張俊青

近年來,我區(qū)的水泥混凝土路面建設(shè)呈現(xiàn)一個高峰期。由于各方面的原因,大多數(shù)的水泥混凝土路面難以達(dá)到20年～30年的設(shè)計使用年限,并且出現(xiàn)一些較嚴(yán)重的病害,其中最常見的是混凝土裂縫及斷板,裂縫產(chǎn)生的原因很多,有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫;有外載作用引起的裂縫;有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。在實際工程中要分別對待,根據(jù)實際情況解決問題。所謂“混凝土斷板”是指水泥混凝土路面在施工養(yǎng)生期或正常使用過程中在無切縫處產(chǎn)生裂縫,經(jīng)發(fā)展使整塊混凝土板塊斷裂形成兩塊或兩塊以上不規(guī)則的現(xiàn)象。斷板是水泥混凝土路面的主要病害之一,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。究其原因,除了設(shè)計施工質(zhì)量問題外,還有各種自然因素的影響。因此本文將從設(shè)計構(gòu)造的角度,就如何提高水泥混凝土路面的使用性能,有效的控制路面的缺陷,結(jié)合自己的實踐體會與具體做法提出一些探討意見,供同仁參考討論。

1 水泥混凝土常見裂縫及處理方法

1.1 縱向裂縫

1)采用含裂紋的斷裂準(zhǔn)則確定綁帶法修補傳力桿的位置、間距和修補材料斷裂性能要求,根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行修補結(jié)構(gòu)設(shè)計,并進(jìn)行了大面積的修補,取得成功。2)混凝土路面薄層修補具有很強的薄層效應(yīng)和分形界面效應(yīng)。隨著修補層厚度的減薄,修補結(jié)構(gòu)的收縮增大。3)界面粘結(jié)強度近似服從膠ibull分布。m反映強度的均勻性,m越大,強度分布越均勻。界面粘結(jié)強度的膠ibull分布參數(shù)m值較小,界面強度波動較大。試驗得 m=3.089 0。4)采用斷裂準(zhǔn)則確定最大灌漿壓力,控制最大灌漿壓力可避免灌漿導(dǎo)致裂縫。

1.2 橫向裂縫

1)混凝土路面切縫不及時,由于溫縮和干縮發(fā)生斷裂?；炷吝B續(xù)澆筑長度越長,澆筑時氣溫越高,基層表面越粗糙越易斷裂。2)切縫深度過淺,由于橫斷面沒有明顯削弱,應(yīng)力沒有釋放,因而在臨近縮縫處產(chǎn)生新的收縮縫。3)混凝土路面基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷(如穿越河浜、溝槽,拓寬路段處),導(dǎo)致板底脫空而斷裂。4)混凝土路面板厚度與強度不足,在行車荷載和溫度應(yīng)力下產(chǎn)生強度裂縫。5)水泥干縮性大;混凝土配合比不合理,水灰比大;材料計量不準(zhǔn)確;養(yǎng)生不及時。6)混凝土施工時,振搗不均勻。

1.3 混凝土自身產(chǎn)生的裂縫

混凝土自身產(chǎn)生的裂縫主要分為塑性收縮裂縫和溫度應(yīng)力裂縫。

溫度應(yīng)力裂縫:水泥水化產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與表面有溫差,產(chǎn)生的溫度應(yīng)力引起的。溫度應(yīng)力裂縫是通過控制混凝土溫度來防止,不是養(yǎng)護(hù)可以避免的。

塑性收縮裂縫:混凝土澆筑早期還處于塑性狀態(tài),混凝土因為失水導(dǎo)致體積收縮而產(chǎn)生的裂縫。塑性收縮裂縫一般產(chǎn)生在混凝土表面,完全可以通過良好的養(yǎng)護(hù),防止水分損失來避免。

良好的混凝土養(yǎng)護(hù)是從最早可能的時間開始防止水分從混凝土表面損失。這里不存在從初凝還是終凝開始的問題,只有什么時候能夠開始的問題。在工程實踐中,人們也一直在摸索如何更早地開始養(yǎng)護(hù),得到很多成功經(jīng)驗。比如,在初凝前,混凝土表面抹面完成:1)馬上覆蓋濕麻布;2)馬上在混凝土表面上方噴霧,形成局部高濕度,降低蒸發(fā)速率;3)在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)膜(可降低表面蒸發(fā)率90%以上)。然后,待混凝土終凝后或有一定強度后,再進(jìn)行灑水或表面保水養(yǎng)護(hù)。混凝土表面濕養(yǎng)護(hù)至少持續(xù)3 d,最長能達(dá)到7 d。

2 水泥混凝土路面常見斷板及防治

2.1 水泥混凝土路面斷板原因分析

從理論上分析,混凝土從產(chǎn)生裂縫發(fā)展到斷板主要有三個因素:1)混凝土品質(zhì)的因素;2)車輛荷載的重復(fù)作用;3)基層的不均勻沉降。從調(diào)查的情況看,混凝土的品質(zhì)是引起斷板的重要因素,由于施工時混凝土中水泥劑量不足,配合比不好,或者水泥劑量太大,拌和不均勻,振搗不密實等都會直接導(dǎo)致混凝土板體內(nèi)部強度不一致,使混凝土存在薄弱面,這些薄弱面處就是產(chǎn)生裂縫直至斷板的根源。因此,施工時嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程操作,嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和各道施工工序的生產(chǎn)是十分必要的。

