預(yù)防水泥混凝土路面斷板及破舊砼路面改造技術(shù)分析

泮湖弟

摘 要：隨著我國(guó)改革開放政策的實(shí)施，自上世紀(jì)八十年代迄今，國(guó)內(nèi)公路交通事業(yè)發(fā)展迅速。水泥混凝土路面以其承載力大、耐久性好、適用性強(qiáng)等優(yōu)良品質(zhì)，越來越被社會(huì)所接受。但近年來，由于道路車輛日趨大型化、重型化以及交通量迅猛增長(zhǎng)，使道路經(jīng)受的沖擊力、荷載疲勞程度頻率不斷提高，水泥砼路面損壞較為嚴(yán)重，維修周期也越來越短，水泥砼路面的早期損壞已成為影響公路發(fā)揮正常使用功能的一大阻礙，并成為誘發(fā)交通事故的原因。為此，根據(jù)本人多年從事交通工程施工、監(jiān)理等方面的工作經(jīng)驗(yàn)，以下簡(jiǎn)單闡述預(yù)防水泥混凝土路面斷板的幾項(xiàng)措施以及破舊砼路面改造技術(shù)，可供今后同類工程參考。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土施工質(zhì)量 養(yǎng)護(hù)管理 改造技術(shù)

1嚴(yán)把水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)關(guān)

水泥混凝土路面在使用過程中，由于設(shè)計(jì)、超限荷載的因素都會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)斷板。設(shè)計(jì)因素的影響主要是由于結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)考慮不周到等造成的。結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)中應(yīng)著重考慮路面基層對(duì)水泥混凝土面板的影響，即路面基層除滿足有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)具有良好的水穩(wěn)性和平整度。良好的水穩(wěn)性能夠有效地避免唧泥的產(chǎn)生、從而避免基層的破壞與板底的脫空，為水泥混凝土面板提供良好的支撐，避免斷板：良好的平整度能夠有效避免荷載作用下水泥混凝土面板出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)域，避免斷板。故在做水泥混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、環(huán)境、地形、地方材料的供應(yīng)情況以及沿線工程地質(zhì)和水文條件，特別是交通量的組成和車輛的類別，提出符合實(shí)際的軸載設(shè)計(jì)參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求，設(shè)計(jì)出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統(tǒng)，提出經(jīng)濟(jì)合理的水泥混凝土配比設(shè)計(jì)及要求。

2 嚴(yán)把工程施工質(zhì)量關(guān)

(1)嚴(yán)格控制混合料組成配合比，使施工配合比與設(shè)計(jì)配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整施工配合比，同時(shí)檢查含泥量，使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(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)造成水灰比的不同片塊，在其交界結(jié)合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，在結(jié)合部形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過大，混合料便偏稀，在其凝固成型時(shí)，收縮率就大，一旦縮縫設(shè)置和施工仍按正常進(jìn)行，就會(huì)造成縮縫間距相對(duì)過長(zhǎng)，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，還可以形成貫通的混凝土路面斷板，因此，在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān)。

（2）施工中嚴(yán)格把握材料關(guān)，是保證混凝土質(zhì)量的前提。材料是構(gòu)成混凝土路面的主體，如果由于施工中管理不嚴(yán)，購(gòu)進(jìn)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(yīng)力就達(dá)不到設(shè)計(jì)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。

（3）在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實(shí)。如果水泥混凝土振搗不均勻，將造成水泥混凝土的密實(shí)度不均勻，在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板多成蜂窩和空洞狀，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。

（4）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(shè)置一道施工縫，并布置傳力桿，以防止因不設(shè)施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。

（5）施工中及時(shí)正確地切縫是預(yù)防斷板的有力措施。當(dāng)水泥達(dá)到終凝后，水泥混凝土即告凝固成型，這時(shí)水泥混凝土體收縮變形也在不斷進(jìn)行，并產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個(gè)成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí)，在混凝土面板承受拉應(yīng)力最薄弱的位置就會(huì)被拉斷而產(chǎn)生斷板。而如果能夠及時(shí)準(zhǔn)確地切縫，就能引導(dǎo)混凝土面板凝固收縮力在切縫處規(guī)則拉斷面板，從而避免在其他位置產(chǎn)生斷板。根據(jù)具體情況，切縫深度約為板厚的1/5，同時(shí)切縫的時(shí)間也要及時(shí)，一定要在產(chǎn)生最大收縮應(yīng)力之前切縫，才能有效。當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.1Mpa時(shí)，抹面后約3小時(shí)左右，就可以進(jìn)行切縫，它可以比較有效地引導(dǎo)裂縫在水泥混凝土面板的切縫位置上斷裂，故避免了不規(guī)則的斷板。

