西藏農(nóng)村公路混凝土路面斷板的原因分析與控制對策

魏道凱

摘要：本文對西藏農(nóng)村公路混凝土路面斷板的原因進(jìn)行了分析，提出了控制對策，分析了農(nóng)村公路混凝土路面的關(guān)鍵施工工序，為以后類似工程的設(shè)計(jì)和施工提供了借鑒。

Abstract： This paper analyzes the reasons for the broken slab of ruralroads in Tibet， puts forward the control measures， and analyzes the key construction process of ruralroads concrete pavement， which provides a reference for the design and construction of similar projects in the future.

關(guān)鍵詞：西藏農(nóng)村公路;混凝土路面;斷板原因;分析與控制

Key words： ruralroads in Tibe;concrete pavement;causes of plate break;analysis and control

中圖分類號：U418.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0134-03

0? 引言

水泥混凝土路面由于施工工藝簡單，與瀝青混凝土路面相比，不需要大型的施工設(shè)備，同時(shí)可以就地取材，節(jié)省工程造價(jià)。西藏自治區(qū)處于高原山區(qū)，地形復(fù)雜，不便于大型設(shè)備的作業(yè)，在西藏短距離農(nóng)村公路的建設(shè)中，大規(guī)模的采用了水泥混凝土路面，但由于受到設(shè)計(jì)考慮不周，施工關(guān)鍵工序控制控制不嚴(yán)等因素的影響，西藏地區(qū)農(nóng)村公路的混凝土路面斷板嚴(yán)重，個(gè)別路段的斷板率甚至超過了50%。

1? 西藏典型農(nóng)村公路設(shè)計(jì)

西藏某農(nóng)村公路項(xiàng)目位于海拔3950-4050m，年平均氣溫為7℃，最高氣溫28.2℃，最低氣溫-25.1℃，降雨集中在6月至9月，降水量年均500mm。

路面結(jié)構(gòu)采用20cmC30水泥混凝土（面層）+15cm厚天然砂礫，土基回彈模量40MPa;水泥混凝土路面設(shè)計(jì)以重100kN的單軸荷載作為標(biāo)準(zhǔn)荷載，設(shè)計(jì)使用年限為10年。設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)路面一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次為2.98萬次。水泥混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度fcm=4.0MPa，彎拉彈性模量Ec=28000MPa。路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=232.9（0.01mm）。

2? 斷板原因分析

2.1 設(shè)計(jì)原因

2.1.1 設(shè)計(jì)未考慮混凝土路面結(jié)構(gòu)層最小防凍厚度

經(jīng)調(diào)查，當(dāng)?shù)氐淖畲髢鐾辽疃仍冢?.5-1m），路基填土為粉質(zhì)土。按照設(shè)計(jì)規(guī)范，路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)為0.4-0.6m。上述設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)層厚度為0.35m，不符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。這與造成經(jīng)過一個(gè)冬季，由于受凍融的影響，混凝土路面斷板率有大幅度的增長的現(xiàn)狀相一致。同一條路，靠河邊的路段斷板率明顯高于其他路段，按設(shè)計(jì)規(guī)范潮濕路段的路面結(jié)構(gòu)層防凍厚度應(yīng)該加大，而在農(nóng)村公路的設(shè)計(jì)中，對于混凝土路面結(jié)構(gòu)層最小防凍厚度基本未予考慮，這是造成西藏農(nóng)村公路混凝土斷板率高的一個(gè)主要原因。

2.1.2 混凝土路面厚度不足

經(jīng)驗(yàn)算，在基層不變的情況下，滿足荷載要求的混凝土路面的最小設(shè)計(jì)厚度應(yīng)為22cm，本設(shè)計(jì)混凝土路面設(shè)計(jì)厚度為20cm。在有運(yùn)石料車等重載車輛經(jīng)過的情況下，會(huì)造成該農(nóng)村公路斷板的增加。

