淺析水泥混凝土路面出現(xiàn)早期斷板原因及處理措施

張璐璐 曹 溯

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250031）

0 前言

水泥混凝土已被廣泛使用。路面出現(xiàn)裂縫、破碎、下沉和錯(cuò)位等病害給維護(hù)和修理帶來了很大的困難。特別是，斷板類病害已成為公路工程的常見問題之一。只有提高施工的工藝，才能盡量避免再次出現(xiàn)此類問題。

1 水泥混凝土路面的受力特點(diǎn)

當(dāng)混凝土板均勻支撐時(shí)，載荷和應(yīng)力的位置很小，但一旦出現(xiàn)空隙，板坯內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生太大的壓力。通過額外的彎曲和拉伸應(yīng)力，混凝土板會(huì)快速達(dá)到使用壽命，在極端情況下，可能被直接壓碎。

2 水泥混凝土路面斷板的分類

其完整性取決于其底層結(jié)構(gòu)和底層結(jié)構(gòu)的整體剛性效率。無論是在施工過程中，還是在行車期間，防止和處理各種斷板裂縫的發(fā)生是維護(hù)和保證水泥凝結(jié)的關(guān)鍵。然而，由于水泥混凝土路面的施工工藝和施工水平的差異性，很難完全讓路面達(dá)到最基本要求。

因此，根據(jù)損傷程度，可分為輕度、中度和嚴(yán)重?cái)嗔选８鶕?jù)破裂的表現(xiàn)可分為單板、多板斷裂。根據(jù)破碎的形成時(shí)間，可分為早期、晚期破碎。

在斷板澆筑的施工階段完成之后發(fā)生的是早期的板破裂。高速公路投入使用后發(fā)生的板塊破裂，多為中、重度板塊破損，主要原因是少數(shù)早期破碎板塊是由路基沉降、基礎(chǔ)不穩(wěn)定和車輛超載引起的。從破碎板的分類可以看出，早期破碎板占總破碎板的很大比例，并且通常易于發(fā)展成晚破碎板。

3 影響路面早期斷板的原因

所謂的早期斷板破損是指在施工完成后，在不超過六個(gè)月的時(shí)間，板坯表面發(fā)生破裂的現(xiàn)象。主要原因如下：

3.1 設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)是路面施工的基礎(chǔ)。路面是路基和基層上的結(jié)構(gòu)表層。他們之間有著非常密切的關(guān)系。而路基是支撐路面及其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。保持其處于干濕狀態(tài)。否則，應(yīng)對(duì)路基進(jìn)一步壓實(shí)，以滿足使用要求。

同時(shí)路基應(yīng)直接壓實(shí)，它還可以隨時(shí)承載和傳輸來自人行道的載荷。它必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)的底座必須穩(wěn)固緊湊、平整、厚度足以使混凝土路面保持穩(wěn)定狀態(tài)。

墊層設(shè)置在路基和基層之間，襯墊層設(shè)計(jì)的質(zhì)量與混凝土板的安全性有關(guān)，并且襯墊材料應(yīng)選擇可滲透或均勻的。混凝土路面直接與車輛的載荷接觸并承受載荷，其設(shè)計(jì)必須具有足夠的強(qiáng)度。它可以承受由負(fù)載產(chǎn)生的拉伸和彎曲應(yīng)力以及路面的變形。同時(shí)具有平整、防滑、耐磨的特點(diǎn)，使路面不易斷裂，駕駛舒適安全。

交通量越大，應(yīng)考慮的設(shè)計(jì)強(qiáng)度越高。當(dāng)材料選擇和混合比例不合適，就不能保證混合物的質(zhì)量，比如：選擇不合格的砂石，板的表面很快就會(huì)被破壞。因此，混合物的組成設(shè)計(jì)非常重要。

3.2 施工原因

水泥混凝土施工中混合物中使用的水泥必須具有良好的耐磨性、良好的穩(wěn)定性和抗凍性。沙子必須是中粗砂。泥漿和雜質(zhì)不能超過3%。混合物的結(jié)構(gòu)混合比必須達(dá)到設(shè)計(jì)混合比。施工試驗(yàn)混合強(qiáng)度應(yīng)大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的實(shí)際值。

混凝土中混合物的混合也會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。混凝土的混合必須是均勻的。混合時(shí)間不應(yīng)太短或太長(zhǎng)。只有當(dāng)混合時(shí)間合適時(shí)，混合物才具有更好的可加工性。從混合到運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)完成的最終混合必須基于混合時(shí)間。應(yīng)確定水泥的初始凝結(jié)時(shí)間和施工期間的溫度。運(yùn)輸過程中不應(yīng)發(fā)生泥漿泄漏和分離。否則，混凝土板的質(zhì)量將受到影響，并且將發(fā)生裂縫或破碎的板坯。

3.3 原材料方面

（1）如果砂的泥漿含量高，則水泥與集料之間的界面結(jié)合力會(huì)降低，并且會(huì)產(chǎn)生混凝土的內(nèi)部缺陷。裂縫的數(shù)量將不可避免地導(dǎo)致地面缺陷，容易形成裂縫，而嚴(yán)重的裂縫將留下破裂的隱患。