（6）在基層施工中，使基層表面平整，也是預(yù)防混凝土路面斷板的一個(gè)措施。當(dāng)基層表面凹凸不平，不僅會(huì)使面板與基層間的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區(qū)，這樣在不均勻片狀區(qū)的邊緣部位和摩阻力集中的區(qū)域就最容易形成斷板；另一方面，當(dāng)基層標(biāo)高低時(shí)，澆筑的混凝土面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實(shí)施的，這樣在混凝土凝固過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力的作用下，就會(huì)在面板相對(duì)比較薄的部分產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，因此把基層的標(biāo)高控制準(zhǔn)確，表面平整光滑是預(yù)防斷板的一個(gè)措施。

（7）在施工中盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)。溫差過大或突變，容易造成混凝土面板強(qiáng)度形成的不同步，面板強(qiáng)度的形成不同步時(shí)，容易出現(xiàn)翹曲變形，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，所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風(fēng)天氣施工，或者當(dāng)混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽、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，確保晝夜溫差不至太大，以預(yù)防面板斷裂。

（8）正確地在縱坡變化處、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，它可以大大降低在此處的斷板率。

(9)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(shè)計(jì)進(jìn)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(huì)將混凝土頂破，從而形成裂縫而斷板。

(10)在混凝土面板底面與基層頂面間設(shè)置滑動(dòng)層，減少面板與基層間的摩阻力，這樣可以防止面板被拉斷。

（11）嚴(yán)格控制開放交通的時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)生和養(yǎng)護(hù)。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可開放交通，并對(duì)其及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生、灑水、清掃，確保混凝土路面濕潤(rùn)、整潔，防止因缺水養(yǎng)生而產(chǎn)生干縮裂縫或斷板。

（12）混凝土面板要在切縫處埋置接縫板，并在接縫板位置上再切縫，這是預(yù)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2/3，并應(yīng)在基層頂面放置，這樣就在此形成了最薄弱條件，當(dāng)混凝土面板產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，裂縫就在此處產(chǎn)生，從而避免了混凝土面板的早期斷板。

3 養(yǎng)護(hù)管理方面

水泥混凝土路面在使用過程中，會(huì)因超限荷載、各種地面水進(jìn)入水泥混凝土路面的縫隙，形成唧泥，進(jìn)而產(chǎn)生斷板，因而應(yīng)嚴(yán)禁超限車輛在混凝土路面上行駛，同時(shí)保證排水系統(tǒng)通暢等措施可有效避免混凝土面板的斷板產(chǎn)生。

4 破舊砼路面改造技術(shù)