2.2 施工原因

2.2.1 未按施工規(guī)范嚴(yán)格控制原地表碾壓、分層填筑的施工質(zhì)量

有的農(nóng)村公路未進(jìn)行填前碾壓，或填前碾壓后壓實(shí)度不滿足規(guī)范要求而未采取處理措施;路基分層填筑厚度超出規(guī)范要求。以上問題會(huì)造成路基彎沉大，承載力不夠，而造成水泥混凝土路面的斷板網(wǎng)裂，此種現(xiàn)象在零填和低填路段表現(xiàn)明顯。

2.2.2 填挖交界處未按施工規(guī)范控制質(zhì)量

西藏農(nóng)村公路為山區(qū)農(nóng)村公路，存在很多填挖交界路段，在這些路段的施工中，由于未開臺(tái)階、分層厚度大、交界處壓實(shí)度不足，路基施工周期時(shí)間短等因素的影響，路基不均勻下沉而造成路面的下沉開裂。此問題在有填挖交界的路段中表現(xiàn)明顯。

2.2.3 水泥混凝土路面彎拉強(qiáng)度不足

設(shè)計(jì)強(qiáng)度是C30混凝土，施工單位在施工時(shí)按抗壓強(qiáng)度而不是用抗折強(qiáng)度控制混凝土的施工質(zhì)量。由于原材料的不同，造成在抗壓強(qiáng)度滿足要求的情況下而混凝土的彎拉強(qiáng)度不滿足要求。在部分農(nóng)村公路水泥混凝土路面的施工中，由于碎石原材料緊缺，施工單位用卵石代替碎石。在同樣抗壓強(qiáng)度下，卵石混凝土抗折強(qiáng)度相比碎石混凝土抗折強(qiáng)度偏低，造成卵石混凝土路面普遍斷板率較高。

2.2.4 水泥混凝土路面施工混凝土配合比控制不嚴(yán)

對于碎石的壓碎值、級配、砂的細(xì)度模數(shù)、砂、石含泥量等原材料關(guān)鍵指標(biāo)把關(guān)不嚴(yán)，降低了混凝土的強(qiáng)度。施工過程中為了方便施工，隨意加水增大混凝土塌落度，這也是影響混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素之一。由于不按配合比施工，降低了混凝土的抗折強(qiáng)度，造成路面斷板率高。

2.2.5 水泥混凝土路面施工工藝不當(dāng)

混凝土路面在大風(fēng)的天氣情況下施工，混凝土初凝時(shí)間短，未進(jìn)行二次收漿，未及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)生，造成混凝土路面出現(xiàn)干縮裂縫，情況嚴(yán)重的造成斷板問題的發(fā)生。未及時(shí)切割縮縫，在未達(dá)到強(qiáng)度的情況下開放交通，都會(huì)造成斷板問題的發(fā)生。上述由于水泥混凝土路面施工工藝不當(dāng)造成斷板的現(xiàn)象在施工經(jīng)驗(yàn)不足的施工隊(duì)伍中表現(xiàn)明顯。

3? 防止斷板的對策

3.1 設(shè)計(jì)對策

農(nóng)村公路的混凝土路面結(jié)構(gòu)層厚度要根據(jù)設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行驗(yàn)算，特別要考慮不同海拔高度、不同潮濕路基狀況下的混凝土路面結(jié)構(gòu)層最小防凍厚度，使之滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

3.2 施工對策

3.2.1 路基施工質(zhì)量控制對策

路基施工首先做好填前碾壓的控制，對于壓實(shí)度不能滿足設(shè)計(jì)要求的路段，要按合理的方案進(jìn)行處理，做到分層填筑，分層碾壓，分層厚度符合施工技術(shù)規(guī)范要求。路床頂面彎沉值未經(jīng)檢測合格，不允許進(jìn)行下道工序的事施工。

填挖交界處路基的施工，必須按規(guī)范規(guī)定開臺(tái)階，嚴(yán)格控制開臺(tái)階處的壓實(shí)質(zhì)量，必要時(shí)采用重夯補(bǔ)強(qiáng)。

3.2.2 水泥混凝土強(qiáng)度質(zhì)量控制對策

水泥混凝土路面的強(qiáng)度控制指標(biāo)應(yīng)采用混凝土抗折強(qiáng)度，不能采用抗壓強(qiáng)度。應(yīng)采用碎石混凝土，慎用卵石混凝土。每個(gè)工作臺(tái)班制作不少于2組抗折試塊。

