論水泥混凝土路面斷板的處理方法

摘要：水泥混凝土路面是一種剛度大、擴散荷載能力強、穩(wěn)定性好的路面結構。由于路面經(jīng)常受重交通荷載、環(huán)境條件等外部作用，致使水泥混凝土路面使用性能下降，引起路面的斷板，影響了公路運輸?shù)男б婧托熊嚢踩虼耍仨毑扇〈胧訌妼λ嗷炷谅访娴脑O計、施工及養(yǎng)護管理。因此，必須采取措施，加強對水泥混凝土路面的設計、施工及養(yǎng)護管理。

關鍵詞：路面 斷板 原因 預防

0 引言

根據(jù)理論研究和工程實踐認為，水泥混凝土路面斷板產(chǎn)生的直接原因是板內溫度降低造成的拉應力超過了當時混凝土的抗拉強度。板內的混凝土溫度由三部分構成:①混凝土攪拌后的自身溫度；②水化熱引起的溫升；③外界氣溫。外界氣溫在未覆蓋養(yǎng)生條件下有很大影響，但采用覆蓋養(yǎng)生時影響很小。路面未覆蓋養(yǎng)生時，混凝土路面板內的溫度過程線是本身溫度加水化熱并受外界氣溫影響的復雜曲線，由升溫和降溫過程組成。混凝土內部應力過程線比復合溫度過程線大約滯后1~2h，升溫時出現(xiàn)壓應力，降溫并滯后1h才能出現(xiàn)拉應力。因此，水泥混凝土路面斷板與否取決于當時混凝土板內降低溫度造成的拉應力是否超過了當時混凝土的抗拉強度，從水泥混凝土路面施工實踐分析可知，產(chǎn)生水泥混凝土路面斷板的原因是錯綜復雜的，影響因素是各種各樣的。本文從水泥混凝土路面斷板出現(xiàn)的早晚，分析產(chǎn)生水泥混凝土路面斷板的原因。

1 水泥混凝土路面斷板的產(chǎn)生原因

1.1 施工期的混凝土路面斷板

滑模攤鋪水泥混凝土路面施工期間，由于其攤鋪速度快，日施工進度快，攤鋪里程與其它施工方式相比較長，因此，滑模攤鋪水泥混凝土路面施工比攤鋪速度慢、攤鋪里程短的施工方式更容易產(chǎn)生斷板。由此可見，在施工期間的斷板防治尤為突出和重要，滑模攤鋪水泥混凝土路面施工期產(chǎn)生斷板的原因是錯綜復雜的，按目前的研究認為有下述幾個方面的影響因素：

1.1.1 溫度應力高于混凝土路面的抵抗拉裂強度而造成的斷板，這是一種主要的滑模攤鋪水泥混凝土路面施工斷板形式，改進的方式是采用軟切縫機，提早切縫，因為軟切縫機既能提早切縫，又能在早切縫時防止啃邊。

1.1.2 基層強度過低，路基或基層已經(jīng)斷裂，水泥混凝土路面施工過程切縫不及時，或在路面混凝土凝結硬化過程中，因路面強度不足，會造成基層的反射斷板。

1.1.3 由于水泥的水化熱過高(如R型水泥)或水泥的安達性(小立窯水泥)，也會引發(fā)早期斷板，使用粉煤灰的水泥混凝土路面早期抗拉強度過小，更容易斷板。

1.1.4 滑模攤鋪水泥混凝土路面時，因滑模攤鋪機操作不當或混凝土混合料的工作性不合適而造成的拉裂型斷板；或施工等料時間過長，有施工連接冷縫引起的攤鋪斷板。上述的兩種攤鋪斷板屬于攤鋪故障，必須在施工控制中予以消除。

綜上所述，滑模攤鋪水泥混凝土路面的施工斷板，是在攤鋪里程、材料、基層、溫差和施工等因素綜合作用下，由于混凝土板內的拉應力引起的。工程實踐表明，最有效的措施是提前并及時軟切縫，可將施工斷板率有效控制在1‰以內。

