浅谈水泥混凝土路面断板的原因及预防措施

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【摘要】通过施工对混凝土路面断板的原因进行分析，并提出具体的防治措施。

【关键词】 混凝土路面；断裂；分析

1. 概述

随着公路建设的迅猛发展，水泥混凝土路面作为高等级路面目前其发展速度明显加快。水泥混凝土路面既有其养护维修费用小、使用时间长的优点，也有其先期投入大、损坏不宜修复等缺点与不足。因此，我国对水泥混凝土路面发展采取了"因地制宜，积极稳妥，确保质量，加快发展"的方针。在水泥混凝土路面修建技术不断提高的同时，也出现了一些开裂，断板、沉陷、错台等病害，给养护、维修带来了极大的困难。尤其是断板病害已经成为公路工程的质量通病，通过近几年混凝土路面的施工，经过认真分析和总结，对防止混凝土路面断板提出以下几点防治措施。

2. 水泥混凝土路面断板分类

水泥混凝土路面断板按其损坏程度分为三类：

2.1 轻微断裂：裂缝无剥落或轻微剥落；未封缝的裂缝宽度小于3mm，已封缝的裂缝宽度不限，但封缝良好。

2.2 中等断裂：裂缝处有中等程度剥落；未封缝的裂缝宽度为3～25mm；已封缝的裂缝无剥落或轻微剥落，但填缝料明显损坏；板被分割成3块以内，但均属轻微裂缝。

2.3 严重断裂：裂缝处有严重剥落；未封缝的裂缝宽度大于25mm，板被分割成3块以上，裂缝损坏在中等程度以上；有错台、裂块已开始活动。

3. 混凝土路面断板原因

通过近几年的施工，我们认为：混凝土路面开裂的主要原因是因为混凝土的自身收缩（包括干燥收缩和温度收缩）及其与基层间的强大的摩阻力（包括静摩擦力和层间粘结剪应力），因此减少或改善混凝土的自身收缩及其与基层的摩阻力，就能有效的防止开裂。

3.1 产生断板的原因分析。

3.1.1 原材料不合格：（1）水泥安定性差，强度不足；（2）集料（砂、碎石）含泥量及有机质含量超标。

3.1.2 基层标高失控和不平整。（1）基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或过厚交界处会成为薄弱断面，在混凝土收缩时，因不能承受拉应力而开裂。（2）基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力，容易在较薄弱路面开裂。（3）用松散材料处理基层标高失控或不平整时，上层混凝土中的水分或砂浆就会下渗或被基层吸收，使下部混凝土变得疏松，强度下降。

3.1.3 混凝土配合比不当。（1）单位水泥用量偏大。混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分，过多的水泥用量必然会导致较大的收缩。（2）水灰比偏大。偏大的水灰比虽然满足了混凝土和易性的需要，但增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度，影响了混凝土强度。（3）施工中配合比不准，不及时根据集料的含水量调整配合比都会影响配合比的准确性，从而影响其初期强度。

3.1.4 施工工艺不当。（1）搅拌不足或过分，振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，容易导致开裂断板。振捣时间过长，会造成分层，使粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，使表面形成细小不规则的裂纹。（2）混凝土拌和时，如果天气过热，再加上水泥的水化热，会使混凝土拌和物的温度很高，在冷却硬化过程中使温差收缩加大，从而导致开裂。（3）混凝土间断施工。因停电、机械故障、运输不及时、气候突变、停料等原因使混凝土浇注作业中断，再浇注混凝土时未按施工缝处理，新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致就会形成一条不规则的接缝。（4）养生不及时或养生方法不当。气温高，湿度小，风速大的不利条件会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。（5）切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，造成混凝土内应力集中，在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。（6）施工车辆过早通行。在混凝土强度不足的情况下过早通车，对混凝土面板产生的荷载应力，是产生裂缝的又一原因。（7）传力杆安装不当，上下翘曲，在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会破坏，形成裂缝损坏。