嚴(yán)格控制碎石的壓碎值、針片狀含量、級配、含泥量，砂子的細(xì)度模數(shù)、含泥量等關(guān)鍵指標(biāo)。

混凝土配合比在滿足設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度的要求下，要滿足施工需要的和易性要求。配合比塌落度與施工工藝相一致，要進(jìn)行混凝土的塌落度損失試驗(yàn)，塌落度每小時(shí)的損失應(yīng)小于20mm。施工過程中嚴(yán)禁在現(xiàn)場加水提高混凝土塌落度，如需提高塌落度，可采用摻減水劑或加與配合比水灰比一致的水泥漿。

3.2.3 水泥混凝土路面施工工藝質(zhì)量控制對策

水泥混凝土路面要選在無風(fēng)的天氣下進(jìn)行，采用插入式振搗棒振搗，采用震動(dòng)梁或三軸振搗器進(jìn)行粗平。在混凝土初凝前，采用鋁合金直尺進(jìn)行精平，用抹子進(jìn)行二次收漿，以防止干縮裂縫的發(fā)生，收漿后可進(jìn)行拉毛，然后覆蓋灑水或噴灑養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。也可用抹子收漿養(yǎng)護(hù)7天后，對混凝土路面進(jìn)行刻槽處理。為防止斷板，縮縫切割宜早不宜遲，切割時(shí)間控制在300溫度*小時(shí)為宜。

4? 混凝土路面關(guān)鍵控制工序

4.1 放樣及下承層處理

根據(jù)設(shè)計(jì)要求分塊（分塊面積根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁卮_定）。施工放樣恢復(fù)中樁，標(biāo)示出路面鋼筋、路面板塊和接縫位置。支立模板前在下承層上對攤鋪位置進(jìn)行測量放樣，并核對路面高程、面板分塊、面板尺寸等，橫向分塊線必須與路中心線垂直。下承層平整密實(shí)，高程符合要求，表面濕潤。

4.2 模板

①模板應(yīng)采用具有足夠剛度的槽鋼制成，模板高度即為面層設(shè)計(jì)高度。模板底部空隙采用砂漿封堵，相鄰模板接頭應(yīng)粘結(jié)膠帶密封。

②模板總量不宜小于兩次周轉(zhuǎn)的需要。

③模板安裝采用掛線控制，模板垂直度通過墊木楔的方法進(jìn)行調(diào)整，模板之間采用螺栓連接，模板外側(cè)用地錨加固，內(nèi)側(cè)用鋼筋支撐，接頭處粘貼膠帶。

④模板和混凝土接觸面涂抹脫模劑。

⑤模板安裝穩(wěn)固、直順、平整、無扭曲，相鄰模板連接緊密平順，確保滿足整平機(jī)行走軌道的要求。

⑥根據(jù)傳力桿和拉桿的設(shè)計(jì)位置，在鋼模板上鉆孔，根據(jù)要求設(shè)置傳力桿和拉桿。

4.3 混凝土拌合與運(yùn)輸

①采用間歇強(qiáng)制式拌和站或配料精度滿足要求的連續(xù)式拌和站，不宜使用自落實(shí)滾筒攪拌機(jī)。

②拌和站使用前必須進(jìn)行標(biāo)定，拌和時(shí)嚴(yán)格控制加水量，開工前，實(shí)測砂、石料的含水量。

③根據(jù)攪拌機(jī)的性能和拌和物的粘聚性、均質(zhì)性及攪拌機(jī)類型確定對最佳拌和時(shí)間，確保生產(chǎn)出的混凝土黏聚性、施工和易性良好，滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

④采用罐車運(yùn)輸，現(xiàn)場塌落度按90-110mm控制，盡量減小砼的塌落度，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場時(shí)能夠從罐車中放出并用于施工為宜，如果料不能倒出，需往灌車中加減水劑或者與配合比中水灰比相同的水泥漿。

