1、淺談水泥混凝土路面斷板的原因及預防    摘要：水泥混凝土路面具有剛度大、擴散荷載能力強、穩(wěn)定性好的特點，在高等級公路應用越來越廣泛。由于路面經(jīng)常受重交通荷載、環(huán)境條件等外部作用，致使水泥混凝土路面使用性能下降，引起路面的斷板，影響了公路運輸?shù)男б婧托熊嚢踩?。本文對水泥混凝土路面斷板產(chǎn)生的原因進行分析，并提出相應的預防措施。 關鍵詞：水泥混凝土路面,斷板,原因,預防 近年來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，交通運輸事業(yè)也遇到了最好的時機，高等級道路的建設在社會主義現(xiàn)代化建設中發(fā)揮著巨大的作用，并且具有良好的發(fā)展前景。目前，我國高等級道路的發(fā)展比較迅猛，高等級路面

2、的舒適、平坦已日益為專家所注重。對于高等級道路水泥混凝土路面板，根據(jù)已建成通車的高等級道路的使用情況，有相當部分已破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害，給養(yǎng)護、修復帶來極大的困難，而且斷板病害尤為突出，已經(jīng)成為水泥混凝土路面的通病。本文通過對水泥混凝土路面斷板的原因加以分析，淺談一些防治方法。 一、路面斷板的原因 1、設計不當 （1）路面厚度偏薄。根據(jù)美國的研究資料，路面的使用壽命與路面厚度成5次方關系，如果設計時交通量不準，路基、基層、底基層的模量和材料參數(shù)選用不當?shù)仍蚨孤访婧穸绕?，就會使路面壽命縮短，過早地出現(xiàn)開裂斷板。 （2）板塊平面尺寸不當。 （3）混凝土原材料配合比不當，混凝土

3、產(chǎn)生堿集料反應或抗凍融差等耐久性問題。 2、路基不均勻沉降 路基不均勻沉降主要發(fā)生在： （1）填挖相交斷面處，半填半挖結合處，新老路基交接處，土基密度不同部位。 （2）軟弱地基，濕陷性黃土以及采空區(qū)，陷穴等特殊路段。 （3）橋涵構造物的臺背等機械難以應實的部位。 （4）路基不同填料的界面或?qū)用妗?（5）壓實度不足。壓實不均勻路段，在路面長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同的結合面產(chǎn)生錯臺，面板由于荷載作用導致斷裂。 3、基層失穩(wěn) （1）基層施工質(zhì)量不好，強度不均勻或較低，使用中基層松散或在滲水作用下，材料被吸往一邊，面層脫空，當受到彎拉力大于混凝

4、土板強度時，面板即發(fā)生斷裂。 （2）面層接縫填料失效，板的彎沉使空隙內(nèi)的積水，侵蝕沖刷基層，并沿接縫縫隙噴出，即產(chǎn)生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產(chǎn)生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載下產(chǎn)生斷裂。 4、原材料不合格 （1）水泥的安定性差，強度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結過程中水化很慢，水泥凝結硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當游離的氧化鈣超過一定限量時，就會破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強度下降。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、碎石等）含泥量及有機質(zhì)含量超標。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結不良往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位

5、。集料的含泥量和有機質(zhì)超過規(guī)范要求，必然會造成界面缺陷，容易開裂。另外有資料表明，在同樣的水灰比條件下，石灰石，石英巖等親水性骨料與水泥石界面粘合力大，花崗巖等親水性差的骨料則反之。 5、混凝土配合比不當 （1）單位水泥用量偏大?；炷林幸鹗湛s的主要水泥石部分，過多的水泥用量必然會導致較大的收縮 （2）水灰比偏大。水泥完全水化的最低水灰比約為026-029，施工中采用較高的水灰比為了滿足和易性的需要以利于施工。但偏大的水灰比增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度，影響了混凝土強度。 6、施工工藝不當 （1）攪拌不足或過分，振搗不密實，形成混凝土強度不足，或不均勻，易導致早期開裂或斷板。振搗時間

