農(nóng)村公路水泥混凝土路面斷裂原因及預(yù)防措施

瞿正中

(陜西省南鄭縣農(nóng)村公路管理局，陜西南鄭 723100)

農(nóng)村公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要交通基礎(chǔ)設(shè)施，是我國(guó)公路的重要組成部分。水泥混凝土路面以養(yǎng)護(hù)成本低，使用年限長(zhǎng)，且路面具有強(qiáng)度高、耐久性好、養(yǎng)護(hù)工程量小、就地取材方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)小型機(jī)具施工工藝簡(jiǎn)單，便于掌握，是普遍采用的施工方法。但是，水泥混凝土路面斷裂問(wèn)題在近幾年的農(nóng)村公路修建一直難以根除，很大程度上減少了混凝土路面的使用壽命，因此應(yīng)引起高度重視。

1 水泥混凝土路面斷裂原因

施工原材料和施工工藝不符合標(biāo)準(zhǔn)是造成水泥混凝土路面初期斷裂的關(guān)鍵原因，設(shè)計(jì)、路基質(zhì)量等因素也是造成水泥混凝土路面在營(yíng)運(yùn)期斷裂的原因。

1.1 施工原材料不合格

水泥混凝土的施工原材料不符合設(shè)計(jì)要求，致使水泥混凝土面板本身的抗彎拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度低，水泥混凝土面板干縮翹曲時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力很容易超過(guò)水泥混凝土面板的極限抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生斷裂。主要包括:

1)石料:石料的不合格常常表現(xiàn)為尺寸不合規(guī)范、含有過(guò)量的泥和風(fēng)化石、軟質(zhì)巖石等雜質(zhì)、粗集料的級(jí)配不佳等，這些問(wèn)題都使水泥混凝土中水泥石界面與骨料粘結(jié)不良，造成接觸界面質(zhì)量嚴(yán)重缺陷，減小水泥混凝土面板的密實(shí)度及強(qiáng)度，形成薄弱部位，從而導(dǎo)致混凝土路面開(kāi)裂。

2)水質(zhì):水泥混凝土施工要求潔凈、無(wú)污染的水，渾水、泥漿水等水質(zhì)差的水易使水泥混凝土面板強(qiáng)度低。

3)水泥:普通硅酸鹽水泥的質(zhì)量往往不合規(guī)定，但因其價(jià)格低廉，常被農(nóng)村公路所采用。同時(shí)，不同廠家、標(biāo)號(hào)、批號(hào)的水泥的混用、過(guò)期水泥的使用也對(duì)混凝土路面斷裂有很大的影響。

4)砂料:就近取材是大部分農(nóng)村公路降低工程成本的主要方式，但所取砂料的技術(shù)指標(biāo)很難加以控制。

1.2 施工工藝不合標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 混凝土混合料的拌制不符合規(guī)定

混凝土配合比是拌制合格混凝土的關(guān)鍵。農(nóng)村公路的施工工人在上崗前多數(shù)未經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，且在施工過(guò)程多使用小型機(jī)具，致使混凝土配合比不合規(guī)定。

1.2.2 混凝土混合料的運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

受場(chǎng)地、施工時(shí)間以及水電等條件的制約，混合料在運(yùn)輸中因路程較遠(yuǎn)，時(shí)間間隔長(zhǎng)，離析、水分流失等問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)，嚴(yán)重影響到混凝土路面工程的質(zhì)量。

1.2.3 混凝土的振搗和鋪筑不規(guī)范

在施工過(guò)程中，施工工人經(jīng)常不按操作規(guī)范要求執(zhí)行，混凝土的振搗時(shí)間不夠或者過(guò)長(zhǎng)，使得細(xì)骨料懸浮在上層，而粗骨料沉降到底部，造成混凝土料分層且強(qiáng)度不均勻，最后因集料收縮在表面形成裂縫;粗細(xì)集料的鋪筑不勻稱堆聚，導(dǎo)致混凝土不密實(shí)。

1.2.4 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

施工時(shí)氣溫過(guò)高，濕度小，風(fēng)速大，水泥混凝土面板表面水分蒸發(fā)太快，自身完全膨脹，常溫時(shí)收縮性過(guò)大從而形成干縮裂縫產(chǎn)生斷裂;施工時(shí)氣溫過(guò)低，左幅及右幅的施工縫和脹縫的錯(cuò)位形成斷裂。開(kāi)放交通時(shí)間過(guò)早，重車行駛使早期水泥混凝土面板的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破碎，形成斷裂。

1.2.5 養(yǎng)生不及時(shí)

覆蓋灑水跟不上，使水泥混凝土面板表面產(chǎn)生干縮裂縫，水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生網(wǎng)裂及雞爪紋。

1.2.6 切縫不及時(shí)

切縫時(shí)間過(guò)晚、切縫深度不夠，或是切縫溫度太低(小于5℃)，都會(huì)使混凝土的內(nèi)應(yīng)力集中，從而在混凝土面板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。

1.3 使用期斷裂原因

1.3.1 設(shè)計(jì)的原因

施工方案設(shè)計(jì)的不夠科學(xué)合理，施工單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人、施工班組及施工工人三者間技術(shù)交底不完全，開(kāi)工前的準(zhǔn)備不充分等因素均會(huì)使混凝土路面面板達(dá)不到應(yīng)有厚度。偏薄的路面面板在薄弱處容易過(guò)早出現(xiàn)開(kāi)裂斷裂;路面板塊平面尺寸較大也會(huì)在使用中造成斷裂。

