水泥砼路面裂缝断板的原因分析及防治措施

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2011-05-04浏览：190次

　　摘要：本文主要从水泥砼路面出现裂缝与断板的原因、预防裂缝断板发生的几项措施、裂缝与断板的修补方法等方面进行阐述。
　　关键词：水泥砼路面；裂缝；断板；防治措施
　　
　　所谓断板，即水泥混凝土板产生横向贯通裂缝，使板块整体遭到断裂的现象。随着我国国民经济的快速发展，水泥砼路面因其具有刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好、利于夜间行车等优点，在公路路面所占的比例越来越大。但由于路面经常受重交通荷载、环境条件等外部作用，或是水泥砼路面在制作和硬化的过程中，由于受到水泥砼干缩和渐变、湿度、面板原材料不合格、基层强度不足、施工工艺不当等因素的影响，致使水泥砼路面在使用的过程中常出现裂缝和断板，从而影响了公路运输的效益和行车安全。因此，如何降低水泥砼路面的断板率，提高路面的使用性能和延长其寿命，对今后水泥砼路面的修建有实际意义。
　　1工程实例
　　某水泥砼路面改建工程，2008年施工，工期35天，水泥砼路段长1500m，路面宽9m，混凝土板厚25cm，用C30水泥混凝土，要求施工时不中断交通。原来水泥砼路面2000年10月完工，由于原设计对旧路基处理以及水的危害考虑不周,造成完工后该路段就出现路面断板、开裂等损坏问题，一直到2007年，该路段水泥砼路面已完全损坏，已不能保证正常的交通运输。
　　2水泥砼路面开裂断板的原因
　　2.1水泥砼干缩与渐变造成断板
　　水泥砼的干缩与渐变是产生裂缝、断板的重要原因之一。干缩与渐变是砼的重要特性。混凝土在硬化前，由于内部骨料的不断沉积，也由于混合料还未获得强度仍处于塑性状态，迅速失水引起表面干缩，致使表面砼承受拉力，内部砼承受压力。当表面砼所受的弯拉拉力超过其抗拉强度时而导致产生不规则断裂。
　　2.2湿度对砼干缩的影响
　　湿度对砼成型初期影响较大。砼拌和料摊铺成型后，在一定时期内必须使其处于保湿状态，只有在保湿状态下，水泥水化速度才是最大的，才能保证砼强度的正常增长。如果环境干燥或有大风，砼内部的水分极易损失，影响水泥水化硬化的正常进行，甚至完全停止，这不仅严重影响砼的强度，而且会使砼内部结构疏松，渗水性增大，出现干缩裂缝现象。
　　2.3面板原材料不合格导致面板开裂
　　如水泥的安定性差，强度不足；集料（砂、碎石）级配不合理，其含泥量及有机质超标；河流石筛洗达不到规程要求等，都会致使砼路面开裂断板的机率增加。
　　2.4基层强度不足或不均匀造成断板
　　由于基层强度本身不是很好，加上基层施工拌和不够均匀，压实不够等施工原因造成基层不板结，局部地方还有松散现象，基层强度难以满足设计要求，在行车荷载作用下，砼板底的拉应力增大，甚至在超载超限车的作用下，砼板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。或是由于种种原因原砼路面施工局部地段厚度达不到设计厚度，砼配合比也达不到设计要求，从而降低砼路面的强度，在荷载强作用下，砼路面无法承受荷载带来的竖向剪切力从而导致路面断板。另外，基础强度不均匀，比如地下管线等处理不当．极易造成断板。
　　2.5设计和施工方面缺陷导致面板断裂
　　由于设计时对交通量预测计算不够准确、基层和面层设计厚度偏薄、设计时忽视了运行期间路面板块的“活板”形态及其受力特性等，以及在施工时不按级配配料、水灰比控制不准、铺筑时振捣不均匀、砼拌合时温度相差过大、因机械故障或断电、不及时养生等原因，都极易致使砼面板开裂。
　　2.6超重荷载导致砼路面断板
　　随着经济的发展，车流量不断增加，加上绝大部分的车辆已经进行改装，加高车厢，加厚大梁等等，严重超载的荷载远远超过了路面设计承受车轮的作用压力，从而造成砼板块疲劳，形成断裂和破碎，大大缩短正常使用年限。
　　2.7切缝不及时导致断板
　　切缝的目的就是缩短混凝土板块长度以减少内应力，实现人为的有规律断裂。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，造成砼内应力集中，这样就在砼板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。
　　2.8过早开放交通
　　在混凝土尚未达到设计强度之前，还承受不了外界荷载的作用下，过早通车，当这一荷载应力超过了荷载的临界状态时，就导致了面板出现裂缝断板现象。
　　3预防裂缝断板发生的几项措施
　　3.1严把水泥砼路面的设计关
　　严把水泥砼路面的设计关，是防止水泥砼路面出现裂缝断板的关键因素之一。因此，在设计阶段，设计人员和有关专家应严格按照规范的要求，并根据当地的地理位置、环境、地形、沿线工程地质、水文地质、交通量的组成、车辆的类别、地方材料的供应情况等资料，进行深入细致地研究和讨论，从而提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求等，以设计出适宜的水泥砼面板以及完善的排水系统，提出合理经济的水泥砼配比设计及要求，从而预防水泥砼路面断板。
　　3.2严格控制原材料质量关
　　原材料的性质对砼收缩有重要影响。因此，在施工前，施工单位必须按照规范要求，对每批用于路面的原材料应认真挑选，并尽可能进行强度安定性实验。如尽可能选用发热量小、收缩量小的选硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等，严禁使用不同标号、种类、厂家的水泥，水泥强度的等级宜为设计抗折强度10倍以上，水泥的含碱量不应大于0.6％；严格控制集料的含泥量和有机质含量不超标；尽可能选用粉煤灰、硅灰等作为掺合料，以减少砼水化热，防止砼因温度应力产生的破坏。
　　3.3严格控制混合料组成配合比和水灰比
　　砼配合比是混合料的灵魂。因此，在施工中要严格控制混合料组成配合比，当发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时，必须及时调整施工配合比；要检查混合料含泥量，确保其不超标；要严格控制混合料的水灰比，控制含水量。另外，施工中试配的强度要大于设计强度的10%-15%，以确保设计强度的实际值。
　　3.4严把施工质量关
　　3.4.1尽量采用机械化施工，并注意机械配套和能力匹配。
　　3.4.2正确选择砼浇筑时间，降低砼入模温度
　　3.4.3严格控制振捣方法和振捣时间，并确保水泥砼振捣均匀密实，以避免因漏振和振捣不均匀导致砼面板下部出现蜂窝和空洞，造成面板产生断板。

