略論水泥砼路面斷板原因分析及其處理方法

徐彥峰 張紅海

(內(nèi)鄉(xiāng)縣公路管理局，河南 南陽 474350)

1 水泥砼路面斷板出現(xiàn)的原因

1.1 材料性質(zhì)的變化

一方面是水泥的水化反應(yīng)。水化反應(yīng)即水泥與水接觸時產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，這種反應(yīng)是迅速且短暫的，能夠在幾分鐘內(nèi)釋放出水泥的熱量然后水泥路面的溫度迅速下降。在這一過程中，溫度劇烈變化，水泥路面則會因溫度應(yīng)力而發(fā)生變形，一旦溫度變形的速度超過了混凝土的變化速度，那么路面就會出現(xiàn)裂縫甚至斷板。另一方面是水泥石的干縮效應(yīng)。水泥砼路面結(jié)硬以后，表層水分逐漸蒸發(fā)而溫度逐漸降低，水泥石體積隨之減少。而水泥石表層和內(nèi)部水分損失的速度有所不同，導(dǎo)致表面收縮和內(nèi)部收縮并不均勻，表面收縮較大，其變形受到內(nèi)部的約束而使表層水泥石承受拉力，當(dāng)這種拉力超過水泥砼路面的抗拉強(qiáng)度時，路面裂縫便由此產(chǎn)生。一般而言，水泥砼路面的混凝土單位體積量較小，有干縮效應(yīng)直接導(dǎo)致路面斷板的可能性不大。但若遇到溫度變化等其他因素，則斷板可能性會加大。

1.2 路面基層的影響

基層不平整導(dǎo)致基層與水泥石間出現(xiàn)較大的摩擦力，在路面的薄弱處因拉應(yīng)力難以承受而易形成斷板，或者在過薄和過厚的路面交界處，水泥砼的收縮因不均勻而導(dǎo)致開裂;若基層過于干燥，基層會從路面砼中吸收水分，導(dǎo)致水泥砼底部水分不足，降低水泥砼的強(qiáng)度而出現(xiàn)斷板。

1.3 砼配合比的影響

水泥砼的配合比極為關(guān)鍵，不合理的砂石料級配會降低水泥砼路面的抗折強(qiáng)度。一方面要注意水泥砼的水灰比。若砼的水灰比偏大，則混合料中水分所占用的空間較大，由于實(shí)際參與水化反應(yīng)的水分只占其中一部分，多余的水分則會慢慢蒸發(fā)，蒸發(fā)會在混凝土中產(chǎn)生孔隙，加大混凝土的干縮影響。水灰比越大，孔隙率也因此越大，干縮率也越大，最終會明顯地對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生影響。水泥水化最低的限值為0.26-0.29，最高限值不大于0.45。另一方面要注意單位水泥的用量。事實(shí)上，并不是水泥用量越大，混凝土的強(qiáng)度就越高。水泥本身是具有收縮性的，若單位水泥用量越大，水泥的收縮量也越大，裂縫在收縮中便容易產(chǎn)生，最終導(dǎo)致路面斷板。而若單位水泥用量過小，則會導(dǎo)致路面強(qiáng)度不夠，路面也有出現(xiàn)早期斷板的可能。

1.4 施工因素

首先，沒控制好攪拌時間、為準(zhǔn)確計算原材料計量而改變了砼的配合比，拌合料時間過長導(dǎo)致混凝土離板、分層等，振搗時不密實(shí)、攪拌不均勻?qū)е聫?qiáng)度分布不均勻，這些因素都容易導(dǎo)致水泥砼路面早期出現(xiàn)斷板。其次，在混凝土澆筑期間，由于各種突發(fā)因素導(dǎo)致澆筑作業(yè)中斷，再開工時未進(jìn)行施工裂縫處理，導(dǎo)致舊混凝土以及新澆筑的混凝土因結(jié)合不良和不一致的收縮而形成裂縫。再次，切縫不及時的問題。切縫不及時或切縫的深度不夠是導(dǎo)致路面斷板的一個重要原因。切縫時若時間超過300℃·h，斷板就很容易產(chǎn)生。最后，養(yǎng)護(hù)方法的問題。在路面養(yǎng)生階段，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，尤其是在氣溫高、濕度小、風(fēng)速大的地區(qū)，路面的水分蒸發(fā)會加快，干縮效應(yīng)增強(qiáng)，會因此出現(xiàn)干縮裂縫。同時，不宜過早開放交通，早期的水泥砼抗彎拉強(qiáng)度較低，過早荷載會破壞路面強(qiáng)度，為后期路面斷板埋下隱患。

