淺談水泥混凝土路面板裂縫與斷板問(wèn)題的處理

1、淺談水泥混凝土路面早期裂縫與斷板問(wèn)題的處理張 曉陜西路橋集團(tuán)公司 西安市雁塔區(qū) 710065摘 要：水泥混凝土路面屬高級(jí)路面，城鄉(xiāng)道路及高速公路中廣泛應(yīng)用，其質(zhì)量好壞直接影響公路使用壽命。本文從自己多年從事公路施工中對(duì)出現(xiàn)病害原因分析及針對(duì)病害采取的處理措施，現(xiàn)做以簡(jiǎn)單介紹。關(guān)鍵詞： 淺談水泥混凝土 路面 裂縫與斷板問(wèn)題 1 前言目前，我國(guó)加大基本建設(shè)投資，公路建設(shè)處于快速發(fā)展階段，隨著全國(guó)公路路網(wǎng)建設(shè)步伐的加快，高等級(jí)公路及城鄉(xiāng)公路里程的增長(zhǎng)，水泥混凝土路面數(shù)量也在相應(yīng)地快速增長(zhǎng)。水泥混凝土路面以其具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、有利于夜間行車(chē)等優(yōu)點(diǎn)，正在被廣泛地應(yīng)用于公路建設(shè)中。但在修建和

2、使用過(guò)程中容易出現(xiàn)板面早期裂縫、斷板、錯(cuò)臺(tái)、邊角破壞、平整度差等病害，給行車(chē)和養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)一定的困難。其中裂縫和面板斷裂是當(dāng)前水泥混凝土路面施工中常見(jiàn)并急需解決的問(wèn)題。產(chǎn)生上述病害的原因很多且很復(fù)雜，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期施工總結(jié)，發(fā)現(xiàn)主要原因在于路基、路面施工質(zhì)量控制不嚴(yán)及外界溫度變化、鋸縫時(shí)間不當(dāng)?shù)确矫妗? 產(chǎn)生裂縫和斷板的主要成因及處理措施2.1 面層我們目前施工的隧道混凝土路面從鋪筑和早期使用狀況來(lái)看，產(chǎn)生的裂縫和斷板數(shù)量比較多，其中裂縫大多發(fā)生在面板澆筑完成但尚未開(kāi)放交通期間，通常稱(chēng)之為早期裂縫。早期裂縫主要分為：沉降裂縫、塑性收縮裂縫、干燥收縮裂縫及溫度裂縫。2.1.1 沉降裂縫引起沉降裂縫的主

3、要原因是混凝土用水量過(guò)大，導(dǎo)致坍落度大、終凝時(shí)間長(zhǎng)、攪拌時(shí)間短等。混凝土在澆筑成型后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，由于坍落度大，水、水泥漿與骨料會(huì)發(fā)生分離傾向，骨料在水泥漿中下沉，自由水分則上浮，形成下部骨料聚集和表面泌水，因水分蒸發(fā)而形成裂縫。裂縫主要發(fā)生在以下部位：（1）面板變截面處；（2）板塊橫向邊緣；（3）拉桿與傳力桿處；（4）路面縱橫坡度較大時(shí)的澆筑面不平整處；（5）由于模板不嚴(yán)密、不穩(wěn)固的漏漿處。這些裂縫大多數(shù)發(fā)生在澆筑后的12小時(shí)內(nèi)。預(yù)防此類(lèi)裂縫措施主要有：調(diào)整配合比，尋找混凝土合適的用水量；盡可能選用較小坍落度，加強(qiáng)混凝土振搗。2.1.2 塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫主要是由于混凝土終凝前泌水

4、和水分蒸發(fā)過(guò)快、混凝土失水體積收縮引起的。當(dāng)水分蒸發(fā)量超過(guò)1.5L/m2h時(shí)，混凝土面板表面就會(huì)出現(xiàn)裂縫。避免產(chǎn)生此類(lèi)裂縫的方法有：對(duì)砼表面及時(shí)進(jìn)行二次抹壓；在混凝土澆筑成型后及時(shí)用塑料薄膜覆蓋；用草袋覆蓋，使混凝土保暖、保濕，加強(qiáng)灑水養(yǎng)生或噴灑養(yǎng)護(hù)液。 干燥收縮裂縫干燥收縮裂縫是由于混凝土水化反應(yīng)引起的也是由于混凝土急劇干燥產(chǎn)生的，表現(xiàn)為龜裂狀、樹(shù)枝狀裂縫，縫深而且寬。水化反應(yīng)發(fā)生在混凝土的拌和、運(yùn)輸、振搗、凝結(jié)、硬化的過(guò)程中，主要發(fā)生在水泥與水混合后的8至16小時(shí)。在混凝土中，水在拌和物中以化學(xué)結(jié)合水、物理吸附水、毛細(xì)水等游離狀態(tài)存在著。游離水分在不同階段失去時(shí)，水泥漿就會(huì)干燥，體積就會(huì)收

