水泥混凝土路面斷板、裂縫的原因分析及預(yù)防措施

楊秘

摘 要：裂縫及斷板是水泥混凝土路面最常見的病害之一，找到水泥混凝土路面裂縫及斷板病害產(chǎn)生的原因，針對(duì)性的采取預(yù)防措施，將會(huì)大大提高水泥混凝土路面的使用壽命及行車舒適性，同時(shí)降低道路養(yǎng)護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面;裂縫;斷板;原因分析;預(yù)防措施

0 引言

在我國(guó)公路發(fā)展過程中，水泥混凝土路面一度成為我國(guó)干線公路路面的主要結(jié)構(gòu)形式?，F(xiàn)如今，高等級(jí)公路逐漸“由白改黑”，瀝青砼路面在近幾年的公路發(fā)展中逐漸取代了水泥砼路面。在徐州地區(qū)，國(guó)省干線養(yǎng)護(hù)大中修工程中，基本將原來的水泥混凝土路面改造成了瀝青混凝土路面，比如104國(guó)道、310國(guó)道等在近幾年的養(yǎng)護(hù)改善工程中將原來的水泥混凝土路面改成了瀝青混凝土路面。但水泥混凝土路面在某些地區(qū)還是不可取代的，如泄洪區(qū)等，在邳州境內(nèi)，250省道呦山分洪道段及黃墩湖分洪區(qū)段依舊采用水泥混凝土路面;由于水泥混凝土路面造價(jià)低的特點(diǎn)，它還廣泛用于低等級(jí)公路，如縣道、鄉(xiāng)道、廠礦道路等?！皠偠却?，承載能力強(qiáng)”是水泥混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)，但這也同時(shí)正是它的缺點(diǎn)“過剛易折”。正是由于水泥混凝土路面剛度大，才導(dǎo)致路面容易出現(xiàn)斷板、裂縫等病害，這也是水泥混凝土路面的通病。找到混凝土水泥混凝土路面出現(xiàn)斷板、裂縫的原因，提前采取預(yù)防措施，不但可以提高水泥混凝土路面的使用壽命，還可以提高混凝土路面行車舒適性，同時(shí)大大降低道路的養(yǎng)護(hù)成本。

1 水泥混凝土路面施工工藝的原因及對(duì)應(yīng)預(yù)防措施

1.1 混凝土路面切縫不及時(shí)

在實(shí)際施工中，由于工人工作經(jīng)驗(yàn)不足或其他原因，對(duì)混凝土路面的切縫時(shí)間掌握存在較大偏差，導(dǎo)致混凝土路面切縫不及時(shí)，由于混凝土在形成強(qiáng)度的過程中產(chǎn)生大量的水化熱，溫度的升高和水分的減少致使混凝土產(chǎn)生溫縮和干縮極易導(dǎo)致混凝土板的斷裂，尤其當(dāng)外部氣溫越高時(shí)越容易產(chǎn)生斷板。為了避免或減少此類事件的發(fā)生，施工過程中安排有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員對(duì)混凝土路面的切縫時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格掌握，切縫時(shí)間不宜過早亦不宜過晚，并根據(jù)切縫的實(shí)際情況對(duì)切縫時(shí)間進(jìn)行有效的調(diào)整，保證切縫時(shí)間的“恰到好處”。當(dāng)連續(xù)澆筑長(zhǎng)度很長(zhǎng)，切縫設(shè)備不足時(shí)，可在1/2長(zhǎng)度處先進(jìn)行切縫，之后再進(jìn)行分段切縫;可間隔幾十米設(shè)一條壓縫，以減少收縮應(yīng)力的積聚。

1.2 切縫深度過淺

切縫深度過淺，切縫時(shí)，切縫深度不夠，切縫斷面強(qiáng)度沒有明顯被削弱，由于溫縮和干縮產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力沒有在切縫處得到釋放，極易在臨近縮縫的地方產(chǎn)生新的收縮縫。