4. 混凝土面板断板的预防措施

针对上述环节造成水泥混凝土路面断板原因的分析，我们在路面施工中进行了全面的预防，取得了良好的效果，具体措施如下：

4.1 合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件

4.1.1 对于安定性差、游离氧化钙含量超标及强度不足的水泥应禁止使用，做到不同标号、不同厂家、不同种类、不同批生产的水泥禁止混合使用。我们在水泥进场前，对要进场的水泥进行了随机取样并进行了水泥物理性能试验检测，各项指标合格后再确定水泥供应商，根据水泥的进场数量，我们对进场的水泥每200t做一次检测，发现水泥有不合格的，坚决不准进场。

4.1.2 集料（砂、碎石）含泥量的控制：集料进场时我们指派具有试验资格的专职试验人员对进场的集料进行检测，如果集料的含泥量超过标准，我们采用对集料进行水洗的方法直至达到要求。

4.2 基层标高、平整度的控制。

4.2.1 严格控制基层顶面标高。在水泥稳定基层施工时，我们要求测量班组对基层的标高进行初步放样，然后进行复测。待基层施工成型后立即进行基层顶面标高的检测，当发现不合格点时，根据不合格点的范围立即进行整改直至达到规范要求的标准，以确保混凝土路面板的厚度均匀一致。

4.2.2 基层顶面平整度的控制。在水泥稳定基层施工时，随时用三米直尺对成型的路段进行平整度检测，发现平整度不合格及时进行返工处理，在混凝土路面施工时我们采取加铺塑料薄膜的方法以减少水泥混凝土面板与基层的摩阻力，同时也避免了因模板不严密漏浆而产生的蜂窝、麻面。

4.2.3 基层施工完毕后及时对基层进行洒水养生，使水泥稳定基层始终保持湿润状态直至浇注混凝土路面板。

4.3 严格控制混凝土配合比。

4.3.1 混凝土路面施工前，我们对集料采取随机取样进行混凝土的配合比试验，确定混凝土的设计配合比，我们使用的是山东方圆机械厂生产的强制式拌和机，其配置的是精确的电子计量系统，这样就能使集料的用量误差控制在1%以内。

4.3.2 混凝土路面板开始施工前，每天都对集料进行含水量试验，根据试验得出的数据及时调整施工配合比，确定实际用水量。

4.4 施工工艺的控制。

4.4.1 混凝土拌和时间的控制。我们根据所采用的混凝土拌和机的性能确定混凝土的最短搅拌时间为90秒，最长搅拌时间不得超过270秒，搅拌时间过短，混凝土的和易性较差，搅拌时间过长容易使混凝土离析。

4.4.2 在混凝土路面板施工时，我们使用排振设备以保证混凝土振捣均匀密实，振捣直至混凝土不冒汽泡，不下沉泛出水泥浆为止，对于边角排振振捣不到的地方，用插入式振捣棒补振，避免了漏振和超振现象的发生。

4.4.3 混凝土拌和前，为避免集料的温度过高，我们采取洒水降温的方法，待温度降低后及时测定集料的含水量，以调整施工配合比确定实际用水量，保证水灰比值不致增大。

4.4.4 每天在混凝土施工前都要对发电机、振平机等机械设备进行仔细检查，以确保其在良好的状态下运行，同时为避免因机具故障而对路面施工造成影响，我们又准备了备用的发电机、振平机和振捣棒，以确保施工的连续性。

4.4.5 混凝土路面板的养生。我们采用喷洒养生液的方法对成型的路段进行养生，养生液必须做到喷洒均匀，不得漏喷，使混凝土面板上形成一层均匀的养生薄膜。

4.4.6 准确掌握切缝时间。我们根据施工现场的实际气温和水泥的品种确定最早的切缝时间为切缝时混凝土不掉角为准，尽可能的早切缝。切缝的深度为设计混凝土板厚的1/3～1/4，不得过浅或过深。

4.4.7 我们所施工的路段在水泥稳定基层施工前就已经对全路段进行了交通封闭，避免了由于混凝土强度不足及过早开放交通而使混凝土面板产生开裂。

4.4.8 为了正确安装传力杆，防止其上下翘动，我们在施工时采用了双模板进行控制，以保证传力杆位置的准确。浇注下一混凝土板是对传力杆进行涂刷沥青隔离层并安设塑料套管，保证传力杆起到设计的传力作用。

总之，通过采取以上措施，使混凝土路面的断板率控制在4‰以内。