混凝土路面斷板原因及防治措施

陳清波

摘要:本文簡單論述了水泥混凝土路面產生斷板的原因,并提出了一些相應的預防方法及處理措施，延長混凝土路面的使用壽命,減少混凝土路面的斷板產生的機率。

關鍵詞:水泥混凝土路面；斷板；防治措施

1 前言

隨著國民經濟和交通運輸事業(yè)的發(fā)展，水泥混凝土路面有了較快的發(fā)展。近十年來，我國修建了大量水泥混凝土公路和城市道路路面，到目前為止，我國已修建了一萬多公里的水泥混凝土路面。現(xiàn)在，國內外都在致力于提高水泥混凝土路面的使用品質，提高水泥混凝土路面的施工質量，延長水泥混凝土路面的使用壽命。水泥混凝土路面建成后及使用過程中的技術要求，除了面板的線形和幾何尺寸外，主要有以下四個技術指標：（1）具有足夠的強度和穩(wěn)定性。水泥混凝土路面在整個服務期間，應具有承受設計交通量和交通荷載的強度不發(fā)生面板斷裂沉陷錯臺等危害。（2）具有要求的平整度。（3）具有足夠的抗滑性能。（4）具有足夠的耐磨性能。其中強度是衡量水泥混凝土路面使用品質的一項重要指標。我省修建了很多水泥混凝土路面，在設計施工技術裝備養(yǎng)護管理技術等方面也取得了很大的提高，但在有些路面上也相繼出現(xiàn)了不同程度的損壞，即開裂斷板沉陷路肩錯臺等病害。所謂斷板，即水泥混凝土板產生橫向貫通裂縫，使板塊整體遭到斷裂的現(xiàn)象。引發(fā)水泥混凝土路面出現(xiàn)斷板的原因很多。水泥混凝土路面是一種用水水泥碎石（礫石）和砂按一定比例混合而成的堆積結構物，它在制作和硬化過程中，由于物理化學作用產生拉應力是出現(xiàn)早期裂縫的內因。同時在制作還要受到氣溫風力工藝養(yǎng)生等外界環(huán)境的影響，這是形成斷板的外因。混凝土板塊斷裂是水泥混凝土路面長期存在的問題，如果采取相應有效的技術措施，可大大降低水泥混凝土路面的斷板率，從而提高水泥混凝土路面的使用品質，延長其使用壽命。

2 水泥混凝土路面斷板的主要影響因素

2.1材料性質

2.1. 1水泥的水化反應

水泥與水剛接觸的迅速而短暫的反應，可在幾分鐘內釋放熱量達到最大值，然后迅速下降。這一溫度時高時低的過程，使混凝土因溫度應力的作用而產生變形。這一作用的重復發(fā)生，其溫度變形速度一旦超過了混凝土的徐變速度就會出現(xiàn)裂縫。

2.1. 2水泥石的干縮

混凝土在硬化前，由于內部骨料的不斷沉積，也由于混合料還未獲得強度仍處于塑性狀態(tài)，迅速失水引起表面干縮而導致斷裂，至少由于水分蒸發(fā)使混凝土因塑性變形而其表面或內部形成裂縫傾向。

2.2 路基問題

路基是路面的承重結構，路基塑性變形過大就會使底板出現(xiàn)脫空而導致水泥混凝土路面開裂。

2.3環(huán)境因素

水泥混凝土澆筑時，溫度濕度風速對混凝土面板的收縮有著直接的影響，溫差變化大，就會產生溫度收縮應力，使混凝土板在薄弱斷面產生過大的應力集中而出現(xiàn)斷板。

2.4 切縫時間

切縫的目的就是縮短混凝土板塊長度以減少內應力，實現(xiàn)人為的有規(guī)律斷裂。首先要在切縫處埋置接縫板，并在接縫板位置上再行切縫，這是預防砼早期斷板的有效措施。接縫板的高度是混凝土板厚的2／3，并應在基層頂面放置，這樣就在此處形成了最薄弱條件，當砼面板產生拉應力時，裂縫就在此處產生，從而避免了砼面板的早期斷板。

2. 5施工方面

如不按級配配料水灰比控制不準，鋪筑時振搗不均勻，板塊厚薄不一致，或因機械故障間斷時間過長，都會造成混凝土強度不均勻，以致形成最不利截面，導致水泥混凝土路面出現(xiàn)斷裂。

