楊灣服務區新建水泥混凝土廣場路面斷板的原因分析

丁輝坤 俞明

摘 要：結合楊灣服務區新建水泥混凝土廣場路面的監理與施工經驗，文章就施工中產生斷板的各種原因進行分析，并提出以后工作應注意的問題，以防止類似的現象再次發生。

關鍵詞：道路工程；水泥混凝土；路面斷板；原因；措施

1 斷板產生的過程

1.1 工程簡介

楊灣服務區新建水泥混凝土廣場路面工程，設計為一級公路服務區，基層為水泥穩定級配碎石，厚20cm，面層為C30混凝土，厚26cm，橫向分幅施工（每幅寬4.5m），縮縫間距為4.5m。

1.2 施工時間及氣候條件

施工時間為2013年9月1日--2013年10月19日；

氣候條件：包頭固陽地區今年9月時有小雨出現，10月以晴天為主，早晚平均溫差15℃左右，經常3-4風。

1.3 斷板的產生

楊灣服務區廣場經業主同意在9月1日開始了水泥混凝土廣場路面的施工。當時晚上最低氣溫才9℃左右，白天26℃以上，處于這種情況下，施工人員在澆注完混凝土后只是用塑料布進行了遮蓋。由于是塑料布遮蓋，接茬（切縫）處覆蓋物太少，2-3天后即被風將混凝土表面的塑料布揭去。隨后就發現了幾塊混凝土板出現了橫向裂縫。同時，在混凝土施工前，該基層大多灑水濕潤不夠。因此在總監辦例行檢查時，發現出現了斷板現象，多數為橫向斷板，并貫通整塊面板。另外，工作縫中的傳力桿涂抹的瀝青太少，部分傳力桿無法滑動。所以，在楊灣服務區新建水泥混凝土東、西廣場路面均出現了一些斷板，甚至有些地段出現了連續斷板現象。

2 原因分析

2.1 混凝土的原材料質量差

混凝土所用原材料骨料級配不合理（現場配合比與試驗室配合比不相符），混凝土塌落度過大（道路混凝土施工坍落度規范為1-3cm，實際多數均超過5cm），混合料攤鋪后，在振導中粗骨料下沉，水份被擠出，骨料之間存在空隙，使混凝土沉淀不均勻，表面形成泌水現象而開裂。

2.2 環境溫度變化引起的

在通常情況下，溫度每變化1℃，混凝土變形值為7.13×10-6，白晝高溫（最高達30℃），可使混凝土板體頂面溫度高于底面溫度，造成板體中間拱起，夜間溫度降低（最低才0℃），可使混凝土板體頂面溫度低于底面而產生較大的面溫翹曲應力，造成板體兩頭翹曲，環境溫度變化引起熱脹冷縮，從而產生溫度應力，使混凝土被拉裂。這種裂縫常出現在混凝土板塊中間。

2.3 施工工藝原因

①攪拌不足或過分，振搗不密實，形成混凝土強度不均勻，易導致開裂，但振搗時間過長就可能造成分層離析，粗骨料沉入層底，細骨料留在上層，表面收縮裂縫就會增加。②養生不及時或方法不當，尤其是高溫、濕度小，風速大的不利條件下，會使混凝土表面水分蒸發過快，從而形成干縮裂縫。干縮裂縫一般為表面不規則斷板。混凝土面板在中午澆筑后，為防止陽光暴曬，雖然采用了塑料薄膜覆蓋，但在高溫時有時未能及時進行覆蓋（養生）而產生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸發的不均勻（即造成混凝土產生急劇收縮），此時混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應力而導致開裂，這是產生干縮裂縫的一個重要因素。③和一般材料一樣，水泥混凝土也具有熱脹冷縮性能，混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體性限制條件下發生的，故熱脹屬于變形壓縮，而冷縮則屬于拉伸變形很容易開裂。由于水泥水化反應，在混凝土內部放出一定熱量，不能及時散發，使混凝土內部溫度升高50℃左右，而混凝土表面僅有20-30℃左右，這樣使混凝土表面形成內外溫差，產生拉應力，造成混凝土表面開裂。這種裂縫大多是貫通路面的。④工作縫中的傳力桿涂抹的瀝青太少，部分傳力桿無法滑動，因此造成工作縫處無法自然開裂，易于在工作縫附近出現開裂。

