農(nóng)村公路水泥混凝土路面面板斷裂淺析

余小可，張興亮

（1重慶市墊江縣交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 重慶墊江 4083002重慶市建筑科學(xué)研究院監(jiān)理公司 重慶 400020）

隨著農(nóng)村公路建設(shè)步伐的加快，重慶市出現(xiàn)了大量的水泥混凝土路面和瀝青路面等結(jié)構(gòu)形式。由于水泥混凝土路面具有承載能力大、穩(wěn)定性好、施工技術(shù)簡單、使用壽命長和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，深受人民群眾的歡迎，被廣大的農(nóng)村公路普遍采用。但在近幾年的農(nóng)村公路修建中出現(xiàn)了大量難題有待解決，尤其是水泥混凝土路面面板斷裂，成了農(nóng)村公路水泥混凝土路面建設(shè)施工的質(zhì)量通病，嚴(yán)重影響了混凝土路面的設(shè)計(jì)使用壽命。為了適應(yīng)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村需要，確保農(nóng)村公路建設(shè)又好又快地發(fā)展，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)村公路建設(shè)管理，促進(jìn)農(nóng)村公路健康、持續(xù)發(fā)展。

1 水泥混凝土路面斷裂成因

1.1 施工早期斷裂成因

原材料不合格、施工工藝不符合要求是導(dǎo)致水泥混凝土路面早期斷裂的重要原因。如果原材料不合格，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，早期也會(huì)有較多的病害出現(xiàn)，斷裂是混凝土早期極易出現(xiàn)的病害之一。

1.2 原材料

水泥:作為農(nóng)村公路交通量不大、公路等級(jí)低、投資少等方面的影響，一般都采用當(dāng)?shù)匦⌒退鄰S生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥。其技術(shù)指標(biāo)往往不能得到充分保證或被忽視。同時(shí)，在施工中混用不同廠家、不同型號(hào)、不同批次的水泥也容易導(dǎo)致混凝土路面斷裂。

碎石:粗集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)超過規(guī)范要求、粗集料級(jí)配不佳，必然會(huì)造成水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良，界面之間存在質(zhì)量缺陷，形成薄弱部位，容易導(dǎo)致混凝土路面開裂。

砂:絕大部分農(nóng)村公路受諸多條件的限制，就近取材來降低工程成本，而砂的技術(shù)指標(biāo)控制難度很大。

1.3 施工工藝

混凝土混合料的拌和:混凝土配合比是拌制合格混凝土的關(guān)鍵。而農(nóng)村公路施工過程中，由于受條件制約，多數(shù)采用小型機(jī)械施工，工人多是農(nóng)民工，上崗前不一定經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)。

混凝土混合料的運(yùn)輸:農(nóng)村公路受條件制約，有的攪拌場設(shè)置離工地比較遠(yuǎn)，長途運(yùn)輸容易造成混和料離析、水分流失等，從而對混凝土路面工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

混凝土的鋪筑和振搗:工人在施工過程中往往忽視操作規(guī)程，導(dǎo)致混凝土不密實(shí)、不均勻；或由于部分混凝土振搗時(shí)間過長，形成分層:粗骨料沉入底部，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(shí)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng):在施工中應(yīng)盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)。溫差效應(yīng)過大或突變，容易造成混凝土面板強(qiáng)度形成的不同步。一旦有不規(guī)則裂縫發(fā)生就會(huì)使強(qiáng)度較低部位拉斷開裂，形成不規(guī)則斷板。尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)速大，就會(huì)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(shí):由于機(jī)具故障或操作人員切縫時(shí)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。

1.4 營運(yùn)期斷裂成因

1.4.1 設(shè)計(jì)原因

施工前沒有切實(shí)可行的施工方案，或是施工單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人未與施工班組作好技術(shù)交底，或是施工班組未能與施工的工人作好技術(shù)交底，或是各項(xiàng)準(zhǔn)備不充分，以致影響混凝土路面面板厚度是否合理。厚度偏薄會(huì)使路面壽命縮短，在其薄弱處過早出現(xiàn)開裂斷板。

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板塊平面尺寸是否合理，如果板塊過大，也容易造成使用中斷裂。

1.4.2 路基質(zhì)量

農(nóng)村公路多為舊路改造，一是寬度夠采取基層補(bǔ)強(qiáng)，二是寬度不足的加寬等形式，其路基壓實(shí)度和彎沉值都難以達(dá)到，容易造成路基不穩(wěn)定，強(qiáng)度不滿足，發(fā)生不均勻沉降。

橋涵臺(tái)背回填質(zhì)量和軟基處理不當(dāng)，也容易造成路基不均勻沉降，路面在使用過程中斷裂。

1.4.3 基層質(zhì)量

重慶市絕大部分農(nóng)村公路基層都存在著不同程度的問題，一是部分農(nóng)村公路利用舊路的泥碎路面做為基層；二是設(shè)計(jì)有基層的也可能因?yàn)橘Y金問題而被取消或減少，導(dǎo)致厚度不滿足；三是基層形式多采用級(jí)配碎石，其級(jí)配不佳、粒徑不好、壓實(shí)度達(dá)不到要求等原因。

2 水泥混凝土路面斷裂預(yù)防

2.1 混凝土早期斷裂的預(yù)防

2.1.1 選用合格的原材料

粗集料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈，其含泥量不得超標(biāo)，符合規(guī)定級(jí)配要求，最大粒徑不應(yīng)超過40mm。

