我國南方二級(jí)公路水泥混凝土路面斷板原因分析及其預(yù)防措施

李堅(jiān)銘（南寧江南公路管理局，廣西南寧530000）

我國南方二級(jí)公路水泥混凝土路面斷板原因分析及其預(yù)防措施

李堅(jiān)銘（南寧江南公路管理局，廣西南寧530000）

我國的二級(jí)公路在整個(gè)交通體系中占據(jù)的地位作用是無可比擬的，對(duì)于推動(dòng)城鎮(zhèn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有舉足輕重的作用，水泥混凝土是二級(jí)公路路面建設(shè)的主要形式。但在建設(shè)過程中也出現(xiàn)了許多問題，尤為突出的就是路面斷板的出現(xiàn)，本文主要針對(duì)我國南方二級(jí)公路斷板出現(xiàn)的原因展開分析，并提出針對(duì)性舉措，希冀給讀者以啟示。

南方；二級(jí)公路；水泥混凝土；斷板；原因；預(yù)防措施

前言

水泥混凝土的優(yōu)點(diǎn)是比較明顯的：①耐久性比較好；②整體性較好；③強(qiáng)度比較高；④養(yǎng)護(hù)較為方便；⑤抗滑性較好；⑥有利于夜間行車。作為二級(jí)公路建設(shè)主要形式，具有很強(qiáng)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 南方二級(jí)公路的主要特點(diǎn)

本文之所以探討南方二級(jí)公路水泥混凝土路面斷板原因，是因?yàn)槟戏脚c其他地方二級(jí)公路之間有許多的不同點(diǎn)：①南方與其他地方的氣候不一樣，二級(jí)公路所處的環(huán)境肯定不一樣，這就造成了從建設(shè)初始到維修都有很多的不同。②南方二級(jí)公路平均所承載的重量與全國其他地方也不一樣，南方的經(jīng)濟(jì)條件總體較好，各種商品和貨物的流動(dòng)肯定相對(duì)于國內(nèi)其他地方任務(wù)也較重，公路所承載的重量自然相對(duì)較大，這就給二級(jí)公路的質(zhì)量提出了更高的要求。③南方的一些地形地貌，氣候條件，包括土壤條件等與國內(nèi)其他地方也有很多的不同，這也給二級(jí)公路的水泥混凝土建設(shè)提出了不同的要求。只有針對(duì)南方地域這個(gè)特點(diǎn)，水泥混凝土的建設(shè)才更具有針對(duì)性。

2 南方二級(jí)公路斷板發(fā)生原因分析

2.1 斷板的主要分類

所謂路面斷板主要指水泥混凝土路面在使用過程中，由于路面內(nèi)部應(yīng)力大于混凝土強(qiáng)度而造成的斷裂，這種斷裂通常是不規(guī)則的，有橫向的，縱向的，交叉的。在工作實(shí)踐中，我們通常根據(jù)分裂的方向區(qū)分為橫向斷板和縱向斷板兩類。按照斷裂時(shí)間的早和遲，可以區(qū)分為早期斷板和后期斷板兩類。按照 損壞的程度可以區(qū)分為輕度、中度和嚴(yán)重?cái)嗔讶N。

2.2 造成斷板破壞的主要原因

（1）建設(shè)人員思想認(rèn)識(shí)層次低。由于二級(jí)公路的建設(shè)的工期相對(duì)較短，造成最直接的后果就是質(zhì)量受到影響，很多的城鎮(zhèn)和縣區(qū)的一年建設(shè)任務(wù)都在百公里以上，為了任務(wù)的完成和所謂的績(jī)效考核，把質(zhì)量和工期對(duì)立起來，只顧進(jìn)度，其余不管不顧。

（2）設(shè)計(jì)不夠合理，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)沒有相應(yīng)的提高。對(duì)于路段的交通和載重調(diào)研不夠精準(zhǔn)，不管是城鎮(zhèn)還是交通繁忙的主干道，所有的路基的選材都是一樣的，導(dǎo)致有的路面厚度太薄，有的路面尺寸也不當(dāng)，有的路面設(shè)置不夠合理，有的路面給排水設(shè)置不當(dāng)。隨著交通量和超重車的不斷增加，二級(jí)公路的設(shè)計(jì)仍然是以提供汽車行駛的雙車道公路為標(biāo)準(zhǔn)。

（3）路面施工材料的質(zhì)量弱化。通常情況下，水泥混凝土路面施工需要較多的水泥、級(jí)配碎石、河砂等，如果施工材料的選擇不嚴(yán)格，施工材料中有害雜質(zhì)含量超標(biāo)，就會(huì)使水泥混凝土的強(qiáng)度不足、穩(wěn)定性較差，造成混凝土路面引發(fā)斷板病害。

