水泥混凝土路面斷板原因分析及防治措施

文/劉剛 莆田城廂環(huán)衛(wèi)處 福建莆田 351100

1、緒論

水泥混凝土路面產(chǎn)生斷板有很多的原因：邊界原因；車輛過早通；原材料不合格；施工工藝不當(dāng)；混凝土配合比不當(dāng)；基層標(biāo)高控制不嚴(yán)和不平整；混凝土板的切縫深度不夠、不及時(shí)，以及壓縫距離過大；因?yàn)榛鶎硬牧系膹?qiáng)度不足，水穩(wěn)性不良，以致受力不均，出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致的開裂斷板。有很多相應(yīng)的預(yù)防方法及處理措施：邊界影響的控制；控制交通車輛；施工工藝的控制；做好壓縫并及時(shí)切縫；強(qiáng)度、水穩(wěn)性、基層標(biāo)高及平整度的控制；合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量。延長混凝土路面的使用壽命，減少混凝土路面的斷板產(chǎn)生的機(jī)率。治理措施：局部修補(bǔ)；裂縫的修補(bǔ)：方法有直接灌漿法、壓注灌漿法、擴(kuò)縫灌注法。條帶罩面法、全深度補(bǔ)塊法。對于嚴(yán)重?cái)嗔?，裂縫處有嚴(yán)重剝落，有錯(cuò)臺(tái)或裂塊并且已經(jīng)開始活動(dòng)的斷板，要采用整塊板更換的措施。路面的斷板，影響了運(yùn)輸?shù)男б婧托熊嚢踩?，因此，必須采取措施，加?qiáng)對水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)管理。

2、水泥混凝土路面斷板的原因

2.1 原材料不合格或質(zhì)量差。

（1）如果使用了安定性不合格的水泥因?yàn)槠溆不?，游離氧化鈣和氧化鎂等才開始慢慢水化，使水泥混凝土產(chǎn)生膨脹，會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降時(shí)會(huì)造成裂縫 ,混凝土的結(jié)構(gòu)將受到破壞，降低建筑物質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)引起結(jié)構(gòu)失效而導(dǎo)致嚴(yán)重的工程事故。另外水泥強(qiáng)度不足，將不能受壓或抗剪，如果荷載超過抗壓或抗剪強(qiáng)度，路面就會(huì)破壞，造成裂縫等。

（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有機(jī)質(zhì)含泥量大了不單對混凝土的強(qiáng)度有影響。因?yàn)榛炷林猩笆嗔窟^大降低混凝土骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度，降低混凝土的抗拉強(qiáng)度，降低水泥漿對粗骨料的握裹力，從而降低混凝土強(qiáng)度，水泥與碎石間內(nèi)摩擦力減小，內(nèi)應(yīng)力增加，產(chǎn)生滑動(dòng)最終開裂，另外泥過大還可能對鋼筋產(chǎn)生腐蝕作用，降低鋼筋強(qiáng)度。所以集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)不能超過規(guī)范的要求，否則必然會(huì)造成容易開裂。

2.2 混凝土配合比不當(dāng)

混凝土配合比是決定強(qiáng)度的重要因素，水灰比對混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、變形等性能等有很大的影響，水灰比指的是混凝土當(dāng)中水與水泥的質(zhì)量之比，水灰比越小，骨料間粘結(jié)強(qiáng)度越大，混凝土強(qiáng)度越大，反之越小。但過于小時(shí)，拌合物過于干稠，混凝土不能密實(shí)，強(qiáng)度降低耐久性下降。二是混凝土的含砂率在確定混凝土配合比時(shí)，應(yīng)選擇最優(yōu)含砂率。若砂子過少，則石子空隙的一部分，將用水泥漿填充，這樣將增加水泥用量，是不經(jīng)濟(jì)的；但砂子過多，增大砂的表面積，就需要水泥漿包裹，同樣也要增大水泥用量。不能用過細(xì)的砂子因?yàn)榧?xì)砂總表面積就越大，所以在混凝土里所需要的水泥量也越多，當(dāng)混凝土拌合物的流動(dòng)性要求一定的時(shí)候，顯然用粗砂比用細(xì)沙的水泥用量要少，且硬化后水泥石又少，可以提高混泥土的密實(shí)性，肯定影響混凝土的強(qiáng)度。三是水泥用量不足和用量過多，對混凝土質(zhì)量均有不利的影響。水泥用量少了，會(huì)使混凝土的強(qiáng)度降低，使抗?jié)B性、抗凍性、 抗蝕性及抗碳化性能變差，使混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。水泥用量多了，在大體積混凝土施工時(shí)，水泥水化反應(yīng)放出的熱量會(huì)使混凝土內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的質(zhì)量。

2.3 施工工藝不當(dāng)

（1）混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大；混凝土攪拌時(shí)間不足或過久，振搗的不夠密實(shí)，都造成混凝土強(qiáng)度不足或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂或斷板。要注意振搗，振搗時(shí)間不易過長，否則粗骨料分布不均勻，造成混凝土水泥強(qiáng)度不足，增加表面收縮裂縫。

（2）養(yǎng)生和養(yǎng)護(hù)不當(dāng)。如養(yǎng)生時(shí)水分不足，容易引起混凝土早期開裂，導(dǎo)致斷板的產(chǎn)生。在混凝土硬結(jié)初期，因?yàn)閺?qiáng)度還很低，這時(shí)如果養(yǎng)生不當(dāng)，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生收縮，會(huì)使混凝土開裂產(chǎn)生斷板，混凝土成型后，受到風(fēng)吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面開裂，或者水分蒸發(fā)過快，而出現(xiàn)干縮裂縫。切縫不及時(shí)切縫深度不合格當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生溫度裂縫。

