水泥混凝土路面斷板開裂成因分析及防治對策

【摘 要】水泥混凝土路面斷板開裂是公路工程常見的質量通病之一，若沒有得到及時有效地防治，將影響到路面行車的舒適度和安全。為此，本文重點就水泥混凝土路面斷板開裂的成因進行分析，并提出相關的防治對策和修復方法，以提高水泥混凝土路面的質量，可供參考。

【關鍵詞】水泥混凝土；裂縫斷板；防治對策；修復

1、前言

水泥混凝土是一種非均勻的混合材料，其韌性比較差、抗拉強度低，在水泥混凝土路面澆筑形成的初期容易出現斷板、開裂、錯臺等質量通病，尤其是斷板、開裂現象十分嚴重，給路面的養護、維修工作帶來極大的困難。若這些質量通病沒有等到有效的處理，不僅會影響到路面形成的速度，舒適和安全，嚴重情況下很可能造成人員事故的傷亡和財產的損失。因此，道路管理部門必須重視，并積極采取有效的防治對策和修復方法，從而確保混凝土路面的使用功能和使用壽命。

2、水泥混凝土路面板斷板開裂成因分析

2.1 設計方面的原因

強度是影響混凝土路面斷板開裂的一個重要因素，而影響強度的主要因素是混凝土的配合比設計，如水灰比、含砂率、集料規格、級配等。混凝土配合比設計強度要比混凝土設計強度提高10%～15%，確保混凝土的抗彎拉強度、耐久性、耐磨性及和易性符合設計要求。

2.2 原材料選擇方面的原因

路面混凝土對原材料的質量要求很高，不合格的原材料直接影響混凝土的質量，從而導致路面斷板和開裂現象的發生。

（1）水泥的安定性差，強度不足。水泥中游離氧化鈣含量超過一定限量時，就會降低混凝土的抗拉強度，容易產生裂縫。水泥強度不足也會影響混凝土的初期強度，使開裂斷板的機率大大增加。水泥的水化熱高、收縮大，也易導致開裂。

（2）集料（砂、碎石）的含泥量及有機質含量超標。水泥混凝土中水泥石與集料的界面粘結不良，往往是產生初期的開裂的薄弱部位。

（3）配合比設計不當。具體反映在一是單位水泥用量偏大，混凝土中引起收縮的主要原因是水泥石部分，過多的水泥用量，必然導致較大的收縮。二是水灰比偏大。水泥完全水化所需的結合水最低水灰比約為0.26～0.29，施工中采用較高的水灰比是為了滿足和易性需要。但偏大的水灰比增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，影響了混凝土的強度。三是集料級配不良。不良的集料級配將可能造成混凝土的離析，粗、細集料聚集，形成強度和變形的薄弱區域。

2.3 施工方面的原因

（1）混凝土攪拌不均勻，造成混凝土拌和物“夾生”，粗、細集料聚積，導致混凝土強度不足，引起早期開裂斷板。

（2）混凝土振搗不均勻，尤其是人工澆注振搗施工，受人的主觀意識影響，過振、漏振現象難以避免，造成混凝土密實性不均，強度不均，表面收縮裂縫增加。

（3）混凝土澆注間斷。因停電、機械故障、運輸不暢、氣候突變、停料等原因的影響使混凝土澆注作業中斷，再澆注時未按施工縫處理，新舊混凝土由于結合不良和收縮不一致會形成一條不規則的接縫。

（4）養生不及時或養護方法不當。尤其是氣溫高、濕度小、風速大的不利條件下，就會使混凝土表面水分蒸發的太快，從而形成干縮裂縫。

（5）切縫不及時。操作人員切縫時間掌握不準確或切縫深度不足，造成混凝土內應力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規則的貫穿裂縫。

（6）施工車輛的過早通行。某些施工作業面，由于受到地理條件影響的限制或因混凝土養護作業需要在混凝土強度不足的情況下過早地通車，產生荷載應力，這產生裂縫的又一個原因。

2.4 超重車輛通行的原因

隨著交通運輸業的迅速發展，大噸位車輛逐年增多，特別超載現象嚴重，一般是核定噸位的2～4倍。

根據軸載等效換算系數f=（pi/po）16，即超重軸載與標準軸載換算成16次方關系，所以，超載車輛的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。

3、水泥混凝土路面裂縫斷板的防治

混凝土路面的裂縫斷板的產生有一定的普遍性和必然性，同時也存在著預防控制的可能性和必要性。

3.1 正確合理的混凝土路面設計

嚴格按水泥混凝土路面設計理論和規范要求，根據當地的地理位置、環境、地形、沿線工程地質和水文地質，特別是交通流量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況，提出符合實際的軸載等參數、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，提出合理經濟的水泥混凝土配合比設計和要求。

