水泥混凝土路面斷板裂縫產(chǎn)生原因及處理方法

劉輝

【摘 要】水泥混凝土路面屬高級路面，城鄉(xiāng)道路及高速公路中廣泛應(yīng)用，其質(zhì)量好壞直接影響公路使用壽命。本文從自己多年從事公路施工中對出現(xiàn)病害原因分析及針對病害采取的處理措施，延長混凝土路面的使用壽命，減少混凝土路面斷板產(chǎn)生機率方面進(jìn)行闡述。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土路面； 斷板問題；防治及處理措施

1、前言

隨著國民經(jīng)濟和交通運輸事業(yè)的發(fā)展，我國加大基本建設(shè)投資，公路建設(shè)處于快速發(fā)展階段，隨著全國公路路網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，高等級公路及城鄉(xiāng)公路里程的增長，水泥混凝土路面數(shù)量也在相應(yīng)地快速增長，到目前為止，我國已修建了一萬多公里的水泥混凝土路面。水泥混凝土路面以其具有強度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、有利于夜間行車等優(yōu)點，正在被廣泛地應(yīng)用于公路建設(shè)中。水泥混凝土路面在修建和使用過程中容易出現(xiàn)板面早期裂縫、斷板、錯臺、邊角破壞、平整度差等病害，給行車和養(yǎng)護(hù)工作帶來一定的困難。其中裂縫和面板斷裂是當(dāng)前水泥混凝土路面施工中常見并急需解決的問題?；炷涟鍓K斷裂是水泥混凝土路面長期存在的問題，如果采取相應(yīng)有效的技術(shù)措施，可大大降低水泥混凝土路面的斷板率，從而提高水泥混凝土路面的使用品質(zhì)，延長其使用壽命。

2、水泥混凝土路面斷板的原因

2.1 材料性質(zhì)

2.1.1 水泥的水化反應(yīng)

水泥與水剛接觸的迅速而短暫的反應(yīng)，可在幾分鐘內(nèi)釋放熱量達(dá)到最大值，然后迅速下降。這一溫度時高時低的過程，使混凝土因溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生變形。這一作用的重復(fù)發(fā)生，其溫度變形速度一旦超過了混凝土的徐變速度就會出現(xiàn)裂縫。

2.1.2 水泥混凝土的干縮

混凝土在硬化前，由于內(nèi)部骨料的不斷沉積，也由于混合料還未獲得強度仍處于塑性狀態(tài)，迅速失水引起表面干縮而導(dǎo)致斷裂，至少由于水分蒸發(fā)使混凝土因塑性變形而其表面或內(nèi)部形成裂縫傾向。

2.2 路基問題

2.2.1 路基不均勻沉降

路基不均勻沉降主要發(fā)生在：

（1）填挖相交斷面處，半填半挖結(jié)合處，新老路基交接處，土基密度不同部位；

（2）軟弱地基、濕陷性黃土以及采空區(qū)、陷穴等特殊路段；

（3）橋涵、構(gòu)造物附近壓實機械難以施工的部位；

（4）路基不同填料的界面或?qū)用妫?/p>

（5）壓實度不足。

壓實不均勻路段，在路面長期使用過程中，由于水溫條例的變化和行車荷載作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同一結(jié)合面產(chǎn)生錯臺，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。

2.2.2 路基失穩(wěn)

1 基層施工質(zhì)量不好、強度不均勻或較低，使用中基層松散或在滲水作用不材料被吸往一邊，面層脫空，當(dāng)受到彎拉應(yīng)力在于混凝土板強度時面板即發(fā)生斷裂。

2 面層接縫封料失效，板的彎沉使空隙內(nèi)的積水變成有壓水，侵蝕沖刷基層，并沿接縫縫隙噴出，即產(chǎn)生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產(chǎn)生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載作用下產(chǎn)生斷裂。

2.3 環(huán)境因素

水泥混凝土澆筑時，溫度濕度風(fēng)速對混凝土面板的收縮有著直接的影響，溫差變化大，就會產(chǎn)生溫度收縮應(yīng)力，使混凝土板在薄弱斷面產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中而出現(xiàn)斷板。

2.4 切縫時間

切縫的目的就是縮短混凝土板塊長度以減少內(nèi)應(yīng)力，實現(xiàn)人為的有規(guī)律斷裂。由于機具故障或操作人員切縫時間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足，造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在混凝土的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

2.5 施工方面

1 、攪拌不足或過分，振搗不密實，形成的混凝土強度不足或不均勻，易導(dǎo)致早期開裂斷板。振搗時間不易過長，否則會造成分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強度不均勻，表面收縮裂縫增加，導(dǎo)致開裂。

2 、混凝土拌和時，如果水泥或集料溫度過高，再加上水泥的水化熱，會使混凝土拌和物的溫度很高，在冷卻、硬化過程中會使溫差收縮加大，導(dǎo)致開裂。

3 、混凝土澆筑間斷。因停電、機械故障、運輸不暢、氣候突變、停料等原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷，再澆筑時未按施工縫處理，新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致會形成一條不規(guī)則的接縫。