（4）施工管理質(zhì)量較差。主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：①對(duì)于原材料把關(guān)不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致質(zhì)量不夠合格。②基層和路的強(qiáng)度較低，造成路面的平整度較差。③水泥混凝土的配比不夠精準(zhǔn)，導(dǎo)致控制比較差。④施工的工藝比較簡(jiǎn)單，操作不恰當(dāng)。

（5）水泥混凝土路面的施工技術(shù)控制不嚴(yán)格。在施工中如果不能嚴(yán)格控制施工技術(shù)，出現(xiàn)施工程序不規(guī)范、面板厚度偏薄、原材料配合比不當(dāng)?shù)刃袨椋┕み^程中就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重離析，如果不能嚴(yán)格控制，就會(huì)導(dǎo)致大量斷板開裂。

（6）超重車輛較多，對(duì)路面的影響大。南方路面的交通運(yùn)輸業(yè)相對(duì)是比較發(fā)達(dá)的，噸位較大的車輛也較多，超荷載應(yīng)力作用下，就會(huì)造成水泥混凝土路面使用期間過早斷裂，某些初期的斷裂也會(huì)由于使用時(shí)間的延長(zhǎng)，更容易出現(xiàn)裂縫的變深、增長(zhǎng)，最終造成斷裂。

（7）雨水天氣較多，路面病害發(fā)展快。我國南方的雨水天氣較多，一旦路面出現(xiàn)一個(gè)小的裂縫，雨水就很容易進(jìn)入裂縫，逐步擴(kuò)大路面的病害范圍，加速路面的破壞。

3 南方二級(jí)公路斷板的預(yù)防措施

針對(duì)南方水泥混凝土路面斷板的情況，只有采取全面、行之有效的舉措，才能有效預(yù)防斷板發(fā)生，減少斷板發(fā)生的數(shù)量，從而更好的延長(zhǎng)混凝土路面的使用期間，更好的提高路面行車的質(zhì)量和感受。

（1）提高思想認(rèn)識(shí)層次。最主要的是提高施工人員的思想認(rèn)識(shí)，要通過檢查和督導(dǎo)不斷提高人員“靠質(zhì)量立身，靠質(zhì)量生存”的質(zhì)量意識(shí)，要提高施工和設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)培養(yǎng)，要靠施工的各方統(tǒng)一發(fā)力，監(jiān)管部門一定要發(fā)揮主導(dǎo)作用，對(duì)于質(zhì)量意識(shí)認(rèn)識(shí)不到位導(dǎo)致出現(xiàn)問題的，一定要嚴(yán)肅追責(zé)，落實(shí)事故責(zé)任主體責(zé)任。同時(shí)對(duì)于出現(xiàn)的問題也要認(rèn)真分析，做到把別人的教訓(xùn)作為自己的教訓(xùn)，“吃一塹、長(zhǎng)一智”。

