預防水泥混凝土路面斷板及破舊砼路面改造技術分析

泮湖弟

摘 要：隨著我國改革開放政策的實施，自上世紀八十年代迄今，國內公路交通事業發展迅速。水泥混凝土路面以其承載力大、耐久性好、適用性強等優良品質，越來越被社會所接受。但近年來，由于道路車輛日趨大型化、重型化以及交通量迅猛增長，使道路經受的沖擊力、荷載疲勞程度頻率不斷提高，水泥砼路面損壞較為嚴重，維修周期也越來越短，水泥砼路面的早期損壞已成為影響公路發揮正常使用功能的一大阻礙，并成為誘發交通事故的原因。為此，根據本人多年從事交通工程施工、監理等方面的工作經驗，以下簡單闡述預防水泥混凝土路面斷板的幾項措施以及破舊砼路面改造技術，可供今后同類工程參考。

關鍵詞：水泥混凝土施工質量 養護管理 改造技術

1嚴把水泥混凝土路面的設計關

水泥混凝土路面在使用過程中，由于設計、超限荷載的因素都會導致水泥混凝土路面出現斷板。設計因素的影響主要是由于結構組合設計、排水設計考慮不周到等造成的。結構組合設計中應著重考慮路面基層對水泥混凝土面板的影響，即路面基層除滿足有足夠的強度、剛度外，還應具有良好的水穩性和平整度。良好的水穩性能夠有效地避免唧泥的產生、從而避免基層的破壞與板底的脫空，為水泥混凝土面板提供良好的支撐，避免斷板：良好的平整度能夠有效避免荷載作用下水泥混凝土面板出現應力集中區域，避免斷板。故在做水泥混凝土路面設計時，設計人員應根據當地的地理位置、環境、地形、地方材料的供應情況以及沿線工程地質和水文條件，特別是交通量的組成和車輛的類別，提出符合實際的軸載設計參數、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求，設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統，提出經濟合理的水泥混凝土配比設計及要求。

2 嚴把工程施工質量關

(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。在施工中要經常檢查骨料的級配和雜質，現場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。

（2）施工中嚴格把握材料關，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生不規則斷裂，或在使用過程出現更多的病害。

（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，在密度小的區域內混凝土面板多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應力的薄弱部位或區域，從而易使面板產生斷板。

（4）在混凝土澆筑過程中，要始終保持施工作業的連續性，一旦出現間斷作業，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斷板的現象。

（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則拉斷面板，從而避免在其他位置產生斷板。根據具體情況，切縫深度約為板厚的1/5，同時切縫的時間也要及時，一定要在產生最大收縮應力之前切縫，才能有效。當混凝土抗壓強度達到1.1Mpa時，抹面后約3小時左右，就可以進行切縫，它可以比較有效地引導裂縫在水泥混凝土面板的切縫位置上斷裂，故避免了不規則的斷板。

（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，這樣在不均勻片狀區的邊緣部位和摩阻力集中的區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。

（7）在施工中盡量避免產生較大的溫差效應。溫差過大或突變，容易造成混凝土面板強度形成的不同步，面板強度的形成不同步時，容易出現翹曲變形，一旦有不規則裂縫發生就會使強度較低部位拉斷開裂，形成不規則斷板，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。

（8）正確地在縱坡變化處、平曲線及構造物結合部設置脹縫，是預防斷板的有力措施。縱坡變化處、平曲線及構造物結合部都是應力應變集中的位置，在此處設置脹縫，是減少或釋放應力應變的最佳方案，它可以大大降低在此處的斷板率。

(9)正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規范要求，按設計進行，使傳力桿與道路中心線及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜，則在傳力過程中會將混凝土頂破，從而形成裂縫而斷板。

(10)在混凝土面板底面與基層頂面間設置滑動層，減少面板與基層間的摩阻力，這樣可以防止面板被拉斷。

（11）嚴格控制開放交通的時間，加強養生和養護。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達到設計強度后方可開放交通，并對其及時進行養生、灑水、清掃，確保混凝土路面濕潤、整潔，防止因缺水養生而產生干縮裂縫或斷板。

（12）混凝土面板要在切縫處埋置接縫板，并在接縫板位置上再切縫，這是預防混凝土早期斷板的有效措施。接縫板的高度是混凝土板厚2/3，并應在基層頂面放置，這樣就在此形成了最薄弱條件，當混凝土面板產生拉應力時，裂縫就在此處產生，從而避免了混凝土面板的早期斷板。

3 養護管理方面

水泥混凝土路面在使用過程中，會因超限荷載、各種地面水進入水泥混凝土路面的縫隙，形成唧泥，進而產生斷板，因而應嚴禁超限車輛在混凝土路面上行駛，同時保證排水系統通暢等措施可有效避免混凝土面板的斷板產生。