1.2 通車1~2年的早期混凝土路面斷板

水泥混凝土路面通車1~2a產(chǎn)生的早期斷板，其主要原因是:①施工進度過快。當年施工路基、基層和混凝土路面，路基固結沉降尚未完成就施工路面，由路基不穩(wěn)定和不均勻沉降過大所致；②路基和基層穩(wěn)定的條件下，上基層表面的粗糙度過大。當混凝土面層收縮時，基層對路面的局部摩擦阻力過大，使水泥混凝土路面板內產(chǎn)生過大的拉應力導致斷裂，這也是要求上半部基層施工的標高偏高后，不應該實施銑刨基層的原因之一。

1.3 使用期的混凝土路面斷板

水泥混凝土路面的使用期斷板發(fā)生在通車2~5a之內，其主要原因是所采用的基層不耐沖刷，路面結構橫向排水不通暢，由唧泥和掏空基層所造成使用期的混凝土路面斷板。

2 斷縫處理方法

嚴把工程質量施工關：水泥混凝土路面的施工，是保證工程質量的關鍵，要預防混凝土路面斷板，就要切實把好施工質量關。在施工中預防斷板的措施有以下幾個方面：

2.1 嚴格控制混合料組成配合比，使施工配合比與設計配合比相符合。在施工中要經(jīng)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，還可以形成貫通的混凝土路面斷板，因此，在施工中要嚴格把住混合料的配比關，特別是水灰比這一關。

2.2 施工中嚴格把住材料關，是保證混凝土質量的前提。材料是構成混凝土路面的主體，如果由于施工中管理不嚴，購進材料質量低劣，那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的彎拉應力就達不到設計要求，很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂，或在使用過程出現(xiàn)更多的病害。

2.3 在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實。如果水泥混凝土振搗不均勻，將造成水泥混凝土的密實度不均勻。在密度小的區(qū)域內混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應力的薄弱部位或區(qū)域，從而易使面板產(chǎn)生斷板。

2.4 在混凝土澆筑過程中，要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)間斷作業(yè)，必須設置一道施工縫，并布置傳力桿，以防止因不設施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。

2.5 施工中及時正確地切縫是預防斷板的有力措施。當水泥達到終凝后，水泥混凝土即告凝固成型，這時水泥混凝土體收縮變形也在不斷進行，并產(chǎn)生了較大的拉應力，當混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應力時，在混凝土面板承受拉應力最薄弱的位置就會被拉斷而產(chǎn)生斷板。而如果能夠及時準確地切縫，就能引導混凝土面板凝固收縮力在切縫處規(guī)則拉斷面板，從而避免在其他位置產(chǎn)生斷板。

2.6 在基層施工中，使基層表面平整，也是預防混凝土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，澆筑的混凝土面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實施的，這樣在混凝土凝固過程中產(chǎn)生的拉應力的作用下，就會在面板相對比較薄的部分產(chǎn)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。

2.7 在施工中盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應。溫差效應過大或突變，容易造成混凝土面板強度形成的不同步。當氣溫高時，上部強度的形成比下部要慢。在這樣的情況下，面板強度的形成不同步，容易出現(xiàn)翹曲變形，一旦有不規(guī)則裂縫發(fā)生就會使強度較低部位拉斷開裂，形成不規(guī)則斷板，所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風天氣施工，或者當混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽、灑水、噴灑養(yǎng)護劑等措施，使混凝土體的表面始終保持潮濕，確保晝夜溫差不至太大，以預防面板斷裂。

2.8 只要在施工時嚴格執(zhí)行規(guī)范和技術要求，切實好質量關，出現(xiàn)問題及時養(yǎng)護，水泥路面的斷板現(xiàn)象就能得到很好的控制。