水泥混凝土路面斷板原因分析及處治

寧 高 峰

(山西運城路橋有限責(zé)任公司,山西 運城 044000)

?

水泥混凝土路面斷板原因分析及處治

寧 高 峰

(山西運城路橋有限責(zé)任公司,山西 運城 044000)

介紹了水泥混凝土路面斷板的類型，從原材料質(zhì)量、基層施工、路基沉降等方面，分析了水泥混凝土路面斷板的形成原因，并提出了路面斷板的預(yù)防、處理及修復(fù)措施，有利于保證水泥混凝土路面的行車舒適性。

水泥混凝土路面，斷板，原材料，質(zhì)量控制

0 引言

改革開放以來，我國國民經(jīng)濟得到快速發(fā)展，GDP總量穩(wěn)居世界第二。十八大以來，國家提出“一帶一路”重大發(fā)展戰(zhàn)略，交通行業(yè)作為先行產(chǎn)業(yè)，發(fā)展很快。但是隨之而來也產(chǎn)生了不少質(zhì)量問題，對社會效益和經(jīng)濟效益都產(chǎn)生了不好的影響。在公路路面中，既有瀝青路面，也有水泥混凝土路面，二者各有特點。但是由于我國國產(chǎn)瀝青往往存在含蠟量高，軟化點低等缺點，進口瀝青雖然質(zhì)量較好，但是也有價格、運輸?shù)戎萍s因素，所以水泥混凝土路面一直也是國家提倡發(fā)展的種類之一。水泥混凝土路面具有使用壽命長，造價低，承載力大等特點，應(yīng)該大力發(fā)展。水泥混凝土路面如果質(zhì)量控制不好，也存在著開裂，以及斷板，錯臺，沉陷等病害隱患，尤其是斷板問題危害較大，但這都是發(fā)展中的問題，需要我們引起足夠重視，認真分析原因，研究應(yīng)對措施，而不能因噎廢食，減少水泥混凝土路面。

1 水泥混凝土路面斷板的分類

1)輕微斷裂：水泥混凝土路面的裂縫無剝落現(xiàn)象，裂縫寬度較小，不大于0.3 cm。2)中等斷裂：水泥混凝土路面的裂縫有一定程度的剝落，裂縫寬度0.3 cm～2.5 cm。3)嚴重斷裂：水泥混凝土路面的裂縫有嚴重的剝落現(xiàn)象，裂縫寬度大于2.5 cm,有錯臺，裂塊有活動現(xiàn)象。

2 水泥混凝土路面斷板的形成原因

水泥混凝土路面的斷板都可以歸結(jié)為路面所受到的應(yīng)力超過了混凝土自身的強度極限進而發(fā)展為斷裂。路面所受到的應(yīng)力有的是混凝土自身初期收縮受阻產(chǎn)生的拉應(yīng)力，有的是板塊尺寸過大產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力，還有的是地基脫空致使應(yīng)力增加，另外在運行期還有車輛荷載重復(fù)作用所產(chǎn)生的應(yīng)力。造成上述應(yīng)力超過極限主要有以下幾種原因：

1)原材料不合格：水泥是水泥混凝土中的膠凝材料，它的檢測指標很多。在引起路面開裂的原因中，主要有安定性和強度，水泥安定性不合格，會造成路面成型以后水泥反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生，混凝土內(nèi)部體積發(fā)生變化，引起開裂斷板。而水泥強度不足，則會降低水泥混凝土的強度極限值，增加開裂的可能性。砂石材料的質(zhì)量也是需要關(guān)注的重點，首先要選擇集料的性質(zhì)，防止堿集料反應(yīng)的發(fā)生，其次集料的潔凈程度也很關(guān)鍵，含泥量超標會影響集料和水泥漿液之間的粘結(jié)程度。集料的級配情況不好會影響顆粒間的嵌擠，降低混凝土強度，外加劑在混凝土中摻量雖然少，但是起到的作用很大，需要重點關(guān)注其和所用水泥的匹配性，防止外加劑引起堿含量增大，產(chǎn)生堿集料反應(yīng)。

