dǎo)致開裂斷板。

（2）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，易導(dǎo)致早期開裂斷板。振搗時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)造成分層，粗顆粒沉入底層，細(xì)顆粒及水留在上層，強(qiáng)度不均勻，表面收縮裂縫增加，形成斷板。

（3）混凝土澆筑間斷。因停電、機(jī)械故障、運(yùn)輸不暢、氣候突變、停料等原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷，再澆筑時(shí)未按施工縫處理，新舊混凝土結(jié)合不良，不同步收縮，在結(jié)合處產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而發(fā)展成斷板。

（4）傳力桿安裝不當(dāng)，上下翹曲，則在混凝土伸縮和傳力過程中混凝土就會(huì)被破壞，形成裂縫損壞，斷板發(fā)生。

（5）采用真空吸水工藝時(shí)，如果因兩吸墊之間未重疊而導(dǎo)致漏吸，則漏吸處水灰比較兩側(cè)大，混凝土強(qiáng)度較低，收縮也大，會(huì)形成薄弱環(huán)節(jié)而開裂。如果真空吸水參數(shù)控制不好，兩吸墊交間處也會(huì)因兩邊的拉力過大而開裂。

（6）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，在面板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

（7）養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)。尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)速大的不利條件下，混凝土表面水分蒸發(fā)太快，形成干縮裂縫。

（8）施工車輛過早通行。由于受到地理?xiàng)l件的限制或因混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)需要在混凝土強(qiáng)度不足條件下過早地通車，產(chǎn)生荷載應(yīng)力，導(dǎo)致斷板。

（9）在日溫差較大的季節(jié)和地區(qū)，高溫時(shí)間段施工，混凝土內(nèi)水分蒸發(fā)過快，收縮速度加快，發(fā)生斷板現(xiàn)象。混凝土表面修整陽(yáng)光直射，整修后不及時(shí)覆蓋養(yǎng)生，白天過多的升溫，造成夜間降溫時(shí)收縮過大，面板就會(huì)產(chǎn)生裂紋最終橫向斷裂。

2、基層施工控制不到位

（1）基層標(biāo)高失控，造成路面厚度不一致，過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)，難以承受拉應(yīng)力而開裂斷板。

（2）基層不平整會(huì)大大地增加其與混凝土界面的摩阻力，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)，上層混凝土拌和物的水分或砂漿會(huì)下滲或被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強(qiáng)度下降，最終發(fā)生斷板現(xiàn)象。

（4）基層干燥會(huì)吸收混凝土拌和物中的水分，使底部混凝土失水，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致開裂。

（5）路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土路面斷板，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(shí)機(jī)械難以施工的部位；

④路基不同填料的界面或?qū)用妫?/p>

⑤壓實(shí)度不足。

壓實(shí)不均勻路段，在路面長(zhǎng)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、原材料不合格

（1）水泥穩(wěn)定性差，強(qiáng)度缺乏。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)其超過一定限量時(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，使開裂斷板的概率大大增加。水泥的水化熱高、收縮大，也易導(dǎo)致開裂斷板。

（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥與集料的接觸界面難以固結(jié)，導(dǎo)致界面有所缺陷，從而出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)而開裂。

4、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，進(jìn)而發(fā)展成斷板。

（2）水灰比偏大。為了滿足和易性需要，施工中采用較高的水灰比，造成水分過剩，而這些水分的蒸發(fā)散失，促使混凝土干縮，孔隙率變大，降低了混凝土強(qiáng)度，導(dǎo)致出現(xiàn)斷板現(xiàn)象。

（3）施工中計(jì)量不準(zhǔn)，尤其是未根據(jù)集料中的含水量及時(shí)調(diào)整用水量，會(huì)影響混凝土的配合比的準(zhǔn)確性，從而影響其初期強(qiáng)度引發(fā)斷板現(xiàn)象。

（4）混凝土配合比按“飽和面干”狀態(tài)設(shè)計(jì)，如使用長(zhǎng)期在日光爆曬下的過干集料，會(huì)大量吸收拌和用水而影響水灰比的準(zhǔn)確性，影響混凝土強(qiáng)度，使用中發(fā)生斷板。

二、斷板預(yù)防措施

水泥混凝土路面斷板有關(guān)的因素很多，而強(qiáng)度、氣溫、材料、施工方法等是比較主要的因素。在實(shí)際施工中加強(qiáng)施工工藝控制、改進(jìn)施工方法、嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和混凝土配合比，最大限度地避免和預(yù)防斷板。

1.路基和路面基層施工質(zhì)量控制

（1）路基質(zhì)量控制

①對(duì)于填挖交界、半填半挖結(jié)合處應(yīng)按面板的要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，施工中要對(duì)路槽以下部分進(jìn)行處理；

②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?cè)斐沙两挡灰恢拢绊懨姘褰Y(jié)構(gòu)性能；

③路基壓實(shí)質(zhì)量要達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度和彎沉值，特別是橋涵、構(gòu)造物附近更應(yīng)加強(qiáng)壓實(shí)工作，保證路基有足夠的、均勻的強(qiáng)度；