3、水泥混凝土路面斷板防治措施

3.1 嚴(yán)格把住材料質(zhì)量關(guān)。

水泥應(yīng)有出廠合格證（含化學(xué)成分、物理指標(biāo)），并經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格，方可使用。對水泥實(shí)際活性低，水泥安定性不合格的水泥應(yīng)作廢品處理，不能用于土木工程中。不同等級、廠牌、品種、出廠日期的水泥不得混存、混用。對過期或受潮的水泥，必須經(jīng)過試驗(yàn)，合格后才可使用，應(yīng)采用道路硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥?；炷林幸诉m量摻加符合技術(shù)要求的粉煤灰、硅灰等礦物摻和料。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的施工環(huán)境條件特點(diǎn)、拌和物性能、力學(xué)性能以及耐久性要求通過試驗(yàn)確定，防止混凝土因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的破壞。

3.2 抓好混合料拌的質(zhì)量關(guān)

一是水泥混凝土路面混凝土最大水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素應(yīng)符合規(guī)定：，城市道路和廠礦道路不應(yīng)大于0.50，機(jī)場道路和高速不應(yīng)大于0.46

二是合適的含砂率應(yīng)是石子、砂、水泥漿互相填充，使混凝土既能達(dá)到最大密實(shí)度，又能保證最少的水泥用量。實(shí)踐證明，含砂率一般在30%～38%左右。但由于影響砂率的因素很多，需要根據(jù)石子的形狀、粒徑、孔隙率和砂子的品質(zhì)及水灰比的大小等因素，進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整，計(jì)算合適的砂率。

三是水泥混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)控制在2.4，以其中的中砂為宜。

四是水泥用量不足和用量過多，除了給混凝土質(zhì)量帶來不利影響外，還會(huì)在經(jīng)濟(jì)上造成不必要的損失所以水泥應(yīng)該適量最好。

3.3 對施工工藝的控制

（1）混凝土的拌合時(shí)間要根據(jù)不同的機(jī)械攪拌性能正確掌握，不宜過短或過長，從開始加水時(shí)算起，全部操作必須在30分鐘內(nèi)完成。要嚴(yán)格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂；在人工攤鋪的路段振搗要求較嚴(yán)格，要按照規(guī)范要求，振搗器在每一位置振搗的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)以混凝土泛出水泥漿為準(zhǔn)，不宜過振。用平板振搗器振搗時(shí)，不宜少于15s，用插入式振搗器振搗時(shí)，不宜少于20s，在待振橫斷面連續(xù)振搗均勻密實(shí)，并注意路面板底、內(nèi)部和邊角處不得欠振或漏振。振搗棒的移動(dòng)間距不宜大于500mm；應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿。混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，并注意對板面進(jìn)行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強(qiáng)度，減少收縮量，減少收縮裂縫發(fā)生的概率。缺料的部位，應(yīng)鋪以人工補(bǔ)料找平。

（2）加強(qiáng)混凝土路面的早期養(yǎng)護(hù)。重視混凝土面板養(yǎng)生，養(yǎng)生期內(nèi)主要是要保持路面處在潮濕狀態(tài)，特別是夏季的白天，氣溫很高，應(yīng)注意澆水，這樣就可以減少開裂，在晝夜溫差較大的地區(qū)，混凝土表面修整中要設(shè)遮陽棚，避免陽光直射。修整完成后要覆蓋養(yǎng)生，以保持溫度變化不大。早期養(yǎng)護(hù)要保證混凝土面板表面濕潤，定期適當(dāng)灑水，保持濕潤。并且在強(qiáng)度形成時(shí)盡快切縫，如果這期間(一般是在施工3～5天內(nèi))及時(shí)切縫，從而清除不規(guī)則裂縫。所以掌握好切縫的最佳時(shí)間是控制混凝土斷板的關(guān)鍵。要根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁丶八嗥贩N確定切縫時(shí)間，要注意切縫的時(shí)間，時(shí)間隔太長了會(huì)出現(xiàn)裂縫，太短了，會(huì)出現(xiàn)毛邊；要注意切的深度，淺了起不到效果，還是會(huì)出現(xiàn)裂縫，太深了，又耗時(shí)。間距要合適，一般控制在4-6米之間，間隔太長了，中間會(huì)出現(xiàn)裂縫，起不到作用了，切完后及時(shí)進(jìn)行灌縫。

結(jié)論：

混凝土路面斷板的原因如上所述，施工生產(chǎn)中只有逐一排查落實(shí)控制，特別是施工期間出現(xiàn)的斷板，將直接影響到水泥混凝土路面的使用年限。水泥混凝土路面破壞都是從裂縫開始的，所以要及時(shí)采取措施，封填裂縫，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。隨著使用年限的增加，車輛荷載的重復(fù)作用，路面會(huì)沿裂縫處逐漸發(fā)展、擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個(gè)板體破壞，還應(yīng)做到依法治路，嚴(yán)格控制超載、超重、超限車輛通行。由于裂縫的出現(xiàn)，地表水滲入到基層和土基的機(jī)會(huì)增加，使路基強(qiáng)度降低，也會(huì)加劇對路面的破壞作用。因此，在施工期消除和減少水泥混凝土路面斷板的現(xiàn)象尤為重要，混凝土路面施工情況看，要想徹底消除斷板不太可能，因?yàn)樵谑┕ぶ械拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)稍有疏忽都有可能產(chǎn)生斷板。但混凝土的早期斷板除了嚴(yán)格按照施工規(guī)范控制施工才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。