2)基層的質(zhì)量控制不到位：基層是水泥混凝土路面的下承層，雖然它的幾何尺寸控制指標沒有面層高，但是也必須符合規(guī)范要求，否則會間接影響到面層質(zhì)量。首先要控制好基層標高，保證水泥混凝土路面的板厚可以基本保持一致，收縮應(yīng)力均勻，減少開裂。其次要控制好基層平整度，如果平整度不好，會增加路面與基層的摩阻力，在薄弱處容易開裂。最后需要強調(diào)的是基層的強度和耐久性等內(nèi)在質(zhì)量指標，如果基層強度不合格，發(fā)生松散破壞、開裂等現(xiàn)象，必然會反射到面層，極有可能發(fā)生斷板現(xiàn)象。

3)水泥混凝土施工過程中間質(zhì)量控制不好：首先需要嚴格控制水泥混凝土配合比，水泥用量并非越多越好，水泥用量過大會導(dǎo)致開裂可能性增加。水灰比也有范圍，太小了和易性不好，太大了強度降低，水分散失后混凝土內(nèi)部會留下空隙，影響混凝土的耐久性。拌合站計量要準確，計量不準相當(dāng)于改變了混凝土配合比。其次混凝土拌合要均勻，振搗密實，振搗時間不能太長，否則會造成上下強度不均，表面容易產(chǎn)生裂縫。施工時要注意避開高溫天氣，減少混凝土內(nèi)部升溫幅度。如果時間難以調(diào)整，則需要注意養(yǎng)護與保濕工作。最后切縫時間和深度非常關(guān)鍵，需要根據(jù)施工具體情況試驗摸索出切實可行的數(shù)據(jù)以后來執(zhí)行，不能生搬硬套。

4)路基不均勻沉降會造成板裂現(xiàn)象，尤其是在填挖結(jié)合、半填半挖、壓實不足地段，脹縫、縮縫設(shè)置不合理也會增加開裂可能。另外，超重車輛的影響不容忽略，隨著經(jīng)濟發(fā)展，大噸位車輛逐年增加，超載超限治理工作對于保證公路使用壽命所起的作用越來越重要。

3 水泥混凝土路面斷板開裂的預(yù)防措施

針對上述原因，必須采取行之有效的預(yù)防措施，減少斷板數(shù)量，延長公路使用壽命，提高行車舒適性。

1)合格的材料是保證混凝土質(zhì)量的首要條件，盡量選用正規(guī)水泥廠家生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)窯水泥產(chǎn)品。優(yōu)先選用道路硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。砂石材料進場前和使用過程中加強檢測，如果質(zhì)量不達標立刻清理出場并及時更換材料直至更換料源。對于混凝土用水，因為工地試驗室不具備檢測條件，需要送有關(guān)單位進行水質(zhì)分析檢測，不能掉以輕心。

2)加強基層質(zhì)量控制，在施工基層時就從嚴控制標高，施工完成以后加強基層養(yǎng)護和交通封閉工作，及時進行水泥混凝土路面施工，防止時間過長基層被損壞，二次修復(fù)很難達到理想效果且會加大成本。對于確實已經(jīng)存在標高、平整度等質(zhì)量缺陷的基層應(yīng)堅決返工，禁止采用松散材料貼補，否則會留下很大質(zhì)量隱患，損失會更大。