破舊水泥路面面板處理，對(duì)于破舊水泥混凝土面板，由于路面破損嚴(yán)重，擬采用水泥路面碎石化技術(shù)和破碎穩(wěn)固技術(shù)改造，而后鋪筑瀝青混凝土路面。水泥混凝土路面碎石化：將水泥混凝土路面破碎成小于38mm的混凝土塊，經(jīng)過壓實(shí)后成結(jié)合緊密、內(nèi)部嵌擠、高密度的結(jié)構(gòu)層，能夠?yàn)闉r青面層提供較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。碎石設(shè)備采用進(jìn)口多錘頭破碎機(jī)，采用一次性破碎，避免對(duì)破碎后混凝土路面的干擾。路面破碎后，先用Z型鋼輪壓路機(jī)振壓及補(bǔ)充破碎，而后用振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行修復(fù)壓實(shí)。鋪筑瀝青混凝土：采用三層瀝青混凝土（高等級(jí)公路）鋪筑，路面結(jié)構(gòu)為5cm（SMA—16）抗滑表層+6cmAC20中粒式改性瀝青混凝土+7cmAC25粗粒式瀝青混凝土+瀝青透層。上、中面層采用SBS改性瀝青，下面層采用進(jìn)口瀝青，SMA結(jié)構(gòu)采用玄武巖，細(xì)集料采用礦粉和石屑。上中面層瀝青混合料穩(wěn)定度應(yīng)不小于3000次/mm,下面層瀝青混和料穩(wěn)定度應(yīng)不小于800次/mm，透層用乳化瀝青，瀝青用量為3.5--4.0kg/m2。施工要點(diǎn):瀝青混合料配合比選定：在進(jìn)行目標(biāo)配合比時(shí)，要考慮到瀝青路面在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下以下幾個(gè)特性：防水、抗老化、抗滑、抗車轍等特性，除粗細(xì)集料級(jí)配曲線必須符合規(guī)定要求外，選擇最佳瀝青用量是關(guān)鍵問題，瀝青集料級(jí)配一經(jīng)選定則不準(zhǔn)隨便更改。（高等級(jí)公路）改建瀝青用量：下面層AC25型瀝青用量為4.2%,中面層AC20型瀝青用量為4.5%,上面層SMA-16型瀝青用量為5.0%。瀝青混合料生產(chǎn)：瀝青混合料生產(chǎn)主要把握兩個(gè)關(guān)口，一個(gè)是原材料質(zhì)量關(guān)，一個(gè)是拌和機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)。對(duì)原材料主要采取預(yù)防為主的原則，對(duì)不合格材料堅(jiān)決不允許進(jìn)入拌和場(chǎng)。各種材料必須分開堆放，避免相互混雜影響混合料質(zhì)量。拌和機(jī)質(zhì)量控制重點(diǎn)是拌和機(jī)計(jì)量系統(tǒng)，而計(jì)量控制主要抓冷料供給以及溫度控制，才能滿足級(jí)配準(zhǔn)確，出料質(zhì)量良好。對(duì)混合料級(jí)配的控制工地試驗(yàn)室至關(guān)重要，工地試驗(yàn)室應(yīng)每天對(duì)拌和機(jī)生產(chǎn)的混合料進(jìn)行試驗(yàn)，檢查油石比、級(jí)配及瀝青混凝土物理性能，檢驗(yàn)瀝青拌和機(jī)生產(chǎn)是否正常，以便及時(shí)修正偏差。瀝青下封層灑布：下封層作為防水與粘結(jié)層主要控制瀝青用量及石屑用量，乳化瀝青灑布均勻，用6--8噸輕型壓路機(jī)壓實(shí)，并且待乳化瀝青破乳后（一般24小時(shí)）方可進(jìn)行瀝青面層施工。壓實(shí)度控制：瀝青混合料溫度越高，其塑性越大，越容易達(dá)到較高的密實(shí)度，下面層溫度初壓控制在130度以上，中、上面層初壓控制在160度以上，終壓下面層控制在90度以上，中、上面層控制在130度以上，才能確保壓實(shí)度達(dá)到理想效果。通過試驗(yàn)路段的鋪筑，從而確定合適的壓實(shí)工藝，初壓均采取靜壓一遍，振動(dòng)壓實(shí)兩遍的施工工藝，復(fù)壓采用DD-110振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)3遍，終壓采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓以消除輪跡。壓實(shí)度與平整度是評(píng)價(jià)瀝青路面質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)，平整度固然重要，但壓實(shí)度直接影響路面質(zhì)量，必須在保證壓實(shí)度的條件下提高平整度，較好的壓實(shí)度能使平整度在通車之后衰減較慢。防滲處理：為了解決改建后瀝青路面的防滲問題，采用如下措施：路肩改為碎石路肩，以消除水對(duì)路面危害；（高等級(jí)公路）中央分隔帶路緣石內(nèi)側(cè)3--5cm設(shè)置防滲墻，在中央分隔帶路緣石內(nèi)側(cè)3--5cm處鋸一條3--4cm寬，60cm深的槽，清除槽內(nèi)殘?jiān)?；兩?cè)設(shè)置塑料膜，用水泥漿灌注密實(shí)，避免雨水滲入路基。SMA改性瀝青結(jié)構(gòu)運(yùn)用使路面具有良好的表面功能，使路面具有抗滑、抗高溫車轍、減少低溫開裂、平整度高、噪音小等特點(diǎn)為，還具有抗變形能力強(qiáng)，不透水、使用壽命長(zhǎng)、維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，使行車更加舒適。采用的防滲措施有效地解決了瀝青路面水害問題，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。大大縮短了改建工期，從而減少改建期間混合交通造成的交通事故，具有一定的社會(huì)效益。

5 結(jié)束語

引起水泥混凝土路面斷板的原因很多，情況也非常復(fù)雜。一般而言，我們應(yīng)該以預(yù)防為主。在設(shè)計(jì)上給以足夠重視，結(jié)合實(shí)際情況，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理；在施工上，嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范控制每個(gè)施工環(huán)節(jié)，堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，采用合理的施工工藝，同時(shí)輔以科學(xué)的檢測(cè)手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》，北京：人民交通出版社，2003

[2]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，北京: 人民交通出版社，2004