3.2 原材料質量的控制

（1）嚴格做好原材料管理工作，杜絕不合格材料在水泥混凝土路面施工中使用。對于安定性差及強度不足的水泥應禁止使用。不同標號、不同廠家、不同種類、不同批產的水泥嚴禁混合使用；盡量采用旋轉窯生產的發熱量少、收縮量小的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。集料（砂、碎石）要干凈、無雜質，對有機質含量超標的集料嚴格禁止使用。用于路面混凝土的粗骨料的最大粒徑不宜大于30mm，且宜采用連續級配的石子，細集料宜采用中砂。砂的細度模數不宜小于2.5。有資料表明，在提高混凝土疲勞極限方面，小粒徑骨料優于大粒徑骨料。而影響溫度變形的主要因素是石料的種類、砂漿的總量以及碎石的總表面積。

（2）嚴格控制混凝土的配合比。路面混凝土的配合比，除滿足強度、耐久性、經濟指標外，更重要的是應滿足路面混凝土不同施工工藝的技術要求，在對混凝土工作性有重要影響的各項參數中，控制混凝土拌和物坍落度，選擇適宜的砂率，是保證混凝土施工質量的關鍵。配料計量要準確，特別是及時準確的測定集料的含水量，控制混凝土的用水量，保持水灰比準確。

3.3 施工工藝的控制

良好的路面質量是通過嚴格的施工質量控制來實現的，因此必須重視施工工藝與施工過程的質量控制。

（1）混凝土的拌和時間要根據機械性能準確掌握，不宜過短也不宜過長，振搗應均勻密實，避免漏振或超振現象的發生。

（2）正確選擇混凝土的澆注時間，降低混合料的入模溫度，若集料溫度過高，應采用降溫措施后再配料拌和。

（3）混凝土路面施工前，要仔細檢查各種施工機械的完好性，并配有必要的備用工具，確保施工過程的連續性。配料、拌和、運輸、攤鋪等作業面要有序配合，盡可能的縮短工序間的間隔。對于氣候、停電等突發情況的發生，應提前做好準備工作。

（4）要重視混凝土面板的養生，采用優質養護劑或濕法養護，防止面層失水過快。

（5）及時切縫，保持切縫深度。要根據現場氣溫及水泥品種確定最早切縫時間，切縫深度為混凝土板厚的1/3～1/4。

（6）控制交通車輛，避免在混凝土強度不足的條件下，過早開放交通，養護車輛也應盡量直接在路面上通行。

（7）規范脹縫、縮縫的制作工藝，準確定位傳力桿及拉桿的設置位置，防止上下翹動。

4 水泥混凝土路面斷板裂縫的修復處理

對水泥混凝土路面斷板裂縫的處理，應根據其損壞程度不同分別對待。處理方法分裂縫修補、局部修補、整塊板更換等。

4.1 裂縫修補方法

（1）直接灌漿法。適用于施工中產生的非擴展性的混凝土收縮裂縫。

（2）壓注灌漿法。適用于寬度0.5mm以下的非擴展性表面裂縫。

（3）擴縫灌注法。適用于寬度小于3mm的輕微裂縫。

（4）條帶罩面法。對于貫穿水泥混凝土全板厚寬度在3～15mm范圍內中等裂縫。

（5）全深度補塊法。對于裂縫寬大于15mm，錯臺大于12mm的嚴重裂縫可采用全深度補塊法修補。

4.2 局部修補方法

（1）對于輕微斷裂，裂縫有輕微剝落的，先畫線放樣，按畫線范圍開鑿成深約5～7cm的長方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補。

（2）對于輕微斷裂，裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應按裂縫兩側至少20cm的寬度放樣，按放線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽應于中線垂直，在凹槽底部裂縫的兩側用沖擊鉆沿與中線平行方向，間距30～40cm，打眼貫通板厚至基層表面，在孔眼安設Ⅱ形鋼筋，用高標號砂漿堵塞孔眼，再用與原路面相同標號的快凝混凝土澆注回填。較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，在凹槽邊緣兩側板厚中央打洞，深10cm，水平間距30～40cm插入鋼筋，然后用快凝砂漿堵塞搗實，再用快凝混凝土回填。

4.3 整塊板更換方法

對于嚴重斷裂，裂縫處有嚴重剝落，板被分割成3塊以上，有錯臺或裂塊已開始活動的斷板，應采用整塊板更換的措施。由于基層強度不足或滲水軟化，以及路基不均勻沉降，造成混凝土板斷裂成破碎板或嚴重錯臺時，應將整塊板鑿除，在處治好基層及路基后，重新澆注混凝土板。

5、結語

總之，水泥混凝土路面斷板開裂嚴重影響到道路面的功能發揮和行車安全。為了避免混凝土路面出現斷板開裂，這需要完善路面的設計，選擇合適的材料進行施工，并且要選取良好的施工團隊進行施工，加強施工過程中的監控力度。同時道路管理人員還應加強道路路面的維修養護工作，及時對出現的裂縫進行修補，只有這樣才能保證路面的行車質量安全，從而發揮出道路的預期效果。

參考文獻：

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