4.4 攤鋪

①混凝土攤鋪前，對模板的位置、高度、頂面高程及支撐穩(wěn)固情況，傳力桿、拉桿的安設(shè)等再次進(jìn)行全面檢查。全面檢測結(jié)果滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后開始攤鋪。

②布料時(shí)設(shè)專人指揮，車輛行駛或卸料過程中，當(dāng)碰撞了模板或基準(zhǔn)線時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行測量糾正。施工過程中隨機(jī)檢測混凝土的和易性和塌落度，塌落度控制在90-110mm，并按照規(guī)范要求制作混凝土抗折試件。

③單層配筋的鋼筋混凝土面層可采用二次布料的方式，在兩次布料間隙安裝鋼筋網(wǎng)。

4.5 振搗與整平

①采用插入式振搗棒振搗。采用快插慢拔的方法進(jìn)行振搗密實(shí)，振搗時(shí)間不宜小于30s，以混凝土不再下沉，表面泛漿為度，并在振搗過程中避免觸碰模板。

②注意路面板底、內(nèi)部和邊角處不得欠振或漏振。

③振搗時(shí)及時(shí)糾正模板、拉桿、傳力桿和鋼筋的位移、變形、松動(dòng)和漏漿等情況。

④混凝土振搗密實(shí)后采用整平機(jī)進(jìn)行面板振搗、整平、提漿。整平機(jī)整平過程中安排專人于整平機(jī)前檢查擋板前混凝土情況，局部不足時(shí)及時(shí)布料;過多時(shí)及時(shí)鏟除。

⑤整平機(jī)整平過程盡量保持勻速進(jìn)行，速度控制在1m/min，以保證混凝土表面平整度和密實(shí)。

⑥表面砂漿厚度宜控制在（4±1）mm，整平機(jī)前方表面過厚、過稀的砂漿予以刮除，滾壓后，表面砂漿均勻，以防出現(xiàn)干縮裂縫。

⑦混凝土初凝前采用電動(dòng)磨光機(jī)對混凝土面進(jìn)行搓揉，收面完成后，再用鋁合金直尺和抹刀精平，做到表面平整，同時(shí)可防止干縮裂縫的發(fā)生。

4.6 養(yǎng)護(hù)及切縫

①混凝土養(yǎng)生采用土工布覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生期間設(shè)專人負(fù)責(zé)及時(shí)灑水和檢查表面覆蓋情況，保證混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài)，晝夜溫差大于10℃以上的地區(qū)或日平均溫度較低時(shí)，采用保溫保濕膜養(yǎng)生。在缺水地區(qū)，養(yǎng)生也可以采取噴灑混凝土養(yǎng)護(hù)劑的方式。

②混凝土澆筑完成后300溫度*小時(shí)進(jìn)行人工切縫，切縫深度為8.0-10cm，切縫要及時(shí)，以防斷板問題的發(fā)生。

③養(yǎng)生時(shí)間不少于14天，養(yǎng)生期間封閉交通，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到40%時(shí)行人方可通行，達(dá)到設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度后方可開放交通。

④硬刻槽采用變距硬刻槽機(jī)，刻槽機(jī)的最小刻槽寬度不應(yīng)小于500mm?？滩圻^程中應(yīng)避免槽口邊角損壞，不得中途抬起刻槽機(jī)或改變刻槽方向。宜混凝土養(yǎng)護(hù)完成后進(jìn)行，混凝土掉邊、不掉角的情況下開始，矩形槽寬3-5mm，深3-4mm，采用變間距刻槽，間距1.2-2.5cm。

5? 結(jié)束語

西藏農(nóng)村公路普遍斷板率較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出“公路工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)”的要求，造成斷板的原因很大，有設(shè)計(jì)方面的問題，原材料方面的問題，施工工藝的問題。本文結(jié)合西藏地區(qū)獨(dú)特的高原環(huán)境及氣候條件，對西藏農(nóng)村公路的斷板原因進(jìn)行分析，提出了針對性的控制措施，對同類工程的設(shè)計(jì)和施工具有指導(dǎo)意義。

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