水凝混凝土路面斷板病害的成因及處置方法

羅曉東

摘要：水泥混凝土路面是一種剛度大、擴散荷載能力強、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)。但在施工初期和交付使用后，由于種種原因，引起路面的斷板，影響了公路運輸?shù)男б婧托熊嚢踩?，因此，必須采取措施，加強對水泥混凝土路面的設(shè)計、施工及養(yǎng)護管理。

關(guān)鍵詞：路面 斷板 原因 處置方案

前言：水泥混凝土路面以其強度高、承載能力大、穩(wěn)定性好、使用壽命長和日常養(yǎng)護費用低等優(yōu)點。因此，省、市農(nóng)村公路建設(shè)管理機構(gòu)要求在農(nóng)村四級公路中采用水泥混凝土作為面層，這種要求符合農(nóng)村實際情況和道路所處的環(huán)境，普遍受到群眾的歡迎。但是，水泥混凝土路面的優(yōu)點都是以工程質(zhì)量達到設(shè)計要求為前提的。施工初期和交付使用后，由于種種原因，水泥混凝土路面出現(xiàn)了斷板、裂縫、拱起、掉角、錯臺、唧泥、板底脫空等病害，尤其以路面斷板現(xiàn)象最為突出，在未得到及時治理，久而久之直接影響到水泥混凝土路面的使用效果，減少路面使用年限，甚至會出現(xiàn)前修后壞的惡果，不僅造成很大的經(jīng)濟損失，而且會在社會上，尤其是在群眾中帶來不良的社會影響?，F(xiàn)就水泥混泥土路面常見幾種病害進行分析，并提出相應(yīng)的治理方案。

一、 斷板的成因分析

由水泥混凝土路面施工過程控制引起的斷板大致可以歸納為以下幾個方面

1、 干縮裂縫

水泥混凝土澆筑后,混凝土中的化學結(jié)合水、層間水、物理吸附水以及毛細水在混凝土硬化過程中失去時，水泥漿體就會收縮，這就是干縮。干縮裂縫多發(fā)生在高溫炎熱季節(jié),混凝土表面水分散失快,體積迅速收縮,而內(nèi)部溫度變化小,收縮小,表面收縮變形受到內(nèi)混凝土的約束,從而引起表面裂縫。。

2、溫度裂縫

混凝土澆筑后,表面沒有及時覆蓋,在炎熱或大風天氣,表面游離水分蒸發(fā)過快,混凝土體積急劇收縮,導致開裂。3、切縫不及時

混凝土路面澆筑后驟然降溫而施工時沒進行“軟切割”預防措施，因混凝土抗拉應(yīng)力不能“抗拒”溫差應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，進而引起斷板。

4、沉降裂縫 可分為兩種情況:一是混凝土澆筑后,水泥和骨料自然下沉,同時產(chǎn)生泌水,在沉降過程中發(fā)生的裂縫;二是混凝土澆筑后,水泥和骨料在下沉階段,如受到鋼筋和其它預埋件的局部阻礙及模板移動,使該處混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時,該處就會產(chǎn)生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1~3 h發(fā)生,屬硬化前裂縫，待沉降終止時迅速進行處理，重新加壓抹平,使裂縫閉合。 5、后期運營中，由于路基強度不夠，受車輛的碾壓作用下，造成混凝土路面形成斷板。

二、 斷板的處置

斷板的維修方法主要有凹槽開挖法、擴縫灌漿法、條帶罩面法、橫向拉筋法、更換板塊法和局部全厚修補法等

1、凹槽開挖法

根據(jù)斷縫位置，把水泥混凝土面板鑿開成長方形凹槽，貫通整個板厚，凹槽壁鑿成1：0.15的斜坡為最好，以使修補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40cm；若斷縫稍有斜度或彎度時，開鑿時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40cm；若斷縫在縮縫附近，且開鑿邊緣距縮縫不大于40cm時，原縮縫要作為凹槽的一個邊。填充凹槽時，需用的混凝土是高于面板一級標號的膨脹混凝土。