在切縫施工中，由于切縫越深，越困難，越費(fèi)鋸片，即“既費(fèi)力又不經(jīng)濟(jì)”，致使施工人員或分包方將切縫深度切的過淺，不能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)不到切縫效果。為了避免或減少此類事件的發(fā)生，切縫過程中安排有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員對(duì)混凝土路面的切縫深度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及旁站監(jiān)督，保證切縫深度滿足設(shè)計(jì)要求。

混凝土施工時(shí)，振搗不均勻。工人在進(jìn)行混凝土振搗時(shí)，由于經(jīng)驗(yàn)不足等原因，造成振搗時(shí)間過長(zhǎng)或過短，不統(tǒng)一;振搗間距過遠(yuǎn)或過近，甚至有的地方漏振。由于振搗的不均勻性直接導(dǎo)致了混凝土強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，強(qiáng)度低的地方在行車荷載的作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，進(jìn)而產(chǎn)生斷板現(xiàn)象。為了預(yù)防這種現(xiàn)象的發(fā)生，在混凝土施工前對(duì)施工人員進(jìn)行有效的技術(shù)交底，安排專人進(jìn)行旁站，保證混凝土施工時(shí)，振搗適度、均勻。

2 設(shè)計(jì)、原材料的原因及對(duì)應(yīng)預(yù)防措施

2.1 混凝土路面板厚與強(qiáng)度不足

由于設(shè)計(jì)單位對(duì)重車、超重車路段，交通量組成調(diào)查不足，致使在設(shè)計(jì)時(shí)將混凝土路面的厚度和抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足，或是對(duì)混凝土路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)不能滿足實(shí)際交通的需要，在行車荷載和溫度作用下產(chǎn)生強(qiáng)度裂縫。

2.2 混凝土配合比不合理，水灰比偏大

一定范圍內(nèi)水灰比越大，混凝土的強(qiáng)度越低，混凝土強(qiáng)度不足，在行車荷載的作用下易產(chǎn)生斷板。水泥用量過大，混凝土在成型過程中極易產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)在實(shí)際拌合過程中，由于拌和機(jī)各種材料的計(jì)量不準(zhǔn)確也可導(dǎo)致施工配合比的不準(zhǔn)確，造成混合料實(shí)際配比和設(shè)計(jì)配比產(chǎn)生較大偏差。對(duì)各種原材料自然含水量檢測(cè)不準(zhǔn)確，或原材料含水量不穩(wěn)定也易造成混合料實(shí)際水灰比偏大。

試驗(yàn)人員在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。在混合料拌和前與拌和過程中對(duì)所用材料自然含水量進(jìn)行有效的檢測(cè)，對(duì)所有集料進(jìn)行覆蓋或搭設(shè)防雨棚，尤其是細(xì)集料。對(duì)拌和機(jī)要定期進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，保證各種材料的計(jì)量精度符合要求。

2.3 水泥原材干縮性大、穩(wěn)定性不滿足要求，集料含泥量大

水泥的干縮性大、集料含泥量大，在混凝土成型過程中產(chǎn)生更大的收縮性，極易造成收縮裂縫。集料的含泥量大，還對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生極大影響，在以后的使用中極易產(chǎn)生斷板。

試驗(yàn)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原材料的試驗(yàn)檢測(cè)力度，配合材料人員杜絕一切不合格材料入場(chǎng)，更不能使不合格的原材料用到實(shí)際施工中。

3 基層的原因及對(duì)應(yīng)預(yù)防措施

3.1 混凝土路面基礎(chǔ)強(qiáng)度不足

由于基層強(qiáng)度不足，不能替混凝土面層“分擔(dān)”足夠的荷載，造成混凝土路面承擔(dān)荷載過大，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土路面產(chǎn)生荷載型裂縫、斷板。

瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)形式為“強(qiáng)基薄面”，基層是瀝青路面的主要承載結(jié)構(gòu)層，而水泥混凝土路面，路面是主要承載結(jié)構(gòu)層，水泥混凝土路面對(duì)基層要求不像瀝青混凝土路面那么高。但在我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的當(dāng)下，交通量急劇增大，重車、超重車急劇增多，這對(duì)水泥混凝土路面的基層提出更高的要求。只有加強(qiáng)水泥混凝土路面基層的質(zhì)量控制，正視基層的重要性，才能避免水泥混凝土路面裂縫、斷板等病害過早出現(xiàn)，保證其的正常使用。施工中，加強(qiáng)基層原材料的質(zhì)量控制，加強(qiáng)對(duì)基層施工中各工序的質(zhì)量控制，保證基層施工質(zhì)量。

加強(qiáng)對(duì)基層施工質(zhì)量的試驗(yàn)檢測(cè)，對(duì)于半剛性基層原則上不需要進(jìn)行彎沉檢測(cè)，因?yàn)榘雱傂曰鶎颖旧砭哂幸欢ǖ膹?qiáng)度，且半剛性基層板結(jié)成整體板塊，猶如一層硬殼，彎沉車后軸只有10 t的荷載，其作用在半剛性基層上，半剛性基層通過其板塊的整體性將荷載分散開來，使后輪處基層所承受壓強(qiáng)變小，荷載不能正常有效的傳遞到其下面基層上。彎沉數(shù)據(jù)不能證明基層的實(shí)際承載力，彎沉值往往較小。當(dāng)基層強(qiáng)度不足時(shí)，在行車荷載反復(fù)作用下，這“硬殼”就很容易被壓碎。但是在半剛性基層施工完成后，其強(qiáng)度還沒形成前，進(jìn)行彎沉檢測(cè)，往往能夠反映出路基承載力的實(shí)際情況。所以，在半剛性基層施工完成后，其強(qiáng)度還沒形成前，進(jìn)行彎沉檢測(cè)，也不失為一種很好的檢測(cè)手段。

3.2 混凝土路面基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降

混凝土路面基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降（如穿越河道、溝槽、拓寬路段處），導(dǎo)致板底脫空而斷裂。

在基層施工時(shí)，一次性填筑過厚，壓實(shí)不密實(shí);基層下淤泥等軟土地基處理不徹底等都可造成基礎(chǔ)的不均勻沉降。對(duì)于填方路基，采用分層填筑，碾壓，嚴(yán)禁一次填筑過厚，導(dǎo)致壓實(shí)不足。對(duì)于填筑所用的材料保證統(tǒng)一、均勻，不可采用材質(zhì)有較大差別的不同材料，造成基層強(qiáng)度、穩(wěn)定度的不統(tǒng)一，易造成不均勻沉降。

在高填方路段除了采用壓實(shí)度檢測(cè)指標(biāo)外，還應(yīng)采用沉降觀測(cè)來控制路基的穩(wěn)定情況。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓、以加快路基的穩(wěn)定。高填方路段應(yīng)盡可能靠前施工以保證有足夠的時(shí)間使基層自然沉降達(dá)到穩(wěn)定。

在河道路段，淤泥必須徹底清除，以保證基層的穩(wěn)定性;溝槽地段，采取措施保證回填材料有良好的水穩(wěn)性和壓實(shí)度，以減少沉降。

在新舊路基界面處，應(yīng)設(shè)置臺(tái)階，保證新舊路基銜接部分穩(wěn)定密實(shí)，同時(shí)在搭接處設(shè)置土工格柵，使新舊路基結(jié)合更加緊密，防止相對(duì)滑移。新路基應(yīng)適當(dāng)增加基層厚度并加強(qiáng)土基強(qiáng)度，使其具有略高于舊路基的強(qiáng)度。同理，在對(duì)老路路基進(jìn)行局部養(yǎng)護(hù)小修保養(yǎng)時(shí)，新修路基應(yīng)采用高于老路基強(qiáng)度的材料進(jìn)行修補(bǔ)。