3)混凝土施工中，首先要嚴格控制施工配合比，每天開工前要檢測砂石含水率，調(diào)整施工配合比，防止配合比一成不變。拌合設(shè)備要及時標定，防止因為計量不準而改變配合比。其次施工中要控制好拌合質(zhì)量，以拌合時間和目測掌握相結(jié)合，以和易性最佳為目標。在氣溫過高時應(yīng)有降溫措施后再施工。養(yǎng)護和保濕工作應(yīng)有專人負責(zé)。切縫時間和深度對于斷板開裂影響很大，在開工初期應(yīng)由技術(shù)部門、施工部門和一線人員共同研究并試驗調(diào)整后得出相應(yīng)數(shù)據(jù)，施工人員按此數(shù)據(jù)執(zhí)行。路面完成以后，養(yǎng)護工作要及時跟上，強度符合要求以后車輛方可通行。正式開放交通以后，要加強治超工作，防止超限超載車輛損壞路面，引起斷板開裂。

4 路面斷板的處理與修復(fù)

路面斷板是客觀存在的質(zhì)量缺陷，即使我們非常重視，也不能完全避免發(fā)生，所以針對此問題，我們必須要有相應(yīng)的處理與修復(fù)措施：

1)對于輕微斷裂現(xiàn)象，裂縫寬度小于0.3 cm的斷板，往往采用灌入粘結(jié)劑的方法進行修補。粘結(jié)劑材料有環(huán)氧樹脂、聚氨酯等很多種，在施工中發(fā)現(xiàn)裂縫可以采用直接灌入法，通車以后可以采用鉆孔灌入法，冬天可以采用噴嘴灌入法。

2)對于局部斷裂破壞，進行小塊修復(fù)時，可以采用局部修補的方法。這需要把裂縫斷開處鑿至一定深度，清理干凈，用快凝同標號小石子混凝土填補。根據(jù)斷裂的嚴重程度，比較嚴重的可能還需要布設(shè)鋼筋連接，再澆筑快凝同標號小石子混凝土填補。

3)對于嚴重斷裂、板被分割成三塊以上，有錯臺，裂塊已經(jīng)開始活動的斷板，則應(yīng)該采用整塊板更換的辦法。對于這種嚴重斷板，往往存在基層強度不足，路基不均勻沉降等現(xiàn)象，應(yīng)該處治好路基和基層以后重新澆筑混凝土面板。如果路基穩(wěn)定性差，沉降沒有完全結(jié)束，則應(yīng)該采用預(yù)制塊更換斷板。對于路面基層，也必須采用水泥穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層。在施工中遇到此類路段，必須提前考慮排水設(shè)施的完善，否則施工以后會加劇路基沉降，造成斷板發(fā)生。

5 結(jié)語

水泥混凝土路面作為我國公路路面的一種主要形式，斷板質(zhì)量問題的解決具有很大的社會意義和經(jīng)濟意義。隨著國家公路事業(yè)的快速發(fā)展，偏遠山區(qū)、地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)、高寒區(qū)公路會越來越多，影響公路質(zhì)量的新問題也會不斷產(chǎn)生。而隨著科學(xué)的發(fā)展進步，新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)，行之有效的應(yīng)對措施的產(chǎn)生也會有很大的機遇，這需要我們建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理等各部門共同引起重視，加大研究力度，才能從根本上保證斷板問題逐步得到解決。

[1] JTG D40—2002,公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范[S].

[2] JTG F80/1—2004,公路工程質(zhì)量檢驗評定標準[S].

[3] 邴文山.水泥混凝土路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005.

On reasons for broken plates of cement-concrete roadbed

Ning Gaofeng

(ShanxiYunchengRoadandBridgeCo.,Ltd,Yuncheng044000,China)

The paper introduces the types for the broken plates of cement-concrete roadbed, analyzes the reasons for the broken plates of the cement-concrete roadbed from the quality of the raw materials, basement construction and roadbed settlement, and points out the prevention, treatment and maintenance of the roadbed broken plates, so as to ensure the traffic comfort of the cement-concrete roadbed.

cement-concrete roadbed, broken plate, raw material, quality control

1009-6825(2017)07-0136-02

2016-12-16

寧高峰(1969- ),男,工程師，經(jīng)濟師

U416.2

A