水泥混凝土路面斷板原因分析及防治措施

文/劉剛 莆田城廂環(huán)衛(wèi)處 福建莆田 351100

1、緒論

水泥混凝土路面產(chǎn)生斷板有很多的原因：邊界原因；車輛過早通；原材料不合格；施工工藝不當(dāng)；混凝土配合比不當(dāng)；基層標高控制不嚴和不平整；混凝土板的切縫深度不夠、不及時，以及壓縫距離過大；因為基層材料的強度不足，水穩(wěn)性不良，以致受力不均，出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致的開裂斷板。有很多相應(yīng)的預(yù)防方法及處理措施：邊界影響的控制；控制交通車輛；施工工藝的控制；做好壓縫并及時切縫；強度、水穩(wěn)性、基層標高及平整度的控制；合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量。延長混凝土路面的使用壽命，減少混凝土路面的斷板產(chǎn)生的機率。治理措施：局部修補；裂縫的修補：方法有直接灌漿法、壓注灌漿法、擴縫灌注法。條帶罩面法、全深度補塊法。對于嚴重斷裂，裂縫處有嚴重剝落，有錯臺或裂塊并且已經(jīng)開始活動的斷板，要采用整塊板更換的措施。路面的斷板，影響了運輸?shù)男б婧托熊嚢踩虼耍仨毑扇〈胧訌妼λ嗷炷谅访娴脑O(shè)計、施工及養(yǎng)護管理。

2、水泥混凝土路面斷板的原因

2.1 原材料不合格或質(zhì)量差。

（1）如果使用了安定性不合格的水泥因為其硬化后，游離氧化鈣和氧化鎂等才開始慢慢水化，使水泥混凝土產(chǎn)生膨脹，會破壞已經(jīng)硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降時會造成裂縫 ,混凝土的結(jié)構(gòu)將受到破壞，降低建筑物質(zhì)量，嚴重時引起結(jié)構(gòu)失效而導(dǎo)致嚴重的工程事故。另外水泥強度不足，將不能受壓或抗剪，如果荷載超過抗壓或抗剪強度，路面就會破壞，造成裂縫等。

（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有機質(zhì)含泥量大了不單對混凝土的強度有影響。因為混凝土中砂石含泥量過大降低混凝土骨料界面的粘結(jié)強度，降低混凝土的抗拉強度，降低水泥漿對粗骨料的握裹力，從而降低混凝土強度，水泥與碎石間內(nèi)摩擦力減小，內(nèi)應(yīng)力增加，產(chǎn)生滑動最終開裂，另外泥過大還可能對鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用，降低鋼筋強度。所以集料的含泥量和有機質(zhì)不能超過規(guī)范的要求，否則必然會造成容易開裂。

2.2 混凝土配合比不當(dāng)

混凝土配合比是決定強度的重要因素，水灰比對混凝土的和易性、強度、耐久性、變形等性能等有很大的影響，水灰比指的是混凝土當(dāng)中水與水泥的質(zhì)量之比，水灰比越小，骨料間粘結(jié)強度越大，混凝土強度越大，反之越小。但過于小時，拌合物過于干稠，混凝土不能密實，強度降低耐久性下降。二是混凝土的含砂率在確定混凝土配合比時，應(yīng)選擇最優(yōu)含砂率。若砂子過少，則石子空隙的一部分，將用水泥漿填充，這樣將增加水泥用量，是不經(jīng)濟的；但砂子過多，增大砂的表面積，就需要水泥漿包裹，同樣也要增大水泥用量。不能用過細的砂子因為細砂總表面積就越大，所以在混凝土里所需要的水泥量也越多，當(dāng)混凝土拌合物的流動性要求一定的時候，顯然用粗砂比用細沙的水泥用量要少，且硬化后水泥石又少，可以提高混泥土的密實性，肯定影響混凝土的強度。三是水泥用量不足和用量過多，對混凝土質(zhì)量均有不利的影響。水泥用量少了，會使混凝土的強度降低，使抗?jié)B性、抗凍性、 抗蝕性及抗碳化性能變差，使混凝土質(zhì)量達不到設(shè)計的要求。水泥用量多了，在大體積混凝土施工時，水泥水化反應(yīng)放出的熱量會使混凝土內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的質(zhì)量。

2.3 施工工藝不當(dāng)

（1）混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大；混凝土攪拌時間不足或過久，振搗的不夠密實，都造成混凝土強度不足或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂或斷板。要注意振搗，振搗時間不易過長，否則粗骨料分布不均勻，造成混凝土水泥強度不足，增加表面收縮裂縫。

（2）養(yǎng)生和養(yǎng)護不當(dāng)。如養(yǎng)生時水分不足，容易引起混凝土早期開裂，導(dǎo)致斷板的產(chǎn)生。在混凝土硬結(jié)初期，因為強度還很低，這時如果養(yǎng)生不當(dāng)，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生收縮，會使混凝土開裂產(chǎn)生斷板，混凝土成型后，受到風(fēng)吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂，或者水分蒸發(fā)過快，而出現(xiàn)干縮裂縫。切縫不及時切縫深度不合格當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，就產(chǎn)生溫度裂縫。