2、 擴縫灌漿法

實踐應(yīng)用表明，對于路面板尚能使用的裂縫，即使裂縫寬度較大，在不改變裂縫寬度的條件下灌漿的效果并不好。分析認為，主要原因在于縫隙清潔難度較大，無法保證灌縫材料與混凝土的充分粘結(jié)。為此，嘗試采用對裂縫進行擴寬，以便于對灌縫材料與混凝土接觸界面的清潔。從應(yīng)用效果看，擴縫灌漿維修后的裂縫封閉效果好，灌縫材料不容易散失，使用狀況較好。

擴縫灌漿法施工時，利用鋸縫機或沖擊鉆，沿裂縫邊緣將縫口擴成1.5～2.0cm寬的槽，槽深根據(jù)裂縫深度確定，一般為3～5cm。清除混凝土碎屑后，用水清洗槽壁，再用壓縮空氣吹干槽壁，用灌縫材料灌注并封閉開槽。擴縫灌漿法施工的關(guān)鍵是開槽的清潔。使用水沖洗后，一定要采取措施保證槽壁干燥。夏季施工時，用壓縮空氣容易吹干；冬季或低溫施工時，應(yīng)采用電熱吹風機烘干。

3、 條帶罩面法

條帶罩面法施工與現(xiàn)行養(yǎng)護規(guī)范相同。從應(yīng)用效果看，鈀釘?shù)脑O(shè)置與固定，對維修效果的影響明顯。應(yīng)保證鈀釘孔的直徑略大于鈀釘直徑，孔的深度略大于鈀釘彎鉤長度。同時，除過銹的鈀釘安裝時，鈀釘孔內(nèi)應(yīng)填滿快凝砂漿。

4、 橫向拉筋法

橫向拉筋法與條帶罩面法類似，僅是加固方向不同。橫向拉筋法的加固條帶與裂縫（或接縫）垂直，在縫兩側(cè)設(shè)置耙釘，起到拉筋加強作用。橫向拉筋法如下圖所示

5、更換板塊法

整塊板更換的材料要求、配合比、質(zhì)量標準等與現(xiàn)行施工規(guī)范相同。

水泥混凝土路面板采用傳統(tǒng)施工工藝更換后的使用效果表明，新修板塊出現(xiàn)不同程度的破損，尤其是新舊板塊接縫部位的破損更為嚴重，且容易引起板塊脫空、斷裂。分析認為，施工過程中雖已對新舊混凝土結(jié)合面進行了加強處理，但混凝土的收縮差異不可避免。同時，修補板塊與舊路面板之間沒有荷載傳遞，荷載應(yīng)力較大。因此在修補板塊與舊板塊接縫上應(yīng)設(shè)置拉桿，提高新舊板塊的整體性，使用效果良好。

這種工藝是先將舊板塊破碎清除，對基層予以處治之后，如下圖所示在舊板塊四周鉆孔安設(shè)拉桿。拉桿位置在板厚1/2處，孔中心間距30cm。孔直徑比拉桿直徑大2～4mm，孔深為拉桿長度的一半。拉桿一般采用φ16螺紋鋼筋，長80cm。

1-保留板；2-更換板；3-接縫

更換板塊拉桿設(shè)置

鉆孔的關(guān)鍵在于保證孔的直徑、深度和水平。鉆孔設(shè)備可應(yīng)用的有排式水平鉆孔機和水泥混凝土路面小型水平鉆孔設(shè)備，直接進行水平鉆孔，既可以保證孔的位置，又可以保證水平，使用效果良好。

對鉆孔利用高壓水和壓縮空氣清潔后，在鉆孔中注入環(huán)氧砂漿或其它粘結(jié)劑，插入并固定拉桿，再澆筑混凝土面板。

6、 局部全厚式修補法

局部全厚式修補法與更換板塊法類似，只是修補區(qū)域根據(jù)斷板破碎范圍等確定。局部修補時，修補應(yīng)采用摻加混凝土膨脹劑的混凝土，保證與舊路面板塊之間的整體性。