（2）要加強(qiáng)對(duì)原材料的重視。水泥混凝土主要由粗集料、細(xì)集料、水泥、水和外加劑組成，其組成材料的好壞直接決定了水泥混凝土的質(zhì)量，也直接決定了路面的質(zhì)量?？偟膩碚f就是選擇那些強(qiáng)度高、收縮性少、抗水性好、耐磨性強(qiáng)的水泥，在同一個(gè)標(biāo)段內(nèi)一定要選擇同一批次、同一標(biāo)號(hào)的水泥，絕對(duì)不允許不同標(biāo)號(hào)的水泥的混合使用。比如對(duì)于粗集料的選擇，一定要選擇那些質(zhì)地耐久、堅(jiān)硬、潔凈的材料，顆粒的大小必須符合規(guī)定，最大粒徑不應(yīng)超過40mm，超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其抗折強(qiáng)度就會(huì)呈下降趨勢(shì)。還比如對(duì)于細(xì)集料的選擇，必須選擇那些耐磨性好，與水泥膠結(jié)能力好的砂子。據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)砂中石英含量大于30%時(shí)，路面的耐磨性就會(huì)明顯增強(qiáng)。對(duì)于其中參與攪拌的水，必須使用滿足條件要求的自來水，嚴(yán)禁使用海水和被污染的水，對(duì)于外加劑的添加，應(yīng)該根據(jù)外界環(huán)境特點(diǎn)，需要改善混凝土什么樣的特性所決定。對(duì)于混凝土配合比，也要合理設(shè)計(jì)好，氣候較熱的地區(qū)和氣候較冷地域的配比都是不一樣的。混凝土的配制強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)按照fcu，o≥fcu，k+1.645σ進(jìn)行計(jì)算，其中，fcu，o表示混凝土的施工配制強(qiáng)度（MPa）fcu，k表示配合比設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa），σ代表混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)對(duì)混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差采取無偏估計(jì)值時(shí)，確定強(qiáng)度的數(shù)值時(shí)作為參考的試件組數(shù)應(yīng)大于或等于25組。確定用水量與水泥用量時(shí)，以規(guī)范中的表4.0.1-2中坍落度90mm的用水量作為基礎(chǔ)，坍落度每增大20mm，用水量隨之增加5kg，以此計(jì)算出未摻外加劑時(shí)，混凝土的用水量。根據(jù)根據(jù)外加劑的減水率（β），使用mwa=mw0（1-β）這一公式來計(jì)算摻外加劑時(shí)混凝土的用水量（mwa）。使用Mc0=Mw0W/C這一公式計(jì)算每立方米混凝土的水泥用量（Mc0）。應(yīng)當(dāng)注意實(shí)際使用和計(jì)算時(shí)，泵送混凝土的水泥用量應(yīng)當(dāng)大于或者等于300kg/m，泵送混凝土的砂率應(yīng)當(dāng)在35～45%之間。在砂率確定的前提下，可采用重量法即mc0+mg0+mS0+mw0=mcp，βs=Ms0Mg0+Ms0× 100%計(jì)算砂石的用量；或者采取體積法，按照Mc0ρc+Mg0ρg+ Ms0ρsMw0ρw+0.01σ=1，βs=Ms0Mg0+Ms0×100%這一公式來計(jì)算砂石的實(shí)際用量。對(duì)于混凝土的攪拌，可以選擇間歇式攪拌設(shè)備，開始前要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性攪拌，將計(jì)量偏差在合理范圍內(nèi)的浮動(dòng)，確定最佳拌合時(shí)間為1～3min。對(duì)于水泥混凝土的運(yùn)輸，要充分考慮工程運(yùn)輸?shù)目偭亢褪┕さ倪M(jìn)度以及距離等情況。對(duì)于采取不同攤鋪方式下的混凝土拌合物來說，應(yīng)該嚴(yán)格控制從出料、運(yùn)輸?shù)酵瓿蓴備佔(zhàn)鳂I(yè)的最長(zhǎng)時(shí)間。

（3）對(duì)施工過程進(jìn)行控制。①對(duì)于前期設(shè)計(jì)控制。必須考慮二級(jí)公路的實(shí)際交通狀況，全面設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，選用適合南方地區(qū)的環(huán)境的原材料，加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的合理性、可行性。尤其對(duì)于水泥混凝土路面縮縫采用不設(shè)傳力桿的假縫，所以必須在其他固定結(jié)構(gòu)處或鄰近橋梁處、板厚改變處、與柔性路面連接處、凹形豎曲線變坡處設(shè)，都要設(shè)置脹縫。②對(duì)于路基質(zhì)量的控制。必須嚴(yán)格控制彎沉值、壓實(shí)度值兩個(gè)指標(biāo)，特別是構(gòu)造物、橋涵附近更要加強(qiáng)壓實(shí)工作，確保路基有均勻的、足夠的強(qiáng)度；要完善排水設(shè)施，充分考慮地下水對(duì)路基穩(wěn)定的影響；在填筑路基過程中，不同種類的土壤應(yīng)分層填筑，對(duì)于半填半挖結(jié)合處、填挖交界、特殊軟弱土基、采空區(qū)、濕陷性黃土、陷穴、滑坡等路段，要經(jīng)過特殊處理才能進(jìn)行水泥混凝土路面施工。

（4）加強(qiáng)施工工藝控制。根據(jù)機(jī)械性能準(zhǔn)確掌握混凝土的拌合時(shí)間，拌合時(shí)間不能超過最短時(shí)間的三倍，振搗應(yīng)密實(shí)均勻，避免超振或漏振；混凝土拌和時(shí)，若集料溫度過高，應(yīng)采用降溫措施后再配料拌和；混凝土路面施工開盤前，要仔細(xì)檢查振動(dòng)梁運(yùn)輸車輛、發(fā)電機(jī)等機(jī)具設(shè)備，確保其質(zhì)量完好。在現(xiàn)場(chǎng)要有備用機(jī)具，嚴(yán)禁故障機(jī)具施工，并檢查施工運(yùn)料道路是否通暢，確保施工的連續(xù)性。

（5）交通車輛控制和施工溫差控制。不能過早放開交通，特別在混凝土強(qiáng)度不足的條件下，對(duì)于養(yǎng)護(hù)的車輛也必須避免在面板上直接行駛。在溫度方面，對(duì)于南方晝夜溫差較大的地區(qū)和季節(jié)，混凝土表面要避免陽光直射，設(shè)遮陽棚，修整完成后要覆蓋養(yǎng)生，以保持溫度變化不至太大。