2 水泥砼路面斷板的處理方法

2.1 嚴(yán)格控制原材料

對水泥砼路面的原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，水泥和集料須符合要求。在選擇水泥時，盡可能選擇早期強(qiáng)度高、水化熱低的品種如硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥強(qiáng)度是重要的考量因素，適宜的等級是設(shè)計抗折強(qiáng)度的十倍以上，同時，水泥的含堿量應(yīng)控制在0.6%以內(nèi)。在選擇集料(砂、石子)時，應(yīng)控制其含泥量，選擇含泥量少的產(chǎn)品，其中，粗骨料的粒徑最大不超過30 毫米，連續(xù)級配石子是相對適宜的選擇，若需細(xì)集料，則中粗砂較為適宜。

2.2 嚴(yán)格控制路面基層的鋪設(shè)

基層頂面應(yīng)保持平整均勻，減少基層與水泥砼的摩擦力，必要時可以在基層頂部加鋪塑料薄膜，而用松散材料處理路基不平整表面的做法應(yīng)予以禁止。同時，應(yīng)盡量保證基層的濕潤度，在平整基層后，可在基層均勻的灑一二次水，然后即時鋪設(shè)混凝土，防止水分的流失蒸發(fā)。

2.3 對砼配合比進(jìn)行控制

一方面是對水灰比的控制。若水泥混凝土是采用人工攤鋪，則水灰比控制在0.45 以內(nèi)，若采用機(jī)械攤鋪，則水灰比應(yīng)控制在0.50 以內(nèi)。同時，可適當(dāng)摻加減水劑。另一方面是對水泥用量的控制?？刂扑嘤昧繎?yīng)以保證水泥砼的強(qiáng)度為基本前提，國際統(tǒng)一的施工對水泥砼單位水泥用量的規(guī)定是每立方不少于300kg，而交通部有研究表明，水泥砼路面的水泥最佳用量在每立方280-320kg 之間。

2.4 對施工過程的控制

首先，對攪拌的時間和原材料計量進(jìn)行嚴(yán)格控制，使用經(jīng)驗(yàn)豐富的工人進(jìn)行操作，必要時可用自動計量裝置。在拌合前需對集料的含水量進(jìn)行測定并及時調(diào)整用水，減少拌合物的離析分層。其次，要振搗均勻，防止漏振或者超振的出現(xiàn)，盡可能縮短運(yùn)輸距離，控制拌料出機(jī)速度，縮短混合料的等待時間，在入模前對坍落度與和易性進(jìn)行控制，對于離析的混合料要進(jìn)行二次攪拌。盡量用機(jī)器進(jìn)行攤鋪，若采用人工攤鋪，需配套小型振搗機(jī)具。再次，及時切縫。切縫的時機(jī)至關(guān)重要，提早切縫導(dǎo)致縫無法起到減小內(nèi)應(yīng)力的作用，延后切縫則易導(dǎo)致斷板。一般而言，切縫時間盡量控制在250-300℃·h之間，可提前而不可延后。同時，要注意天氣溫度的變化，防止斷板出現(xiàn)。最后，要加強(qiáng)養(yǎng)生工作，及時灑水防止干縮裂縫，不得提前開放交通等。

3 結(jié)語

水泥砼路面斷板產(chǎn)生受到多種因素的影響，施工人員所能做的就是綜合考慮各種問題，采取必要的防治措施，嚴(yán)格把控材料質(zhì)量，按要求進(jìn)行基層鋪設(shè)，對砼配合比和施工過程進(jìn)行管理，盡可能防止水泥砼路面斷板問題的出現(xiàn)。

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［2］黃少虎.水泥砼路面斷板原因及預(yù)防措施［J］.民營科技，2012(1):174

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