細(xì)集料應(yīng)符合規(guī)定級(jí)配，細(xì)度模數(shù)宜在2.5以上，其含泥量、有機(jī)質(zhì)含量不得超標(biāo)。

2.1.2 嚴(yán)格控制施工工藝

混凝土配合比的控制。在施工過程中最應(yīng)注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時(shí)又不注意攤鋪的均勻性，就會(huì)造成水灰比不同的片塊在其交界結(jié)合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過大，收縮率就大，從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫，如果進(jìn)一步發(fā)展，還會(huì)形成貫通的混凝土路面斷板。因此，在施工中要嚴(yán)格把握混合料的配比關(guān)，特別是水灰比這一關(guān)。

混凝土的拌和、運(yùn)輸、鋪筑、振搗都要按操作技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。在施工中盡可能減少混凝土長距離的運(yùn)輸，避免發(fā)生離析現(xiàn)象；施工中要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，因?yàn)槠渌蛞g斷作業(yè)，也必須做好施工縫的設(shè)置。水泥混凝土如果振搗不均勻，混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域，從而易使面板產(chǎn)生斷板。

加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生，尤其是氣溫高，濕度小，風(fēng)速大時(shí)，會(huì)使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫；當(dāng)混凝土澆筑完畢后立即采用遮蓋、灑水、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施，使混凝土體的表面始終保持潮濕，以預(yù)防面板斷裂。

澆筑好的混凝土要及時(shí)切縫，由于機(jī)具故障或操作人員切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，切縫太淺（小于面板厚度的1/4）或太深(大于1/3)，都可能造成斷裂。

在縱坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部設(shè)置脹縫，是預(yù)防斷板的有力措施?？v坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部都是應(yīng)力應(yīng)變集中的位置，在此處設(shè)置脹縫，是減少或釋放應(yīng)力應(yīng)變的最佳方案，可以大大降低在此處的斷板率。

2.2 營運(yùn)期斷裂的預(yù)防

科學(xué)設(shè)計(jì)。從沿線經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展?fàn)顩r考慮，農(nóng)村公路要滿足農(nóng)村交通條件和交通量的發(fā)展需要，設(shè)計(jì)上要滿足技術(shù)規(guī)范和前瞻性，路面結(jié)構(gòu)形式、厚度、面板尺寸、排水設(shè)施等要符合相應(yīng)規(guī)范和技術(shù)要求，設(shè)計(jì)合理的排水系統(tǒng)，保障地下水、地表水對路基、基層、路面不被沖涮侵蝕破壞。

路基質(zhì)量的控制。路基質(zhì)量要控制好壓實(shí)度、彎沉值、構(gòu)造物臺(tái)背回填、軟基處理等都必須滿足其強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。

控制好基層質(zhì)量。為了滿足基層穩(wěn)定性、強(qiáng)度和均勻性要求，盡可能選擇適合混凝土路面的基層形式、施工方法和工藝。

3 水泥混凝土路面斷裂處治措施

水泥混凝土路面斷裂處治方法很多。要根據(jù)斷裂破壞情況，采取分門別類的處治方案:一、斷裂比較嚴(yán)重，裂縫不規(guī)則不整齊，并有多條分支，還有錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，針對這種縫必須將整塊斷板挖除重新用相同配合比混凝土澆筑；二、斷縫比較規(guī)則，一條縫橫貫穿，也沒有錯(cuò)臺(tái)，可以用環(huán)氧樹脂灌注或根據(jù)斷縫位置，把水泥混凝土面板鑿開成長方形凹槽，貫通整個(gè)板厚，凹槽壁鑿成1∶0.15的斜坡為最好，以使修補(bǔ)混凝土與面板更充分地共同支撐行車荷載。凹槽的直角邊分別平行于縮縫和縱縫。對于較直的斷縫，斷縫的兩側(cè)開鑿寬度每側(cè)不小于20cm，總寬度不小于50cm；若斷縫稍有斜度或彎度時(shí)，開鑿時(shí)要距斷縫凸出部位或端頭不小于10cm，凹槽開鑿總寬度不小于50cm；若斷縫在縮縫附近，且開鑿邊緣距縮縫不大于50cm時(shí)，原縮縫要作為凹槽的一個(gè)邊，在填充凹槽時(shí)，用高于面板混凝土強(qiáng)度一級(jí)標(biāo)號(hào)的膨脹混凝土。三、縱縫就必須分析斷裂原因，可能主要是路基、基層穩(wěn)定性差，強(qiáng)度不均勻等因素造成，這類縫處理起來比較麻煩些，可以沿縱縫長度將混凝土全部挖除，處理好路基或基層，使其沉降穩(wěn)定后再行澆筑。

4 結(jié)論

（1）在施工過程中加強(qiáng)原材料、施工工藝的控制，保證混凝土路面的施工質(zhì)量，有效預(yù)防斷板裂縫等病害的出現(xiàn)，提高混凝土路面的使用壽命。

（2）針對混凝土路面不同時(shí)期，不同類型的斷裂病害，及時(shí)采取處治措施，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免病害大面積擴(kuò)展，從而提高農(nóng)村公路的通行能力和服務(wù)水平。

（3）在農(nóng)村公路的日常管理維護(hù)中，應(yīng)做到依法治路，嚴(yán)格控制車輛超載、超限行駛，確保農(nóng)村公路水泥混凝土路面的有效營運(yùn)和安全使用。

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