（6）要加強(qiáng)日常管護(hù)控制。要加強(qiáng)依法治路，要加強(qiáng)養(yǎng)管工作，要培養(yǎng)專業(yè)的養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，做到勤養(yǎng)護(hù)、勤檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂縫，及時(shí)采取措施進(jìn)行根治，同時(shí)要嚴(yán)格控制超重車輛通行。這里也簡(jiǎn)述一下斷板的處理與修復(fù)，對(duì)于裂縫的修補(bǔ)，輕微斷裂特指寬度小于3mm的斷板，可以采取灌入粘結(jié)劑法進(jìn)行修補(bǔ)。處理斷板的粘結(jié)劑主要有聚氨脂、甲凝、環(huán)氧樹脂等高分子化學(xué)材料。灌入方法主要是直接將粘合劑攪拌后灌注，另外還可以先清除裂縫中的雜物泥土，埋設(shè)灌漿嘴，將灌漿材料注入灌漿器中，通過灌漿嘴灌入縫隙中。對(duì)于板局部的修補(bǔ)，要先放樣畫線，開鑿成深約5～7cm的長(zhǎng)方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補(bǔ)。對(duì)于角隅斷裂，要用切割機(jī)將斷裂部分，切成正規(guī)的垂直面，清掃干凈松散的混凝土，再立模重新鋪筑混凝土。對(duì)于整塊板的更換，建議將整塊板鑿除，處理好基層后重新澆筑混凝土板，重新澆筑的混凝土板強(qiáng)度不應(yīng)小于舊混凝土強(qiáng)度，建議采用快凝材料。

（7）提高灌縫的施工質(zhì)量，防止雨水滲入。在施工過程中掌握好切縫的時(shí)間和深度是預(yù)防斷板現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，混凝土路面澆筑完成之后，當(dāng)其凝固到一定程度時(shí)要及時(shí)地進(jìn)行切縫，水泥混凝土路面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%以上的時(shí)候切縫，一般以不破壞混凝土為原則，夏天第二天就可以切。按照當(dāng)天澆筑溫度，比如35℃，可以在10～12h內(nèi)切掉，以不崩邊、不出現(xiàn)裂縫為準(zhǔn)，盡量靠前。其次，在施工時(shí)應(yīng)該確保路面的平整度，路面不平整就會(huì)導(dǎo)致路面厚度不一致，在進(jìn)行切縫時(shí)切縫深度不好控制，一旦切縫深度不夠就很容易出現(xiàn)裂縫。提高灌縫的施工質(zhì)量方面，主要做好以下幾點(diǎn)：①要注意徹底清理灌縫槽：密封膠與骨料的粘結(jié)力主要是由于接觸面積和深人裂縫的深度來保證。②開槽深度要達(dá)2cm：這樣可以保證有足夠的膠體進(jìn)入槽內(nèi)，保證了膠體發(fā)揮最好的伸縮性能。③要進(jìn)行加熱清理：如沒有清理槽內(nèi)存在的大量水分潮氣，水分的存在將嚴(yán)重影響膠體和骨料的粘結(jié)，是引起膠體脫落的重要原因。④灌縫作業(yè)要適當(dāng)：灌縫時(shí)材料稍微低于路面一點(diǎn)，這樣車胎就碾不到材料，同時(shí)由于材料本身的粘結(jié)性比較好，可以保證密封效果。⑤料溫控制要適當(dāng)：不能低于推薦的加熱溫度范圍下線，也不能高出溫度要求范圍上限。⑥要注意冷卻時(shí)間：路面表面溫度和密封膠施工溫度的關(guān)系是獲得良好密封效果的重要因素。

4 結(jié)束語

南方水泥混凝土路面具有投資較大，且為一次性投資，不易修復(fù)等特點(diǎn)，所以作為建設(shè)人員必須從認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)管理、施工等各個(gè)方面去全面考慮，必須堅(jiān)決貫徹落實(shí)“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，施工過程中要嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行施工，交通開放后，要嚴(yán)格控制超載車輛對(duì)路面的損壞，延長(zhǎng)公路的使用壽命，保持公路的狀態(tài)完好，保障安全、舒適行車。

［1］李洪福.農(nóng)村公路水泥混凝土路面斷板問題的形成原因及預(yù)防措施［J］.科技與企業(yè)，2015，02.

U416.216

A

2095-2066（2016）28-0221-02

2016-6-25

李堅(jiān)銘（1972-），男，壯族，廣西壯族自治區(qū)上林人，中級(jí)工程師，大專，主要從事路橋方面的施工與管理等工作。