　　3.4.4在砼浇筑过程中，要始终保持施工作业的连续性，尽可能缩短工序之间的时间。一旦出现间断作业，必须设置一道施工缝，并正确安装传力杆，防止上下翘动，使传力杆与道路中心线及路面平行，以防止因不设施工缝而出现断板的现象。
　　3.4.5正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝，以减少或释放应力应变，从而预防断板。
　　3.4.6及时切缝，保证切缝深度约为板厚的1/4；切缝时间的确定以混凝土的强度为依据，一定要在产生最大收缩应力之前切缝，才能有效。据经验及实践经验得知，在砼抗压强度达到6.5～7.5MP时，抹面后约3小时左右，就可以进行切缝，如切缝时间过早，会产生飞边现象；过晚则产生断板现象。
　　3.5认真做好水泥砼路面的接缝
　　保证接缝质量是防止水泥砼路面破坏的关键。因此，要认真做好路面的接缝，即选用具有粘结力强、弹性好、耐水等优良性能的接缝密封材料；确保设计和施工均一致的槽断面和尺寸；应常清扫路面表面和做好接缝的表面处理；在灌缝前，为使密封材料与酸性混凝土面粘结牢固，应对缝壁进行碱化处理，并在缝内先敷设背衬材料，以保证密封材料不流入缝低等。
　　3.6保证到位的养生和养护
　　水泥砼路面浇筑完毕后，板面有一定硬度时应及时用塑料薄膜覆盖进行养生，并定期进行洒水，以砼路面湿润为准，防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板，湿养不少于14天。采用新型的养护剂进行路面养护，工艺简单操作方便，有利于文明施工节省养护费用。使用时注意喷洒均匀，控制好喷洒时间。同时，还应注意天气变化，尽量避免在温差大天气或大风天气施工，或是及时采取措施，如进入风裂季节，应及时用塑料薄膜、麻袋等遮盖混凝土板。待水泥砼路面达到设计强度后，方可开放交通。
　　4水泥砼路面开裂断板的处治
　　4.1裂缝的处理
　　在本工程中，由于路面损坏严重，其路面裂缝较宽，在处理时，先是将裂缝内老化的填料及缝内杂物清扫干净，并撒些石粉，确保缝内干燥；然后在缝内及路面先铺一层聚氨酯底胶层，厚度为0.3±0.1mm，底胶用量为0.15kg/m2，底胶铺设采用涂刷法；最后将灌浆材料（技术性能见表1）灌入缝内，待固化后达到通车强度后，立即放行交通。

　　表1
　　4.2断板的修补
　　在本工程的改建中，对于轻微的断板现象，先是凿除砼板断裂位置的破碎板块并清理干净，然后素水泥浆涂刷槽壁和底面，随即填筑砼并捣实；修补结束后用薄膜或稻草覆盖养生24h。而对于本工程中出现严重断裂、有错台或裂块已开始活动的断板，采取了换板措施。
　　5结语
　　综上所述，砼路面开裂断板的原因很多，在采取防止措施时，我们应从水泥砼路面产生裂缝、断板的起因入手，去探寻防治砼面板开裂断板的方法。同时，对已发生的裂缝断板，应及时进行修补。只有严格按照施工规范进行，才能大大减少水泥砼路面的开裂与断板现象，才能不断提高水泥砼路面的使用性能，从而延长水泥砼路面的使用寿命。经工程实践证明，自本工程2008年完工至今，运行良好，尚未出现任何病害。
　　
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