2.4 基層原因

基層表面不平整，會增加混凝土界面的摩擦阻力；或基層標高失控，使混凝土板厚度不均勻，混凝土脹縮不一致，則混凝土板內部形成拉應變，導致板斷裂。另外，在基層濕潤不充分情況下直接攤鋪混凝土，也易使拌和物中水分或沙漿散失，使下部混凝土強度降低，造成開裂、斷板（攤鋪前灑水是一個看似簡單的工序，往往不被施工人員重視，但如果灑水處理不好會嚴重影響路面質量）。

2.5 混凝土配合比原因

由于單位水泥用量偏大，導致較大的收縮應力，而水灰比偏大，增大水泥水化初期骨料表面的的水膜厚度。施工中計量不準，設計根據集料中含水量及時調整用水量導致而影響配合比的準確性，從而使混凝土強度降低易造成開裂。

另外，攤鋪混凝土作業間斷時間長，混凝土終凝時間不一致，混凝土變形不一，也會使混凝土板斷裂。

過早開放交通。在混凝土強度未達到設計強度時就通車，當車輛荷載大于極限抗壓強度時，混凝土板就會斷裂。

3 路面斷板的防治措施

綜上所述，楊灣服務區新建水泥混凝土廣場路面產生斷板，甚至連續斷板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通過以上問題的出現，給了我們以下幾個啟示：

3.1 嚴格控制混凝土配合比，杜絕使用不合格材料

控制混凝土所用原材料特別是水泥的技術指標，使用穩定的路用水泥和低堿含量水泥。控制集料（砂、石）應選擇含泥量在規定允許范圍內的材料，粗集料粒徑如較大則混凝土的抗折強度不高，且強度均方差較大，選用粗集料最大粒徑宜26.5mm，由于5～10mm瓜子片、針片狀含量一般較大，易溶于表面，影響表面收光及拉毛，且本身比表面積大，易折斷。建議取消5～10mm料，使粗集料成為0.15～5mm、10～26.5mm的間斷級配。細集料采用連續級配，細度模數為2.5～3.2的中偏粗砂。

嚴格控制混凝土配合比按試驗配合比準確配料，混凝土攪拌生產過程中的往骨料倉里上料時要盡可能保持各倉骨料級配相對穩定，從而確保混凝土級配的配定。盡量減少單位水泥用量、單位用水量。單位水泥用量要精確，誤差應控制在1%以內。集料的含水量在攪拌生產過程中應先測一下，水秤中應扣除這些水量，并適時調整施工配合比，確保水灰比的準確性。另外，嚴格控制混凝土塌落度，現場攪拌不大于2.5cm。

3.2 夏季施工，必須避開高溫時間，這是防止斷板的最有效的方法

建議在后面的混凝土路面工程中都應采用午后3-4點開始施工，一直施工到深夜的時間段，再加上其他得當措施，施工混凝土路面就會避免斷板出現。

3.3 加強施工工藝控制 提高施工質量

混凝土拌和時間要根據機械性能準確掌握，最長拌和時間不應超過最短拌和時間的3倍，混凝土攪拌均勻不離析不泌水。且要避免漏振或超振現象產生。

對已完成的混凝土板面，應注意防止表面失水太快，形成干縮裂縫，一般都應采用麻袋片或薄的土工布及塑料薄膜覆蓋防止曝曬的形式來避免（不要采用沒有覆蓋物僅撒水養生的方法）。同時，加強養生，不斷澆水，養生期不到，禁止車輛通行。

防止冷收縮，特別在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況，應及時采取措施，對已形成強度的混凝土板應加快切縫進度，減少冷收縮裂縫的產生（這也是GBJ97-87規范附錄三中規定的）。更不要人為的造成溫差，要做好保溫保濕工作。

3.4 提高路基及基層施工質量

公路路基及基層應具備較高的密實度、強度及水穩性，因此規范施工，確保路基及基層施工質量是防止水泥混凝土面層出現裂縫的重要前提。

參考文獻

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