混凝土路面斷板原因及防治措施

郝昌軍

（巢湖市公路管理局和縣分局，安徽 巢湖 238000）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)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(guó)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(guó)已修建了一萬(wàn)多公里的水泥混凝土路面。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外都在致力于提高水泥混凝土路面的使用品質(zhì)，提高水泥混凝土路面的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)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(shù)要求，除了面板的線形和幾何尺寸外，主要有以下四個(gè)技術(shù)指標(biāo)：具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。水泥混凝土路面在整個(gè)服務(wù)期間，應(yīng)具有承受設(shè)計(jì)交通量和交通荷載的強(qiáng)度不發(fā)生面板斷裂沉陷錯(cuò)臺(tái)等危害；具有要求的平整度；具有足夠的抗滑性能；具有足夠的耐磨性能。其中強(qiáng)度是衡量水泥混凝土路面使用品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。我省修建了很多水泥混凝土路面，在設(shè)計(jì)施工技術(shù)裝備養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)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(cuò)臺(tái)等病害。所謂斷板，即水泥混凝土板產(chǎn)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(jié)構(gòu)物，它在制作和硬化過程中，由于物理化學(xué)作用產(chǎn)生拉應(yīng)力是出現(xiàn)早期裂縫的內(nèi)因。同時(shí)在制作還要受到氣溫風(fēng)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(zhǎng)期存在的問題，如果采取相應(yīng)有效的技術(shù)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(zhì)，延長(zhǎng)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(zhì)

2.1.1 水泥的水化反應(yīng)

水泥與水剛接觸的迅速而短暫的反應(yīng)，可在幾分鐘內(nèi)釋放熱量達(dá)到最大值，然后迅速下降。這一溫度時(shí)高時(shí)低的過程，使混凝土因溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生變形。這一作用的重復(fù)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(huì)出現(xiàn)裂縫。

2.1.2 水泥石的干縮

混凝土在硬化前，由于內(nèi)部骨料的不斷沉積，也由于混合料還未獲得強(qiáng)度仍處于塑性狀態(tài)，迅速失水引起表面干縮而導(dǎo)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(nèi)部形成裂縫傾向。

2.2 路基問題

路基是路面的承重結(jié)構(gòu)，路基塑性變形過大就會(huì)使底板出現(xiàn)脫空而導(dǎo)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(shí)，溫度濕度風(fēng)速對(duì)混凝土面板的收縮有著直接的影響，溫差變化大，就會(huì)產(chǎn)生溫度收縮應(yīng)力，使混凝土板在薄弱斷面產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中而出現(xiàn)斷板。

2.4 切縫時(shí)間

切縫的目的就是縮短混凝土板塊長(zhǎng)度以減少內(nèi)應(yīng)力，實(shí)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(yù)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(yīng)在基層頂面放置，這樣就在此處形成了最薄弱條件，當(dāng)砼面板產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，裂縫就在此處產(chǎn)生，從而避免了砼面板的早期斷板。

2.5 施工方面

如不按級(jí)配配料水灰比控制不準(zhǔn)，鋪筑時(shí)振搗不均勻，板塊厚薄不一致，或因機(jī)械故障間斷時(shí)間過長(zhǎng)，都會(huì)造成混凝土強(qiáng)度不均勻，以致形成最不利截面，導(dǎo)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(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，還承受不了外界荷載的作用，當(dāng)這一作用超過了荷載的臨界狀態(tài)時(shí)，裂縫就產(chǎn)生了。

針對(duì)混凝土斷板產(chǎn)生的原因，我們研究確定了相應(yīng)的防治措施。

3 降低水泥混凝土路面斷板率的技術(shù)措施

3.1 基層施工

在基層施工中，使基層表面平整，也是預(yù)防砼路面斷板的一個(gè)措施。當(dāng)基層表面凹凸不平，不僅會(huì)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(dāng)基層標(biāo)高低時(shí)，澆筑的砼面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實(shí)施的，這樣在砼凝固過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力的作用下，就會(huì)在面板相對(duì)比較薄的部分產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，因此把基層的標(biāo)高控制準(zhǔn)確，表面平整光滑是預(yù)防斷板的一個(gè)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(hù)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(fēng)速等氣候條件的直接影響。