6、不易過長，否則會造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，表面收縮裂縫增加。 （2）養(yǎng)生不及時或養(yǎng)護不當。尤其是氣溫高，濕度小，風速大，就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。 （3）切縫不及時，由于機具故障或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(nèi)應力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。 二、預防斷板的措施 在水泥混凝土路面施工中預防斷板的措施有以下幾個方面： 1、設計階段預防裂縫和斷板的產(chǎn)生 為了防止水泥混凝土路面的裂縫和斷板，各有關部門應認真及時地組織設計人員和有關專家，根據(jù)水泥混凝土路面的設計理論及規(guī)范要求，結合當?shù)氐牡乩砦恢?，環(huán)境、地形、沿

7、線工程地質(zhì)和水文條件，特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況，進行深入細致地研究和討論，提出符合實際的軸載設計參數(shù)、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求，以設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統(tǒng)，提出合理經(jīng)濟的水泥混凝土配比設計及施工要求。 2、做好路基質(zhì)量控制 （1）路基壓實質(zhì)量要求達到規(guī)定的壓實值和彎沉值，特別是橋涵等構造物的臺背必須保證壓實度，保證路基有足夠的均勻的強度。 （2）對于路基不穩(wěn)定特殊軟弱土基，濕陷性黃土，采空區(qū)，陷穴，滑坡等路段，應避免采用水泥混凝土路面，其它特殊路基應經(jīng)過特殊處理后方可進行水泥混凝土路面施工。 3、做好路面基層質(zhì)量控制 基層應該

8、有很大的穩(wěn)定性和均勻性： （1）基層應盡可能采用水泥穩(wěn)定基層，嚴格控制細料，以增加基層的水穩(wěn)性，防止唧泥。 （2）嚴格控制基層的厚度，保證強度的均勻。 （3）采用廠拌法拌基層料，確保拌和均勻和配料準確。 （4）按照設計要求，保證基層的密實度。 4、嚴格控制混合料組成配合比 在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級配和雜質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所購進的骨料級配與原試驗級配不符時，必須及時調(diào)整施工配合比，同時還要檢查含泥量，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，在結合部位形成裂縫和斷板的情況；

9、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(fā)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，特別是水灰比這一關。 5、施工中嚴格把住材料關 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(zhì)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(chǎn)生不規(guī)則斷裂，或在使用過程出現(xiàn)更多的病害。 6、做好施工工藝控制 （1）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

10、均勻。在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應力的薄弱部位或區(qū)域，從而易使面板產(chǎn)生斷板。 （2）在混凝土澆筑過程中，要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)間斷作業(yè)，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(xiàn)斷板的現(xiàn)象。 （3）施工中及時正確地切縫。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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(guī)則拉斷面板，從而避免在其他

11、位置產(chǎn)生斷板。根據(jù)河北省的具體情況，切縫深度約為板厚的14，同時切縫的時間也要及時，一定要在產(chǎn)生最大收縮應力之前切縫，才能有效。在混凝土抗壓強度達到11MPa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預定的切縫位置上斷裂，故避免了不規(guī)則的斷板。 （4）在施工中盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應。溫差效應過大或突變，容易造成混凝土面板強度形成的不同步。當氣溫高時，上部強度的形成比下部要慢。在這樣的情況下，面板強度的形成不同步，容易出現(xiàn)翹曲變形，一旦有不規(guī)則裂縫發(fā)生就會使強度較低部位拉斷開裂，形成不規(guī)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

12、后立即采用遮陽、灑水、噴灑養(yǎng)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。 （5）正確地在縱坡變化處、平曲線及構造物結合部設置脹縫?？v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。 （6）正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)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。 （7）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。當基層表面與混凝土面板底面的摩阻力很大，混凝土面板收縮和膨脹不宜自由滑動時，就使板內(nèi)的拉應力增加，此時基層的裂縫也極容易反射到混凝土面板上而形成斷板。 （8）嚴格控制開放交通的時間，加強養(yǎng)生和養(yǎng)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(yǎng)生、灑水，清掃，確?；炷谅访鏉駶?、整潔，防止因缺水養(yǎng)生而產(chǎn)生干縮裂縫或斷板。 （9）混凝土面板要在切縫處埋置接縫板，并在接縫板位置上再行切縫，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的23，并應在基層頂面放置