4 、養(yǎng)生不及時或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)。尤其是氣溫高，濕度大，風(fēng)速大的不利條件下，就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。

3、降低水泥混凝土路面斷板率的技術(shù)措施

3.1 基層施工

在基層施工中，使基層表面平整，也是預(yù)防砼路面斷板的一個措施。當(dāng)基層表面凹凸不平，不僅會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，澆筑的砼面板就偏厚，而切縫深度又是按正常板厚實施的，這樣在砼凝固過程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力的作用下，就會在面板相對比較薄的部分產(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)防斷板的一個措施。

3.2 環(huán)境因素

混凝土路面板無論是施工期還是在養(yǎng)護(hù)階段，始終暴露與大氣環(huán)境中，其水分損失受到溫度、濕度、風(fēng)速等氣候條件的直接影響。

混凝土所處的周圍介質(zhì)的相對濕度對收縮有很大的影響。延長濕養(yǎng)護(hù)時間可推遲干縮的發(fā)生和發(fā)展，但對最終的收縮率并無顯著影響。

風(fēng)速對混凝土干縮的影響非常大。風(fēng)速越大，混凝土板的水分蒸發(fā)速度也相應(yīng)增大，干縮速度加快，當(dāng)風(fēng)速增大到一定程度時，混凝土路面的施工就要受到限制。此時應(yīng)采取加蓋擋風(fēng)棚等相應(yīng)的措施，避風(fēng)遮陽。

3.3 適時切縫

要在水泥混凝土快硬化收縮前進(jìn)行，要靈活掌握切縫時間，如遇到溫差較大時要提前切縫，切縫要提前按板塊長度打好線，同時要注意與拉毛向平行而且切縫深度要夠深。切縫時間的確定以混凝土的強度為依據(jù)。拘經(jīng)驗及實驗混凝土的切割強度在6.5～7.5MP時較為理想，過早會產(chǎn)生飛邊現(xiàn)象過晚則產(chǎn)生斷板現(xiàn)象。

3.4 加強養(yǎng)生

及時養(yǎng)生不但有利于強度的形成，而且可以防止斷板的發(fā)生。混凝土內(nèi)部的水化反應(yīng)需要一定的水分，并且放出大量的熱，其它水分迅速蒸發(fā)，而熱量卻不宜散失，如不及時以濕麻袋等養(yǎng)生則難以保證水化反應(yīng)所需的水分難以使混凝土內(nèi)外溫差減少，因此出現(xiàn)斷板。傳統(tǒng)的方法是采用麻袋遮蓋，灑水養(yǎng)護(hù)，麻袋不能漏蓋并且灑水要均勻養(yǎng)生期不能低于兩周。采用新型的養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)，工藝簡單操作方便，有利于文明施工節(jié)省養(yǎng)護(hù)費用。使用時注意噴灑均勻，控制好噴灑時間。

3.5 施工管理

1 、混凝土的拌各時間要根據(jù)機械性能準(zhǔn)確掌握，最長拌和時間不應(yīng)超過最短拌和時間的3倍；振搗應(yīng)均勻密實，避免漏振或超振現(xiàn)象產(chǎn)生。

2 、混凝土拌和時，若集料溫度過高，應(yīng)采用降溫措施后再配料拌和。若采用撒水降溫方法，應(yīng)及時測定含水量，調(diào)整拌和水用是，保證水灰比值不致增大。

3 、混凝土路面施工開盤前，要仔細(xì)檢查發(fā)電機、振動梁、運輸車輛等機具設(shè)備，確保其完好。機場中要有備用工具，嚴(yán)禁故障機械施工，并檢查施工運料道路是否暢通，確保施工的連續(xù)性。配料、拌和、運輸、攤鋪作業(yè)面要有序配合，對于氣候突變、停電、停料等情況，應(yīng)提前做好準(zhǔn)備工作，調(diào)整工序，暫停面板施工。重新鋪裝時應(yīng)按施工縫處理接縫。

4、結(jié)束語

水泥混凝土路面施工要求質(zhì)量很嚴(yán)格、工藝要求很細(xì)膩，但往往在鋪筑過程中受干擾大，影響因素多。一條高等級公路的水泥混凝土路面必須滿足平整度、粗糙度、強度的要求。對于出現(xiàn)的裂縫應(yīng)區(qū)別對待，若為淺表的可采用環(huán)氧樹脂做灌縫處理；若為貫通面板厚度及斷板的應(yīng)進(jìn)行返工處理，切縫處打孔預(yù)埋傳力桿，增設(shè)鋼筋網(wǎng)。為了提高混凝土路面的施工質(zhì)量，施工前要作好充分準(zhǔn)備，采用真空吸水工藝，選擇有經(jīng)驗的施工隊伍，加強對工人的技術(shù)培訓(xùn)，各種材料要符合規(guī)范要求。