2.6 過早開通交通

在混凝土尚未達到設計強度之前，還承受不了外界荷載的作用，當這一作用超過了荷載的臨界狀態(tài)時，裂縫就產生了。

針對混凝土斷板產生的原因，我們研究確定了相應的防治措施。

3降低水泥混凝土路面斷板率的技術措施

3.1 基層施工

在基層施工中，使基層表面平整，也是預防砼路面斷板的一個措施。當基層表面凹凸不平，不僅會使面板與基層間的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區(qū)，這樣在不均勻片狀區(qū)的邊緣部位和摩阻力集中的區(qū)域就最容易形成斷板；另一方面，當基層標高低時，澆筑的砼面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實施的，這樣在砼凝固過程中產生的拉應力的作用下，就會在面板相對比較薄的部分產生不規(guī)則裂縫，因此把基層的標高控制準確，表面平整光滑是預防斷板的一個措施。

3.2環(huán)境因素

混凝土路面板無論是施工期還是在養(yǎng)護階段，始終暴露與大氣環(huán)境中，其水分損失受到溫度、濕度、風速等氣候條件的直接影響。

混凝土所處的周圍介質的相對濕度對收縮有很大的影響。延長濕養(yǎng)護時間可推遲干縮的發(fā)生和發(fā)展，但對最終的收縮率并無顯著影響。

風速對混凝土干縮的影響非常大。風速越大，混凝土板的水分蒸發(fā)速度也相應增大，干縮速度加快，當風速增大到一定程度時，混凝土路面的施工就要受到限制。此時應采取加蓋擋風棚等相應的措施，避風遮陽。

3.3 原材料控制

混凝土原材料的性質對混凝土的收縮有重要影響。混凝土的干燥過程是由表及里的，在混凝土內部呈現(xiàn)水梯狀，因此產生表面收縮大內部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內部混凝土承受壓力。當表面混凝土所受的拉力超過其抗拉強度時就產生裂縫。另外，水泥石的收縮也會受到集料的限制而出現(xiàn)裂縫。應嚴格控制砼配合比，使施工配合比與設計配合比相符合。在施工中要經常檢查骨料的級配和雜質，發(fā)現(xiàn)所購進的骨料級配與原試驗級配不符時，必須及時調整施工配合比，同時還要檢查含泥量，使其不能超標。而在施工中最應注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時又不注意攤鋪的均勻性，就會造成水灰比的不同片塊，在其交界結合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，在結合部位形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過大，混合料便偏稀，在其凝固成型時，收縮率就大，一旦縮縫設置和施工仍按正常進行，就會造成縮縫間距相對過長，從而易在較大的收縮應變作用下形成裂縫，如果進一步發(fā)展，還可以形成貫通的砼路面斷板，因此，在施工中要嚴格把住砼的配比關，特別是水灰比這一關。

用于路面混凝土施工的原材料應認真挑選。施工單位必須按照規(guī)范要求對每批水泥盡可能進行強度安定性實驗。

3.4 適時切縫

就是要在水泥混凝土快硬化收縮前進行，要靈活掌握切縫時間，如遇到溫差較大時要提前切縫，切縫要提前按板塊長度打好線，同時要注意與拉毛向平行而且切縫深度要夠深。切縫時間的確定以混凝土的強度為依據(jù)。拘經驗及實驗混凝土的切割強度在6.5~7.5MP時較為理想，過早會產生飛邊現(xiàn)象過晚則產生斷板現(xiàn)象。

4 加強養(yǎng)生

及時養(yǎng)生不但有利于強度的形成，而且可以防止斷板的發(fā)生。混凝土內部的水化反應需要一定的水分，并且放出大量的熱，其它水分迅速蒸發(fā)，而熱量卻不宜散失，如不及時以濕麻袋等養(yǎng)生則難以保證水化反應所需的水分難以使混凝土內外溫差減少，因此出現(xiàn)斷板。傳統(tǒng)的方法是采用麻袋遮蓋，灑水養(yǎng)護，麻袋不能漏蓋并且灑水要均勻養(yǎng)生期不能低于兩周。采用新型的養(yǎng)護劑進行路面養(yǎng)護，工藝簡單操作方便，有利于文明施工節(jié)省養(yǎng)護費用。使用時注意噴灑均勻，控制好噴灑時間。

5 施工管理

應嚴格控制拌和時間和運輸距離，盡可能避免混合料產生離析現(xiàn)象；混凝土振搗時要振搗密實；保證施工機械的完好率，保證運輸車輛的合理性，以避免施工中斷。

6 結束語

工程實踐表明，只要采取正確的預防措施，混凝土路面的斷板就會大大減少。這對保證混凝土路面施工質量，延長混凝土路面的使用壽命將是十分有利的。