5、縮，當(dāng)收縮受到限制時(shí)，發(fā)生收縮應(yīng)力，從而引起干燥收縮裂縫。水泥漿的收縮限制有內(nèi)外兩種，內(nèi)部限制是指骨料對(duì)水泥漿的限制，普通混凝土中，水泥漿的收縮率被限制了90%，致使混凝土內(nèi)部經(jīng)常存在著引起干燥裂縫的應(yīng)力狀態(tài)；外部限制是指相鄰構(gòu)件間的相互限制以及路面整體產(chǎn)生的限制。防止水化反應(yīng)引起的龜裂縫的措施主要有采用安定性良好的水泥。另外在施工中，采取覆蓋措施，保暖、保濕；合理板塊劃分，采用設(shè)置伸縮縫或工作縫等方法緩和消除約束應(yīng)力；對(duì)于側(cè)邊，則采用隔離層來(lái)緩和約束。2.1.4 溫度裂縫水泥混凝土和其它固體物一樣具有熱脹冷縮性。水泥混凝土在硬化過(guò)程中，由于水泥水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，使砼溫度升高。溫度每升高

6、1，每延米混凝土板塊膨脹0.01毫米，這樣的溫度變形對(duì)于面積較大的塊件存在很大危險(xiǎn)。砼中部水化產(chǎn)生的熱量無(wú)法散熱使內(nèi)部溫度升高、體積膨脹，而板面由于散熱好而溫度不會(huì)顯著升高，這樣內(nèi)熱外涼就會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，自然環(huán)境中，溫度高低起伏變化，當(dāng)溫度升高面層砼伸長(zhǎng)時(shí)也會(huì)受到基層摩擦力的約束，當(dāng)約束力應(yīng)力大于砼抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。防止溫度裂縫的措施有：（）合理選用級(jí)配，采用水化熱較低的水泥，減小水泥用量和單位用水量，降低混凝土硬化階段的膨脹值；（2）成型初期硬化階段采用人工保溫措施，對(duì)表面進(jìn)行保暖、保濕養(yǎng)護(hù)。如遇雨天與冬季氣候寒冷（低于5）時(shí)，要停止施工；（3）掌握鋸縫時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試鋸來(lái)確定，最短

7、時(shí)間以切縫不起毛邊來(lái)控制，也可根據(jù)混凝土初期養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度來(lái)控制，在抗壓強(qiáng)度達(dá)到612MPa時(shí)要及時(shí)鋸縫。根據(jù)已施工完成的水泥混凝土路的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了鋸縫時(shí)間參考表（附表一）。在氣溫很高時(shí)為避免不規(guī)則裂縫可采用跳躍式鋸縫作業(yè)以減少裂縫發(fā)生。切縫要嵌緊密實(shí)，所以采用優(yōu)質(zhì)的嵌縫材料也很重要。 鋸縫時(shí)間參考表 附表一氣 溫（）鋸縫時(shí)間（小時(shí)）氣 溫（）鋸縫時(shí)間（小時(shí)）25以上2025152081112151824101551028364860 2.2 基層、墊層強(qiáng)度不足及水危害而引起的板塊斷裂若基層強(qiáng)度不足又有水從板縫滲入，則在車(chē)輛荷載作用下發(fā)生翻漿、唧泥現(xiàn)象，脫空板與基層接觸面，板面支承不均勻，在荷

8、載應(yīng)力作用下，引起板塊斷裂、錯(cuò)臺(tái)。為解決此類(lèi)病害，一方面保證填縫密實(shí)，防止水分下滲；另一方面在填挖結(jié)合部，剛?cè)峤Y(jié)合部及高填方路堤等容易引起板塊斷裂處，可以在面板下面設(shè)置土工格柵，在混凝土面板內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。根據(jù)板塊斷裂情況來(lái)看，水泥混凝土路面基層采用水泥穩(wěn)定類(lèi)半剛性結(jié)構(gòu)材料的比采用石灰穩(wěn)定材料的，混凝土面板破壞及裂縫數(shù)量明顯少。故建議基層盡量采用水泥穩(wěn)定類(lèi)材料修筑。2.3 混凝土板厚度均勻性與施工質(zhì)量控制不嚴(yán)而引起板塊斷裂混凝土板厚度均勻程度直接影響板內(nèi)混凝土受力的均勻性，板塊厚度變化處容易引起應(yīng)力集中，在應(yīng)力作用下面板塊易斷裂破壞。混凝土原材料質(zhì)量、配合比、雜質(zhì)含量超標(biāo)時(shí)也會(huì)降低面板抗

9、壓強(qiáng)度，從而影響路面板質(zhì)量。所以要嚴(yán)格按照規(guī)范施工，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)控，提高基層、面層平整度。對(duì)所用水泥等原材料認(rèn)真檢驗(yàn)，采用真空吸水工藝，可以提高混凝土的強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度，一般七天即可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上，故可大大減少早期裂縫和泌水裂縫。2.4 脹縫、工作縫、縮縫處板邊緣、板角等薄弱處碎裂板邊混凝土不均勻密實(shí)、強(qiáng)度不夠、傳力桿安置不平直或活動(dòng)端被澆死、拆模時(shí)板邊混凝土受到擾動(dòng)，縫內(nèi)石子等雜物未清除干凈、邊緣補(bǔ)強(qiáng)鋼筋跨入兩塊板內(nèi)等都會(huì)引起裂縫。在施工中要加強(qiáng)振搗，可用插入振搗棒、平板振動(dòng)器和振動(dòng)梁三個(gè)振搗過(guò)程，并要勤檢查鋼筋安放位置，傳力桿活動(dòng)端是否放置合理。3 結(jié)束語(yǔ)水泥混凝土路面施工要求質(zhì)量很?chē)?yán)格、工藝要求很細(xì)膩，但往往在鋪筑過(guò)程中受干擾大，影響因素多。一條高等級(jí)公路的水泥混凝土路面必須滿(mǎn)足平整度、粗糙