混凝土所處的周圍介質(zhì)的相對(duì)濕度對(duì)收縮有很大的影響。延長(zhǎng)濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間可推遲干縮的發(fā)生和發(fā)展，但對(duì)最終的收縮率并無顯著影響。

風(fēng)速對(duì)混凝土干縮的影響非常大。風(fēng)速越大，混凝土板的水分蒸發(fā)速度也相應(yīng)增大，干縮速度加快，當(dāng)風(fēng)速增大到一定程度時(shí)，混凝土路面的施工就要受到限制。此時(shí)應(yīng)采取加蓋擋風(fēng)棚等相應(yīng)的措施，避風(fēng)遮陽(yáng)。

3.3 原材料控制

混凝土原材料的性質(zhì)對(duì)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(nèi)部呈現(xiàn)水梯狀，因此產(chǎn)生表面收縮大內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內(nèi)部混凝土承受壓力。當(dāng)表面混凝土所受的拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂縫。另外，水泥石的收縮也會(huì)受到集料的限制而出現(xiàn)裂縫。應(yīng)嚴(yán)格控制砼配合比，使施工配合比與設(shè)計(jì)配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所購(gòu)進(jìn)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整施工配合比，同時(shí)還要檢查含泥量，使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時(shí)又不注意攤鋪的均勻性，就會(huì)造成水灰比的不同片塊，在其交界結(jié)合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，在結(jié)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(shí)，收縮率就大，一旦縮縫設(shè)置和施工仍按正常進(jìn)行，就會(huì)造成縮縫間距相對(duì)過長(zhǎng)，從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫，如果進(jìn)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(yán)格把住砼的配比關(guān)，特別是水灰比這一關(guān)。

用于路面混凝土施工的原材料應(yīng)認(rèn)真挑選。施工單位必須按照規(guī)范要求對(duì)每批水泥盡可能進(jìn)行強(qiáng)度安定性實(shí)驗(yàn)。

3.4 適時(shí)切縫

就是要在水泥混凝土快硬化收縮前進(jìn)行，要靈活掌握切縫時(shí)間，如遇到溫差較大時(shí)要提前切縫，切縫要提前按板塊長(zhǎng)度打好線，同時(shí)要注意與拉毛向平行而且切縫深度要夠深。切縫時(shí)間的確定以混凝土的強(qiáng)度為依據(jù)。拘經(jīng)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)混凝土的切割強(qiáng)度在6.5～7.5MP時(shí)較為理想，過早會(huì)產(chǎn)生飛邊現(xiàn)象過晚則產(chǎn)生斷板現(xiàn)象。

4 加強(qiáng)養(yǎng)生

及時(shí)養(yǎng)生不但有利于強(qiáng)度的形成，而且可以防止斷板的發(fā)生。混凝土內(nèi)部的水化反應(yīng)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(shí)以濕麻袋等養(yǎng)生則難以保證水化反應(yīng)所需的水分難以使混凝土內(nèi)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(hù)，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(hù)劑進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)，工藝簡(jiǎn)單操作方便，有利于文明施工節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。使用時(shí)注意噴灑均勻，控制好噴灑時(shí)間。

5 施工管理

應(yīng)嚴(yán)格控制拌和時(shí)間和運(yùn)輸距離，盡可能避免混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象；混凝土振搗時(shí)要振搗密實(shí)；保證施工機(jī)械的完好率，保證運(yùn)輸車輛的合理性，以避免施工中斷。

6 結(jié)束語(yǔ)

工程實(shí)踐表明，只要采取正確的預(yù)防措施，混凝土路面的斷板就會(huì)大大減少。這對(duì)保證混凝土路面施工質(zhì)量，延長(zhǎng)混凝土路面的使用壽命將是十分有利的。

[1]張文化.淺談混凝土路面斷板維修的施工[J].山西交通科技，2007-06-15.

[2]于章健.水泥砼路面斷板裂縫探討[J].山西交通科技，2005-12-30.