水泥混凝土路面板破壞的原因和技術指標控制

陳文廣

摘要:本文分析了水泥混凝土路面板破壞的原因,提出了主要技術指標的控制措施,供大家參考。

關鍵詞:公路;水泥混凝土路面;質量控制;配合比

1 前言

水泥混凝土路面的承載能力大,耐磨性、水穩定性及熱穩定性均好,并且使用壽命長、日常維護費用少。而瀝青混凝土路面高溫穩定性能差,日常養護費用高。尤其近幾年以來瀝青價格上調幅度較大,且優質瀝青供不應求。因此,在干線公路和城市道路中修筑部分水泥混凝土路面是可行的。但是,水泥混凝土路面在施工后易出現裂縫、斷板和錯臺等病害。下面針對水泥混凝土路面的施工質量控制問題進行探討。

2 水泥混凝土路面板破壞的原因

2.1 路基施工方面的原因

路基填筑使用了不適宜的材料。公路路基施工規范規定,在通常情況下,不能被壓實到規定的密實度和不能形成穩定填方的材料不能用于路基填筑。如:沼澤土,泥炭、含有樹根、雜草和易腐朽物質等材料;液限指數大于50%,塑限指數大于25%的材料;有機質含量大于3%的材料;壓實含水量和最佳含水量之差大于2%的材料等等。但是,由于施工單位在路基填筑材料方面控制不嚴,使用了不適宜材料從而造成路基下沉或塌方,以致影響路面直到路面混凝土板破壞。

軟基處理不當。在軟土地段路基填筑前,應該首先探明地基承載力,然后采取合理的軟基處理方案和施工工藝。軟基處理方案一般有:混凝土回填土方、石方、或砂礫、袋裝砂井,塑料排水板,土工布,土工格柵或以上兩種方案組合等,但是施工時,往往由于采取軟基處理方案或施工工藝不合理、施工時未認真按要求處理或處理不完善等給路基的穩定造成了隱患,形成路基的沉陷或滑移,最終影響路面混凝土板。

2.2 路面施工方面的原因

路面基層施工質量不合要求。路面基層一般有底基層和面基層。底基層為級配砂礫集料,面基層為水泥穩定類集料。路面開始施工前要求路槽應清理干凈,標高應嚴格控制,否則會影響基層的設計厚度。底基層集料細長及扁平的顆粒不得超過20%,且不得含有粘土塊、腐殖質等有害物質,集料必須有良好的級配,級配曲線應接近圓滑并居中。水泥穩定類集料面基層,在鋪筑前,應將底基層面上的所有浮土、雜物全部清除,并嚴格地整形和壓實。水泥穩定集料的級配要求良好,水泥質量要求穩定,水泥用量應嚴格按試驗配合比加入。施工單位在施工時,往往容易忽視的是使用集料的級配不好,含有粘塊及有害物質的材料來鋪筑基層;路基、底基層、面基層的標高控制不嚴;水泥穩定集料含水量控制不準;水泥用量不足等,這樣嚴重影響了基層的質量,直至路面板遭破壞。

路面水泥混凝土板施工方面的問題。水泥混凝土面層施工,往往施工的厚度未達到設計要求,主要是基層施工標高控制不嚴所引起;粗集料不具有良好的級配,細長及扁平的顆粒含量太高;細集料和粗集料中含泥量過高,降低了混合料的粘結度;所用水泥質量不穩定或已過期;水泥混凝土在澆筑過程中未完全振搗密實,蜂窩麻面較嚴重,這樣勢必影響混凝土板本身的質量,而造成損壞。

3 水泥混凝路面主要指標的質量控制

3.1 抗折強度指標的控制

強度是水泥混凝土的主要性能,分為抗壓強度、抗拉強度、抗折強度、抗剪強度等。目前由于我國混凝土混合料配合比組成設計尚無控制抗折強度的具體規定,因此,在公路工程中水泥混凝土一般按抗壓強度做配合比設計,按抗折強度作施工質量檢驗。

3.1.1 骨料質量對混凝土抗折、抗壓強度的影響

不同質量、不同級配的混合料,其抗折、抗壓強度的差異很大。但水泥混凝土路面的主要力學指標是抗壓強度,它必須符合設計要求,小尺寸集料必須用足,大尺寸集料不能過多。這樣才容易全面滿足混凝土路面的各項技術經濟指標要求。