4 破舊砼路面改造技術

破舊水泥路面面板處理，對于破舊水泥混凝土面板，由于路面破損嚴重，擬采用水泥路面碎石化技術和破碎穩固技術改造，而后鋪筑瀝青混凝土路面。水泥混凝土路面碎石化：將水泥混凝土路面破碎成小于38mm的混凝土塊，經過壓實后成結合緊密、內部嵌擠、高密度的結構層，能夠為瀝青面層提供較高的結構強度。碎石設備采用進口多錘頭破碎機，采用一次性破碎，避免對破碎后混凝土路面的干擾。路面破碎后，先用Z型鋼輪壓路機振壓及補充破碎，而后用振動鋼輪壓路機進行修復壓實。鋪筑瀝青混凝土：采用三層瀝青混凝土（高等級公路）鋪筑，路面結構為5cm（SMA—16）抗滑表層+6cmAC20中粒式改性瀝青混凝土+7cmAC25粗粒式瀝青混凝土+瀝青透層。上、中面層采用SBS改性瀝青，下面層采用進口瀝青，SMA結構采用玄武巖，細集料采用礦粉和石屑。上中面層瀝青混合料穩定度應不小于3000次/mm,下面層瀝青混和料穩定度應不小于800次/mm，透層用乳化瀝青，瀝青用量為3.5--4.0kg/m2。施工要點:瀝青混合料配合比選定：在進行目標配合比時，要考慮到瀝青路面在運營狀態下以下幾個特性：防水、抗老化、抗滑、抗車轍等特性，除粗細集料級配曲線必須符合規定要求外，選擇最佳瀝青用量是關鍵問題，瀝青集料級配一經選定則不準隨便更改。（高等級公路）改建瀝青用量：下面層AC25型瀝青用量為4.2%,中面層AC20型瀝青用量為4.5%,上面層SMA-16型瀝青用量為5.0%。瀝青混合料生產：瀝青混合料生產主要把握兩個關口，一個是原材料質量關，一個是拌和機生產質量關。對原材料主要采取預防為主的原則，對不合格材料堅決不允許進入拌和場。各種材料必須分開堆放，避免相互混雜影響混合料質量。拌和機質量控制重點是拌和機計量系統，而計量控制主要抓冷料供給以及溫度控制，才能滿足級配準確，出料質量良好。對混合料級配的控制工地試驗室至關重要，工地試驗室應每天對拌和機生產的混合料進行試驗，檢查油石比、級配及瀝青混凝土物理性能，檢驗瀝青拌和機生產是否正常，以便及時修正偏差。瀝青下封層灑布：下封層作為防水與粘結層主要控制瀝青用量及石屑用量，乳化瀝青灑布均勻，用6--8噸輕型壓路機壓實，并且待乳化瀝青破乳后（一般24小時）方可進行瀝青面層施工。壓實度控制：瀝青混合料溫度越高，其塑性越大，越容易達到較高的密實度，下面層溫度初壓控制在130度以上，中、上面層初壓控制在160度以上，終壓下面層控制在90度以上，中、上面層控制在130度以上，才能確保壓實度達到理想效果。通過試驗路段的鋪筑，從而確定合適的壓實工藝，初壓均采取靜壓一遍，振動壓實兩遍的施工工藝，復壓采用DD-110振動壓路機壓實3遍，終壓采用雙鋼輪壓路機靜壓以消除輪跡。壓實度與平整度是評價瀝青路面質量的兩個重要指標，平整度固然重要，但壓實度直接影響路面質量，必須在保證壓實度的條件下提高平整度，較好的壓實度能使平整度在通車之后衰減較慢。防滲處理：為了解決改建后瀝青路面的防滲問題，采用如下措施：路肩改為碎石路肩，以消除水對路面危害；（高等級公路）中央分隔帶路緣石內側3--5cm設置防滲墻，在中央分隔帶路緣石內側3--5cm處鋸一條3--4cm寬，60cm深的槽，清除槽內殘渣；兩側設置塑料膜，用水泥漿灌注密實，避免雨水滲入路基。SMA改性瀝青結構運用使路面具有良好的表面功能，使路面具有抗滑、抗高溫車轍、減少低溫開裂、平整度高、噪音小等特點為，還具有抗變形能力強，不透水、使用壽命長、維修養護費用低等特點，使行車更加舒適。采用的防滲措施有效地解決了瀝青路面水害問題，延長了路面的使用壽命。大大縮短了改建工期，從而減少改建期間混合交通造成的交通事故，具有一定的社會效益。

5 結束語

引起水泥混凝土路面斷板的原因很多，情況也非常復雜。一般而言，我們應該以預防為主。在設計上給以足夠重視，結合實際情況，做到技術先進、經濟合理；在施工上，嚴格按照施工技術規范控制每個施工環節，堅持嚴謹的施工組織管理，采用合理的施工工藝，同時輔以科學的檢測手段。

參考文獻：

[1]《公路水泥混凝土路面施工技術規范》，北京：人民交通出版社，2003

[2]《公路瀝青路面施工技術規范》，北京: 人民交通出版社，2004