養(yǎng)生條件是控制混凝土板早期開裂的重要因素之一。當(dāng)溫度過高時,如養(yǎng)生時水分不足,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,由于強度還很低,這時如果養(yǎng)生不當(dāng),混凝土內(nèi)部產(chǎn)生收縮,從而使混凝土開裂產(chǎn)生斷板,這是施工養(yǎng)生期產(chǎn)生斷板的根本原因。如果這期間(一般是在施工3 d～5 d內(nèi))及時切縫,那么裂縫就會在切縫處斷開,從而清除不規(guī)則裂縫。因此,從施工經(jīng)驗上看,掌握好切縫的最佳時間是控制混凝土斷板的關(guān)鍵。

基層或土基的不均勻沉陷也是導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)使用期間混凝土斷板的主要原因。從調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)在橋頭,通道涵及明涵兩側(cè)路面板接縫處下沉引起跳車的現(xiàn)象比較普遍,這與橋頭部分土基施工有直接關(guān)系。由于路基與橋頭(明涵兩側(cè),通道兩側(cè))相接觸處的土方一般施工都比較晚,且行車干擾大,大噸位壓實機械不易到位,這個部位的土基在壓實度上很不易保證。另外,橋頭部分路基土質(zhì)一般都比較軟,該處的土方沉降與橋臺沉降量明顯不同,因此,橋頭跳車現(xiàn)象不可避免地出現(xiàn)。

從現(xiàn)象上分析,一方面由于施工壓實不夠,另一方面由于通道涵擋土墻排水不暢,使基層下沉嚴(yán)重導(dǎo)致斷板跳車現(xiàn)象。

2.2 水泥混凝土路面斷板的防治處理方法

2.2.1 施工期對混凝土斷板的防治

混凝土質(zhì)量是產(chǎn)生斷板破壞的因素。要保證混凝土質(zhì)量應(yīng)把握好三個環(huán)節(jié):第一,要使混凝土材料滿足設(shè)計要求,砂、碎石、水泥、水都要檢驗合格。水泥要求有出廠檢驗合格證,滿足設(shè)計時的標(biāo)號。砂子要控制含泥量。拌和時一定要注意各種材料的配合比,必須機械拌和。第二,要在施工組織設(shè)計時考慮好設(shè)置拌合站的供應(yīng)距離,一般不宜超過10 km。距離長的最好用攪拌車。第三,要注意振搗,特別是人工攤鋪的路段振搗要求較嚴(yán),要嚴(yán)格按照規(guī)范要求,振搗器在每一位置振搗的持續(xù)時間,應(yīng)以混凝土泛出水泥漿為準(zhǔn),并不宜過振,用平板振搗器振搗時,不宜少于15 s,用插入式振搗器振搗時,不宜少于20 s,在施工養(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,最重要的是在強度形成時盡快切縫,最遲不超過5 d,否則就會引起斷板。

2.2.2 在使用、養(yǎng)護(hù)期間的斷板處理

在養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)發(fā)生斷板的情況多種多樣,產(chǎn)生的原因不同,處理方法也就不同。一般對行車影響不大的斷板就不處理了,只有對行車影響較大的跳車斷板、沉陷斷板及嚴(yán)重的破碎板才進(jìn)行處理,對于因混凝土品質(zhì)不好產(chǎn)生的壞板處理比較簡單,就是根據(jù)破壞情況整板鑿除或部分切除,注意切除壞板時一定要呈方形,然后重新澆筑新混凝土。路面跳車板的處理也是這種辦法。

上述方法是水泥混凝土路面板處理的最基本的方法,但是在養(yǎng)護(hù)施工過程中不能封閉交通,而且混凝土施工期較長(養(yǎng)生至少要7 d),行車干擾嚴(yán)重。特別是全封閉的二級公路或半幅一級公路這個問題十分突出。施工時交通安全是主要問題,對處理不太大的一塊板就要在施工和養(yǎng)生期間設(shè)各種安全標(biāo)志、示警標(biāo)志、示警燈等,而且要晝夜守護(hù),確保安全。

3 結(jié)語

裂縫和斷板是公路建設(shè)中最易出現(xiàn)的公路病害,裂縫和斷板是水泥混凝土路面普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低公路的抗?jié)B能力,影響公路的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響公路的承載能力,因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),防患于未然,盡可能地減少混凝土裂縫和斷板的出現(xiàn);對混凝土裂縫和斷板進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫和斷板的出現(xiàn)和發(fā)展,保證公路安全、穩(wěn)定地運行。

[1] 魯晉華.預(yù)防水泥混凝土路面斷板的措施[J].山西建筑,2008,34(4):300-301.