3.1.2 混凝土配合比設計

混凝土配合比設汁除要考慮對普通混凝土配合比設計的影響因素外,還要考慮混凝土易脫水的程度和脫水過程中混凝土體的壓縮。脫水最越大,體積縮量與脫水量之比(密實系數)越大,強度提高越多。但應注意的是這并不等于原始加水量(水灰比)越大越好。此外,真空吸水主要是增加混凝土的早期強度,對其最終強度影響不很大,但路面建成后要經受車輛長期反復荷載作用,所以還應保證足夠的水泥用量。

3.2 水泥混凝土路面平整度指標控制

水泥混凝土路面板的平整度是使用質量的最重要指標。平整度高的路面,不但可以提高通過能力,提高經濟效益,而且還可以減少對面扳的沖擊力,從而延緩甚至避免錯臺、卿泥、斷裂現象的發生,從而延長路面他用壽命。

影響路面平整度的因素很多,從施工方面講主要有以下幾點:

模板安裝時很難做到模板頂標高和模板接頭處無差,模扳的失穩、變形及模頂的磨損(磨損后沾染的砂漿很難清除凈)都會給平整度帶來“先天不足”。

水灰比控制不嚴,拌和料時稀時稠,攤鋪不均勻,使混凝土在硬化過程中收縮不均勻,影響平整度。

混凝土拌制時間不足,拌和料組成成分不均勻或運料過程中產生離析現象,致使混合料中漿體數量少、收縮值小,漿體集中處骨料較少,收縮值大。

配料末采取準確秤量,致使水灰比忽高忽低,含砂量時多時少,影響坍落度及和易性,造成真空脫水率不均勻,導致最終水灰比和密實度的不均勻。

漏振、振搗不足或振搗過度,除了會使漿體分布不均勻外,自身還會產生密文度的不均勻,影響平整度指標。

真空脫水時間掌握不當,致使中部和表層已達裂塑性強度,邊部和下層卻仍是彈軟狀態,造成剩余水灰比分布不勻。

3.3 水泥混凝土路面板厚指標

制混凝土板厚是保證使用壽命的基本指標,混凝土路面扳厚主要靠加強檢測和提高基層平整度來控制、具體控制方法如下:

水泥混凝土澆筑前對模扳進行檢查a檢查模扳尺寸,模板高度必須與路面板設計厚度一致。b檢查模板剛度。禁止使用變形大、頂面不平順、缺邊少角的模扳。檢查模板的安裝質量。要求位置、高程準確、線條順直、接頭平整、牢固,在振搗混凝土時不下沉、不變形、不位移。

混凝土澆筑以后的檢查。混凝土澆筑以后,在振搗過程中如果發生模板沉陷或傾斜,面板平整度差等現象,說明實際板厚度可能不合格,因此,還要鉆孔取樣,最終確定實際板厚的合格率。

3.4 水泥混凝土路面接縫質量控制

接縫是水泥混凝土路面特有的薄弱環節,它是產生錯臺、卿泥和斷裂病害的主要發源地,是影響路面平整度和傳荷能力的主要因素。接縫施工質量對水泥混凝土路面的使用壽命影響很大,因此必須引起重視。

縮縫。縮縫分壓縫、割縫兩種形式。由于畫線割縫是確保接縫處強度、平整度及接縫順直的有效工藝,不但保持混凝土面扳邊角完好無損,線條平直美觀,施工簡易質罱好,而且可以連續澆筑,加快施工進度,便于流水作業,又有利于應用真空脫水工藝。

縱縫。縱縫有企口縫、平縫兩種形式。平縫分設拉桿與小沒拉桿兩種做法。城市道路采用口縫形式居多,而公路上采用平縫形式的較多。立去修筑的混凝土路面的調查情況看,無論是企口縫還是平縫,當末沒拉桿時,都有局部拉開錯臺病害出觀。所以建議高等級公路混凝土路面的縱縫最好采用企口加拉桿的形式。對三、四級公路可視具情況和施工條件而定,可不設拉桿。縱縫間距原則上以一個匝道寬為準。為保證其接縫的順直,必須嚴格控制模板質量及模板的安裝質量,最好用畫線剔順的方法將縱縫線修正順直后再澆筑相鄰板,特別是彎道上,畫線剔順是消除折線、確保縱縫線圓滑的最有效辦法。

結束語

施工質量的檢查、驗收與控制應貫穿于整個水泥混凝土施工過程,并對各工藝過程、技術環節嚴格把關。在采用規范要求的檢查驗收標準指標時,必須了解、把握其產生的原因,才能有效地進行質量控制。