④完善排水設(shè)施，并充分考慮地下水對(duì)路基穩(wěn)定的影響。

（2）路面基層質(zhì)量控制endprint

①建立驗(yàn)槽制度，確保基層厚度均勻一致，保證強(qiáng)度均勻；

②基層應(yīng)盡可能采用水泥穩(wěn)定類基層，嚴(yán)格控制細(xì)料，以增加基層的水穩(wěn)性，防止唧泥；

③采用廠拌法拌和基層混合料，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。

（3）基層標(biāo)高、平整度控制

①嚴(yán)格控制基層頂面標(biāo)高，確保混凝土面板厚度均勻一致。

②按水泥混凝土路面平整度要求控制基層平整度，采取加鋪塑料薄膜等方法減少水泥混凝土面板與基層的摩阻力。

③對(duì)于標(biāo)高不足的基層應(yīng)堅(jiān)決返工重做，禁止采用拋撒松散基層材料填補(bǔ)標(biāo)高的方法。

④加強(qiáng)基層養(yǎng)護(hù)工作，保持基層濕潤(rùn)狀態(tài)，直至澆筑水泥混凝土面板。

2. 面層施工工藝控制

（1）混凝土路面施工開盤前，要仔細(xì)檢查發(fā)電機(jī)、振動(dòng)梁、運(yùn)輸車輛等機(jī)具設(shè)備，確保其完好。現(xiàn)場(chǎng)施工要有備用機(jī)具，嚴(yán)禁故障機(jī)具施工，并檢查施工運(yùn)料道路是否通暢，確保施工的連續(xù)性。配料、拌和、運(yùn)輸、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)面要有序配合，對(duì)于氣候突變、停電、停料等情況，應(yīng)提前做好準(zhǔn)備工作，調(diào)整工序，暫停面板施工。重新鋪裝時(shí)應(yīng)按施工縫處理接縫。

（2）混凝土拌和時(shí)，若集料溫度過高，應(yīng)采用降溫措施后再配料拌和。若采用灑水降溫方法，應(yīng)及時(shí)測(cè)定含水量，調(diào)整拌和水用量，保證水灰比值不變。

（3）混凝土的拌和時(shí)間要根據(jù)機(jī)械性能準(zhǔn)確掌握，最長(zhǎng)拌和時(shí)間不應(yīng)超過最短拌和時(shí)間的3倍；振搗應(yīng)均勻密實(shí)，避免漏振或超振現(xiàn)象產(chǎn)生。

（4）規(guī)范脹縫、縮縫制作工藝，準(zhǔn)確定位傳力桿和拉桿。正確安裝傳力桿，采用雙模板控制，防止上下翹動(dòng)。澆筑下一混凝土板時(shí)要按設(shè)計(jì)要求安設(shè)塑料套管和涂瀝青隔層。

（5）采用真空吸水工藝時(shí)，一定要注意兩吸墊之間重疊足夠尺寸，避免漏吸。

（6）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1/3～1/4，不宜切縫太淺或太深。

（7）重視混凝土面板養(yǎng)生，采用優(yōu)質(zhì)養(yǎng)護(hù)劑，或濕法養(yǎng)護(hù)，不要采用沒有覆蓋物僅灑水的養(yǎng)生方法。

（8）控制交通車輛，避免在混凝土強(qiáng)度不足的條件下，過早開放交通，養(yǎng)護(hù)車輛也應(yīng)盡量避免直接在面板上通行。

（9）混凝土夏季施工，要避開高溫時(shí)間段，盡量不要在溫差較大或大風(fēng)的條件下施工，表面修整時(shí)，為面板遮陽(yáng)保濕，修整完成后要覆蓋養(yǎng)生，以保持溫度變化不致太大。

3、施工材料質(zhì)量控制

嚴(yán)格材料管理工作，杜絕不合格材料在水泥混凝土路面施工中使用。合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。

（1）對(duì)于安定性差、游離氧化鈣超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用；不同標(biāo)號(hào)、不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用；盡量采用旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的發(fā)熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。

（2）集料（砂、碎石）含泥量超標(biāo)時(shí)應(yīng)更換料源，選擇合格的、含泥量較少的材料，有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)的集料嚴(yán)禁使用。

4、混凝土配合比控制

（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稱量，誤差值控制在1%以內(nèi)。

（2）集料的含水量要及時(shí)試驗(yàn)取得，控制適宜的用水量，保持水灰比準(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）采用電子秤或其他現(xiàn)代化配料機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)確配料，盡量不采用人工手推車按車計(jì)量的配料方法；集料稱量誤差控制在3% 以內(nèi)。

三、結(jié)語(yǔ)

從施工角度，為有效防止水泥混凝土路面過早出現(xiàn)斷板：一要加強(qiáng)施工作業(yè)人員的技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)。二要重視試驗(yàn)段鋪筑，通過鋪筑試驗(yàn)段來(lái)修改、充實(shí)、完善施工方案和技術(shù)練兵，以利指導(dǎo)大面積施工。三要加強(qiáng)對(duì)基層、面板材料適用性和施工方法的分析研究，采用先進(jìn)的機(jī)械化施工工藝、良好的施工組織，以專業(yè)化大生產(chǎn)及流水作業(yè)的方式安排施工。四要加強(qiáng)混凝土配合比計(jì)量控制，提高混凝土面板的初期強(qiáng)度，防止無(wú)規(guī)則開裂形成斷板。endprint