1.3.2 路基質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

農(nóng)村公路多是由舊路改造而成，在舊路寬度足夠時(shí)，采用基層補(bǔ)強(qiáng)形式;在舊路寬度不足時(shí)，采用加寬形式等，因此農(nóng)村公路的路基彎沉值和壓實(shí)度都無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這會(huì)使路基發(fā)生不均勻沉降，強(qiáng)度不夠，造成路基不穩(wěn)定。在處理橋涵臺(tái)背回填質(zhì)量和軟基時(shí)，不達(dá)標(biāo)也會(huì)造成路基發(fā)生形變而沉降，使得路面面板在使用期斷裂。

1.3.3 基層質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

農(nóng)村公路多利用舊路的泥碎路面為基層，基層厚度不滿足或新舊路基及構(gòu)造物交界處處理不當(dāng)，造成基層強(qiáng)度不均勻、不平整，使水泥混凝土面板不能自由收縮，增大水泥混凝土面板底的摩阻力，摩阻力大于水泥混凝土面板的拉應(yīng)力時(shí)，形成斷裂。

2 水泥混凝土路面斷裂的預(yù)防措施

2.1 混凝土路面初期斷裂的預(yù)防

2.1.1 嚴(yán)格選用合格的施工原材料

1)石料一定要級(jí)配，粗集料最大粒徑不大于4 cm，細(xì)集料細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.5以上，石質(zhì)強(qiáng)度要符合標(biāo)準(zhǔn)，不能用軟石、風(fēng)化石等，且要保持干凈，含泥量和雜質(zhì)量不能超標(biāo)。

2)確保水泥質(zhì)量。應(yīng)按照《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求選用合格的水泥，水泥混凝土路面的修筑水泥應(yīng)使用強(qiáng)度大于42.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥。

3)保證施工中使用水的水質(zhì)，不使用污染水源。

2.1.2 嚴(yán)格控制施工工藝

1)嚴(yán)格控制水泥混凝土混合料組成配合比，尤其是水灰比。水灰比過(guò)大，收縮率大，水泥混凝土自身強(qiáng)度降低;水灰比過(guò)小，增加施工難度;水灰比有差異的片塊由于它們?cè)谂R界接合處的凝固收縮率或受熱膨脹率不同，易在干稀接縫處形成斷裂。

2)按照操作技術(shù)規(guī)范執(zhí)行混凝土的拌和、運(yùn)輸、鋪筑、振搗。盡可能減少混凝土長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，及施工中施工作業(yè)的連續(xù)性，確因其他因素導(dǎo)致不能連續(xù)施工時(shí)，必須設(shè)置施工縫。水泥混凝土混合料必須振搗密實(shí)，水泥混凝土的密實(shí)度才能均勻。攤鋪要均勻，防止大料堆積于頂層，使基層表面平整密實(shí)。

3)在季節(jié)性施工時(shí)應(yīng)采取措施。施工時(shí)平均氣溫超過(guò)30℃時(shí)應(yīng)避開(kāi)中午施工，防止因溫差導(dǎo)致混凝土收縮過(guò)大，產(chǎn)生斷裂;平均氣溫低于5℃時(shí)不要進(jìn)行施工，防止左幅及右幅的施工縫和脹縫的錯(cuò)位而形成斷裂。

4)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生。要嚴(yán)格按照規(guī)定養(yǎng)生，混凝土澆筑完畢后需要保持路面板面濕潤(rùn)，防止混凝土面板因干燥斷裂，因此必須立即采用鋪蓋、灑水、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施。養(yǎng)生期必須保證28 d才能開(kāi)放交通，防止車輛在養(yǎng)生期內(nèi)碾壓使面板損壞。

5)掌握好切縫時(shí)間。切縫時(shí)間太早或太晚，切縫深度不足，切縫太深(超過(guò)面板厚度的1/3)或太淺(小于1/4)，都可能造成斷裂。

2.2 混凝土路面營(yíng)運(yùn)期斷裂的預(yù)防

2.2.1 科學(xué)設(shè)計(jì)

按照農(nóng)村未來(lái)交通條件和交通量的發(fā)展需要，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的農(nóng)村公路，使其符合路面結(jié)構(gòu)形式、厚度、面板尺寸、排水設(shè)施等的技術(shù)規(guī)范和要求，同時(shí)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要合理，防止路基、基層、路面由于地下水、地表水的沖刷而侵蝕破壞。

2.2.2 調(diào)控路基質(zhì)量

按照強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求調(diào)控路基的壓實(shí)度、彎沉值，合理處理構(gòu)造物臺(tái)背回填、軟基等。

2.2.3 調(diào)控基層質(zhì)量

盡可能選擇適合混凝土路面的基層形式、施工方法和工藝，從而滿足基層穩(wěn)定性、強(qiáng)度和均勻性要求。

3 結(jié)語(yǔ)

防止路面混凝土斷裂，除要保證路基和基層質(zhì)量外，必須進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，同時(shí)，必須規(guī)范操作行為，按規(guī)范施工，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作，改進(jìn)施工工藝，以提高水泥混凝土的路面質(zhì)量。

[1] 茍梅枝.水泥混凝土路面斷板原因分析及防止措施[J].山西建筑，2003，29(1):129-130.

[2] 余小可，張興亮.農(nóng)村公路水泥混凝土路面面板斷裂淺析[J].重慶建筑，2010，9(1):46-48.

[3] 曲麗娟.水泥混凝土路面病害的產(chǎn)生及處理方法[J].山西建筑，2003，29(2):62-63.

[4] 莫壽昌.淺談水泥混凝土路面斷板原因及預(yù)防措施[J].大眾科技，2008(9):69，71.

[5] 張俊青.淺析水泥混凝土路面裂縫與斷板的防治與處理[J].山西建筑，2010，36(11):269-270.

[6] 孫 艷.水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施[J].科學(xué)之友，2011(1):87-88.