3、水泥混凝土路面斷板防治措施

3.1 嚴格把住材料質(zhì)量關(guān)。

水泥應(yīng)有出廠合格證（含化學(xué)成分、物理指標），并經(jīng)復(fù)驗合格，方可使用。對水泥實際活性低，水泥安定性不合格的水泥應(yīng)作廢品處理，不能用于土木工程中。不同等級、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混存、混用。對過期或受潮的水泥，必須經(jīng)過試驗，合格后才可使用，應(yīng)采用道路硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥。混凝土中宜適量摻加符合技術(shù)要求的粉煤灰、硅灰等礦物摻和料。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的施工環(huán)境條件特點、拌和物性能、力學(xué)性能以及耐久性要求通過試驗確定，防止混凝土因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的破壞。

3.2 抓好混合料拌的質(zhì)量關(guān)

一是水泥混凝土路面混凝土最大水灰比是影響混凝土強度的重要因素應(yīng)符合規(guī)定：，城市道路和廠礦道路不應(yīng)大于0.50，機場道路和高速不應(yīng)大于0.46

二是合適的含砂率應(yīng)是石子、砂、水泥漿互相填充，使混凝土既能達到最大密實度，又能保證最少的水泥用量。實踐證明，含砂率一般在30%～38%左右。但由于影響砂率的因素很多，需要根據(jù)石子的形狀、粒徑、孔隙率和砂子的品質(zhì)及水灰比的大小等因素，進行試驗和調(diào)整，計算合適的砂率。

三是水泥混凝土用砂的細度模數(shù)控制在2.4，以其中的中砂為宜。

四是水泥用量不足和用量過多，除了給混凝土質(zhì)量帶來不利影響外，還會在經(jīng)濟上造成不必要的損失所以水泥應(yīng)該適量最好。

3.3 對施工工藝的控制

（1）混凝土的拌合時間要根據(jù)不同的機械攪拌性能正確掌握，不宜過短或過長，從開始加水時算起，全部操作必須在30分鐘內(nèi)完成。要嚴格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂；在人工攤鋪的路段振搗要求較嚴格，要按照規(guī)范要求，振搗器在每一位置振搗的持續(xù)時間，應(yīng)以混凝土泛出水泥漿為準，不宜過振。用平板振搗器振搗時，不宜少于15s，用插入式振搗器振搗時，不宜少于20s，在待振橫斷面連續(xù)振搗均勻密實，并注意路面板底、內(nèi)部和邊角處不得欠振或漏振。振搗棒的移動間距不宜大于500mm；應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿。混凝土應(yīng)振搗密實，并注意對板面進行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前進行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強度，減少收縮量，減少收縮裂縫發(fā)生的概率。缺料的部位，應(yīng)鋪以人工補料找平。

（2）加強混凝土路面的早期養(yǎng)護。重視混凝土面板養(yǎng)生，養(yǎng)生期內(nèi)主要是要保持路面處在潮濕狀態(tài)，特別是夏季的白天，氣溫很高，應(yīng)注意澆水，這樣就可以減少開裂，在晝夜溫差較大的地區(qū)，混凝土表面修整中要設(shè)遮陽棚，避免陽光直射。修整完成后要覆蓋養(yǎng)生，以保持溫度變化不大。早期養(yǎng)護要保證混凝土面板表面濕潤，定期適當(dāng)灑水，保持濕潤。并且在強度形成時盡快切縫，如果這期間(一般是在施工3～5天內(nèi))及時切縫，從而清除不規(guī)則裂縫。所以掌握好切縫的最佳時間是控制混凝土斷板的關(guān)鍵。要根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁丶八嗥贩N確定切縫時間，要注意切縫的時間，時間隔太長了會出現(xiàn)裂縫，太短了，會出現(xiàn)毛邊；要注意切的深度，淺了起不到效果，還是會出現(xiàn)裂縫，太深了，又耗時。間距要合適，一般控制在4-6米之間，間隔太長了，中間會出現(xiàn)裂縫，起不到作用了，切完后及時進行灌縫。

結(jié)論：

混凝土路面斷板的原因如上所述，施工生產(chǎn)中只有逐一排查落實控制，特別是施工期間出現(xiàn)的斷板，將直接影響到水泥混凝土路面的使用年限。水泥混凝土路面破壞都是從裂縫開始的，所以要及時采取措施，封填裂縫，并加強養(yǎng)護工作。隨著使用年限的增加，車輛荷載的重復(fù)作用，路面會沿裂縫處逐漸發(fā)展、擴大，最后導(dǎo)致整個板體破壞，還應(yīng)做到依法治路，嚴格控制超載、超重、超限車輛通行。由于裂縫的出現(xiàn)，地表水滲入到基層和土基的機會增加，使路基強度降低，也會加劇對路面的破壞作用。因此，在施工期消除和減少水泥混凝土路面斷板的現(xiàn)象尤為重要，混凝土路面施工情況看，要想徹底消除斷板不太可能，因為在施工中的每一個環(huán)節(jié)稍有疏忽都有可能產(chǎn)生斷板。但混凝土的早期斷板除了嚴格按照施工規(guī)范控制施工才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。