水泥混凝土路面斷板的原因及其防治方法

水泥混凝土路面斷板的原因及其防治方法【摘要】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(dāng)部分已破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害，給養(yǎng)護(hù)、修復(fù)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。文章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。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土；路面斷板；防治方法

一、概述

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)也遇到了最好的時機(jī)，高等級道路的建設(shè)在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)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(dāng)部分已破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害，給養(yǎng)護(hù)、修復(fù)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。

二、路面斷板的原因

下面將早期開裂斷板與使用期開裂斷板的原因作以下分析：

早期開裂斷板的原因

1．原材料不合格。水泥的安定性差，強(qiáng)度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當(dāng)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(qiáng)度下降。水泥強(qiáng)度不足也會影響混凝土的初期強(qiáng)度，使開裂斷板的機(jī)率大大增加。水泥的水化熱高，收縮大也易導(dǎo)致開裂。集料含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機(jī)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。

2．混凝土配合比不當(dāng)。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(dǎo)致較大的收縮。水灰比偏大。水泥完全水化的最低水灰比約為0．26-0．29，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(qiáng)度。

3．施工工藝不當(dāng)。攪拌不足或過分，振搗不密實(shí)，形成混凝土強(qiáng)度不足，或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂或斷板。振搗時間不易過長，否則會造成分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強(qiáng)度不均勻，表面收縮裂縫增加。養(yǎng)生不及時或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)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。切縫不及時，由于機(jī)具故障或操作人員切縫時間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

使用期開裂斷板原因

1．設(shè)計(jì)不當(dāng)。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(guān)系，如果設(shè)計(jì)時交通量不準(zhǔn)，路基、基層、底基層的模量和材料參數(shù)選用不當(dāng)?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；板塊平面尺寸不當(dāng)；混凝土原材料配合比不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生堿—集料反應(yīng)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：填挖相交斷面處，半填半挖結(jié)合處，新老路基交接處，土基密度不同部位；軟弱地基，濕陷性黃土以及采空區(qū)，陷穴等特殊路段；橋涵構(gòu)造物的臺背等機(jī)械難以應(yīng)實(shí)的部位；路基不同填料的界面或?qū)用?；壓?shí)度不足。壓實(shí)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(jié)合面產(chǎn)生錯臺，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。

3．基層失穩(wěn)?；鶎邮┕べ|(zhì)量不好，強(qiáng)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(dāng)受到彎拉力大于混凝土板強(qiáng)度時，面板即發(fā)生斷裂。

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。

三、水泥混凝土路面斷板預(yù)防措施

針對這些斷板原因的分析，必須要采取可靠有效的預(yù)防措施，減少斷板數(shù)量，延長混凝土路面的使用年限，提高行車的舒適性。

早期開裂斷板的預(yù)防

1．合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。對于安全性差，游離氧化鈣超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用；不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用。盡量采用發(fā)熱量少，收縮的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。集料的含泥量及有機(jī)質(zhì)含量不得超標(biāo)，級配應(yīng)符合配合比要求。

2．嚴(yán)格控制混凝土配合比。按試驗(yàn)混凝土配合比準(zhǔn)確配料，單位水泥用量要精確，誤差值控制在1%以內(nèi)；集料的含水量要及時試驗(yàn)取量，控制適宜的用水量，保持水灰比的準(zhǔn)確，為減少用水量，改善和易性可使用合適的外摻劑，用水量誤差不超過1%，外加劑控制在2%以內(nèi)。

3．施工工藝的控制。混凝土的拌合時間要根據(jù)機(jī)械性能準(zhǔn)確掌握，最長拌合時間不應(yīng)超過最短拌合時間的3倍，振搗均勻密實(shí)，避免漏振或過振現(xiàn)象發(fā)生；加強(qiáng)混凝土面板的養(yǎng)生。采用覆蓋養(yǎng)生，保證混凝土面板表面濕潤；及時切縫。根據(jù)施工現(xiàn)場氣溫及水泥品種試驗(yàn)確定最早切縫時間，一般應(yīng)采用多臺切縫機(jī)同時作業(yè)，以保證切縫及時。切縫深度為混凝土板厚的1/3至1/4，不宜切縫太淺或太深，剩余斷面部分能吸收由于高溫產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

4．邊界影響的控制。要及時將后澆筑的面板切縫；有中央分隔帶，路緣石等結(jié)構(gòu)物施工時，應(yīng)在與混凝土面板接觸處涂刷瀝青，使雙方自由伸縮；基層養(yǎng)生結(jié)束后，及時澆筑水泥混凝土路面，以防止基層因暴露時間長而產(chǎn)生干縮裂縫。若基層出現(xiàn)裂縫，應(yīng)采取封閉裂縫處理，預(yù)防因基層裂縫反射到面板上來。

使用期開裂斷板的預(yù)防

1．設(shè)計(jì)上的考慮：由于運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，一些大型運(yùn)輸車輛的出現(xiàn)，這就要求設(shè)計(jì)要充分考慮混凝土路面的厚度，平面尺寸及砼標(biāo)號。應(yīng)保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的正常使用。選用適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的原材料，重視凍融性和耐久性。設(shè)計(jì)全面的排水系統(tǒng)，確保地表水、地下水不會對路基、路面造成浸蝕破壞。

2．路基質(zhì)量控制。路基壓實(shí)質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)值和彎沉值，特別是橋涵等構(gòu)造物的臺背必須保證壓實(shí)度，保證路基有足夠的均勻的強(qiáng)度；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(yīng)避免采用水泥混凝土路面，其它特殊路基應(yīng)經(jīng)過特殊處理后方可進(jìn)行水泥混凝土路面施工。

3．路面基層質(zhì)量控制?；鶎討?yīng)該有很大的穩(wěn)定性和均勻性：基層應(yīng)盡可能采用水泥穩(wěn)定基層，嚴(yán)格控制細(xì)料，以增加基層的水穩(wěn)性，防止唧泥；嚴(yán)格控制基層的厚度，保證強(qiáng)度的均勻；采用廠拌法拌基層料，確保拌和均勻和配料準(zhǔn)確；按照設(shè)計(jì)要求，保證基層的密實(shí)度。

四、結(jié)語

混凝土路面斷板的原因如上所述，施工生產(chǎn)中只有逐一落實(shí)控制，才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。同時，還要及時采取措施，封填微裂縫，如灌注環(huán)氧樹脂，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，對排水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的問題及時處理，避免造成較大的病害。橋涵施工過程中，應(yīng)結(jié)合橋面鋪裝，認(rèn)真處理好路橋結(jié)合部位，防止不均勻沉降。此外，還應(yīng)做到依法治