3.3 基礎(chǔ)不穩(wěn)定

由于基礎(chǔ)不穩(wěn)定，在行車荷載和水、溫度的作用下，產(chǎn)生塑性變形或者由于基層材料水穩(wěn)性不良，產(chǎn)生濕軟膨脹變形，導(dǎo)致各種形式的開裂。

在水位高或低洼路段，路基填筑材料采用水穩(wěn)性優(yōu)良的材料，嚴(yán)禁采用膨脹土、淤泥質(zhì)土和粉質(zhì)土等水穩(wěn)性差的材料?；鶎硬捎冒雱傂曰鶎尤缢唷⑹曳€(wěn)定類基層，半剛性基層具有良好的水穩(wěn)性。

3.4 基層不平整

由于基層的不平整造成路面與基層之間阻力大，在混凝土成型過程中由于收縮作用和路面與基層之間的阻力共同作用下導(dǎo)致混凝土路面的開裂?；鶎拥牟黄秸?，還造成混凝土面板的厚度存在突變點(diǎn)，由于行車荷載及車輛制動(dòng)等作用下對(duì)厚度突變點(diǎn)產(chǎn)生極大的應(yīng)力集中和沖擊，導(dǎo)致混凝土路面斷板。

在混凝土路面基層施工時(shí)，測(cè)量工作做到勤測(cè)量、勤復(fù)核。測(cè)量人員，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程進(jìn)行高程控制點(diǎn)布設(shè)。必要時(shí)對(duì)高程控制點(diǎn)進(jìn)行加密。施工過程中要時(shí)時(shí)跟進(jìn)復(fù)測(cè)，指導(dǎo)、調(diào)整機(jī)械施工，保證基層施工的平整度。

4 養(yǎng)生原因及對(duì)應(yīng)預(yù)防措施

4.1 混凝土澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋

混凝土澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋，在炎熱或大風(fēng)天氣，表面游離水分蒸發(fā)過快，體積急劇收縮，導(dǎo)致開裂。所以混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保水性好的土工布進(jìn)行覆蓋，并適時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)生，覆蓋必須全面覆蓋，包括側(cè)面，灑水量必須保證其各個(gè)表面濕潤(rùn)有水漬，灑水時(shí)應(yīng)采用霧狀噴灑，嚴(yán)禁呈柱狀灑水。

4.2 通車過早

混凝土路面養(yǎng)護(hù)時(shí)間不到，過早通車，極易造成混凝土路面產(chǎn)生荷載裂縫甚至斷板。

不論對(duì)混凝土路面或者是其基層都要有足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)于不同的混合料其養(yǎng)護(hù)時(shí)間也不相同，混凝土一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28天。但對(duì)于加早強(qiáng)劑的應(yīng)適當(dāng)縮短交通管制時(shí)間;對(duì)于加粉煤灰的混凝土，交通管制時(shí)間應(yīng)相應(yīng)增加。在養(yǎng)護(hù)期間，為了更好的掌握混凝土實(shí)際強(qiáng)度情況，應(yīng)在澆筑的時(shí)候制作幾組抗折試件，放在養(yǎng)護(hù)的路面上，隨混凝土路面同條件養(yǎng)生。當(dāng)養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后進(jìn)行抗折試驗(yàn)，以得到混凝土路面實(shí)際強(qiáng)度情況。視情況進(jìn)行放行。

5 結(jié)束語

在公路運(yùn)輸快速發(fā)展的今天，對(duì)道路質(zhì)量提出了更高的要求。只有對(duì)水泥混凝土路面裂縫及斷板病害產(chǎn)生的根源進(jìn)行控制，采取具有針對(duì)性的措施，在源頭上控制其裂縫及斷板病害的發(fā)生及發(fā)展，才能有效降低治理病害的成本，保證道路的通暢率，提高道路的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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