（2）水泥較短的初凝時(shí)間和不適當(dāng)?shù)牟僮鲿r(shí)間也會(huì)影響混凝土的初始強(qiáng)度，從而大大增加裂縫和破碎板的可能性。

（3）必須在混凝土路面結(jié)構(gòu)中加入外加劑。但是，如果添加不合格的外加劑，混凝土?xí)霈F(xiàn)早期凝結(jié)、凝結(jié)緩慢和產(chǎn)生有害物質(zhì)等問題，直接影響混凝土的質(zhì)量。

4 路面斷板的預(yù)防措施

4.1 嚴(yán)把工程施工

（1）嚴(yán)格控制混合料配合比，是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵。在施工中，要特別檢查水灰比。水灰比過大時(shí)容易離析，固化時(shí)收縮率較大。如果施工正常進(jìn)行，裂縫間距會(huì)比較長(zhǎng)，在較大收縮應(yīng)變作用下，容易產(chǎn)生裂縫甚至產(chǎn)生混凝土破壞。同時(shí)要檢查泥漿含量，不得超過規(guī)范要求。施工中應(yīng)經(jīng)常檢查集料的配比和雜質(zhì)，及時(shí)調(diào)整施工配合比。

（2）防止板坯破損是及時(shí)掌握關(guān)節(jié)切縫時(shí)間，正確施工的有效措施。水泥達(dá)到最終凝固后，收縮和變形將繼續(xù)發(fā)生。板坯斷裂將發(fā)生在混凝土板的拉應(yīng)力最弱的位置。

（3）材料是混凝土路面的主體，如破碎值和石材的硬度不能滿足要求，那么由這些材料組成的混凝土路面板的抗彎拉應(yīng)力也不能滿足設(shè)計(jì)要求，施工過程中容易產(chǎn)生不規(guī)則斷裂。

（4）在施工中，水泥混凝土必須均勻且緊湊地?cái)噭?dòng)。這關(guān)系到凝結(jié)時(shí)的密度。如果水泥混凝土的攪動(dòng)不均勻，水泥的高密度區(qū)和低密度區(qū)凝固會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力。在密度低的區(qū)域，混凝土面板下部有許多蜂孔，這導(dǎo)致板表面易于破裂。

（5）在施工中，應(yīng)避免溫差過大而引起混凝土的凝結(jié)形成早晚不同的現(xiàn)象。在溫度較高時(shí)，上部強(qiáng)度的形成比下部強(qiáng)度的形成快。當(dāng)溫度較低時(shí)，上部強(qiáng)度的形成比下部強(qiáng)度的形成慢，會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度降低，形成不規(guī)則的斷板。

（6）傳力桿平行于路面。如果在安裝的時(shí)候，傳力桿被傾斜安裝，混凝土將在力傳遞過程中轉(zhuǎn)移形成裂縫。

（7）在縱坡變化、水平曲線和結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處正確設(shè)置伸縮縫也是防止板料破壞的有力措施。在水平曲線與結(jié)構(gòu)的連接處，應(yīng)力集中處是伸縮縫最有利于降低應(yīng)力應(yīng)變的地方，可大大減少此處的破壞。

（8）在混凝土澆注過程中，如果存在間歇操作，則必須設(shè)置脹縫，并且必須布置傳力桿以防止破碎的板出現(xiàn)在未加工的接縫中。

（9）在基層的工作中，基層是不均勻的，這使得表面層和基層之間的摩擦增加。當(dāng)摩擦阻力集中時(shí)，容易形成破碎的板。當(dāng)基準(zhǔn)面低時(shí)，混凝土面板較厚。在面板中相對(duì)薄的部分中產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫，從而控制基層的高度是防止破碎板的措施。

（10）路面施工完畢后，要及時(shí)維護(hù)。采取灑水清洗，保證混凝土的濕度和整潔，防止因缺水造成的收縮裂縫或板坯破損，同時(shí)及時(shí)堵住伸縮縫，確保排水順暢、路基穩(wěn)定，防止底座排水不暢造成路基軟化并最終導(dǎo)致板破裂的發(fā)生。

防止水泥混凝土板破損的措施有：必須有完善的排水系統(tǒng)，混凝土板底與基層頂之間有一層滑動(dòng)層，嚴(yán)格控制通車時(shí)間等。

5 結(jié)語(yǔ)

在基層施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制基層質(zhì)量，要選擇合理的施工工藝，確保基層強(qiáng)度均勻。在基層檢查和接受工作時(shí),還需要增加相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)試，例如基礎(chǔ)偏差值、混合均勻性和水含量。如果基層不合格，則不應(yīng)澆筑混凝土。為避免和防止水泥混凝土路面早期破損，必須嚴(yán)格控制路基基層的質(zhì)量。在路面施工中，應(yīng)采用合格的原材料來控制現(xiàn)場(chǎng)比例。