水泥混凝土路面斷板原因及預(yù)防措施初探論文
摘要：本文結(jié)合工程實踐，分析了水泥混凝土路面面板破壞的原因，并提出了防治水泥混凝土路面裂縫形成的工程措施。
關(guān)鍵詞：水泥混疑土路面；破壞；成因；防治措施
隨著水泥混凝土路面的使用到中后期容易逐步出現(xiàn)部分破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等。為了進(jìn)一步提高其質(zhì)量，下面重點將水泥混凝土路面裂縫和脹、縮縫帶來的病害做一研究。
1 水泥混凝土路面破壞的原因
第一，路面表面所出現(xiàn)的裂縫。主要原因是荷載應(yīng)力、溫度變化致使混凝土自身收縮產(chǎn)生的應(yīng)力、以及混凝土面板與基層間強(qiáng)大的摩阻力超過了混凝土面板的抗拉強(qiáng)度而引起的。
第二，早期表面裂縫與早期斷板。早期表面裂縫原因是由于混凝土表面早期過快失水干縮而引起的末完全斷裂的表面性裂縫，大多發(fā)生在混凝土路面攤鋪成型初期，裂縫規(guī)律不很明顯。早期斷板產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，主要發(fā)生混凝土路面成型初期，斷裂規(guī)律比較明顯，大多為橫向裂縫，一般會貫通板底部。裂縫和脹、縮縫原因是預(yù)留脹縫不合理，填縫材料性能較差或收縮縫和切縫后，雨雪水通過縫隙灌入縫內(nèi)，造成混凝土板底部沖刷發(fā)生病害。個別地段由于路基填料土質(zhì)不均勻，濕度大，膨脹土、凍脹、排水設(shè)施不良等造成路基穩(wěn)定性不足，產(chǎn)生沉陷，路面在受荷載時底部產(chǎn)生過大的彎拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土路面破壞。
第三，溫度的應(yīng)力變化是裂縫和脹、縮縫病害形成的另一種原因。4m*5m混凝土板塊在夏天3 0℃～4 0℃的氣溫條件下，地表溫度達(dá)到6 0℃左右時，由于板塊內(nèi)溫度應(yīng)力的作用，使其發(fā)生四角的翹曲，板塊發(fā)生盆狀變形，四周的板塊填縫材料被擾動。這樣的長期高溫天氣，晝夜溫差的變化，板塊也在不斷發(fā)生變化。在盆狀變形狀態(tài)下重載車通過時發(fā)生翹板性跳動，將填縫材料壓出，遇雨天進(jìn)入雨水，會出現(xiàn)混凝土板底部沖刷發(fā)生卿漿病害。
第四，在水泥混凝土路面使用期內(nèi)，嵌縫材料主要受到拉伸和翦切兩種作用。嵌縫料的拉伸是指水泥混凝土路面板溫度下降引起的板收縮而導(dǎo)致了按縫的張開。剪切是指汽車行駛經(jīng)過接縫時，受荷載板與相鄰的未受荷載板的豎向位移差也導(dǎo)致了接縫的張開。當(dāng)路面和填縫材料發(fā)生重度損壞，板下墊層長時間受水的凍融侵害和高速重載的作用，形成一種活水沖刷，由于沖刷的反復(fù)作用，將混凝土板下灰土從板縫挪出，即出現(xiàn)卿漿，灰土卿漿后在重載車的反復(fù)作用下將粒料磨成泥漿逐漸唧出，板下出現(xiàn)掏空，掏空到一定面積后4mx5m的板塊出現(xiàn)跳板現(xiàn)象或重載車通過時發(fā)生斷裂，嚴(yán)重時會影響行車。
2 水泥混疑土路面裂縫和脹、縮縫的預(yù)防措施
為避免裂縫產(chǎn)生，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計、施工、驗收規(guī)范組織精心施工。
2.1 位置縫
2.1.1 混凝土路面施工縫應(yīng)盡可能設(shè)置于構(gòu)造物處，當(dāng)不能避免時，應(yīng)保證施工縫接縫處兩側(cè)面板混凝土的振搗密實，并有足夠的間隔時間，以形成強(qiáng)度。
2.1.2 當(dāng)與原有混凝土路面相接時，應(yīng)采用機(jī)械將原路面連接縫處切割整齊，并清除表面浮塵及松動石子，用水將連接縫處清洗干凈。
2.1.3 水泥混凝土路面為剛性路面，縱橫縫應(yīng)及時填充材料，填料應(yīng)與板的粘結(jié)力強(qiáng)，適應(yīng)混凝土面板的`收縮。如氯丁橡膠、瀝青瑪蹄脂等。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，防止?jié)B水，避免雜物進(jìn)入縫內(nèi)。
2.2 施工縫
2.2.1 避免高溫作業(yè)，溫度宜控制在35度以下，注意晝夜溫差，并摻減水劑等外加劑以保持應(yīng)有水份。
2.2.2 避免大風(fēng)天氣施工，防止表面水份喪失過快。
2.2.3 水泥混凝土終凝后即覆蓋稻草等并充分灑水養(yǎng)護(hù)或大面積噴灑養(yǎng)護(hù)劑，防止水份喪失過快，產(chǎn)生干縮裂縫。養(yǎng)護(hù)時間由水泥混凝土強(qiáng)度增長情況而定，一般應(yīng)在半個月至20天左右，并不得少于七天。
2.2.4 控制水泥混凝土攪拌質(zhì)量和速度，做試驗段，求取施工參考值并借鑒其它已完成公路的施工控制。
2.2.5 加強(qiáng)施工自檢，嚴(yán)格控制基層平整度，使其符合規(guī)范要求。
2.2.6 清除基層表面積水，嚴(yán)禁灑用生水。
2.2.7 做軟弱基礎(chǔ)處理專項設(shè)計，薄弱部位可用鋼筋網(wǎng)補(bǔ)強(qiáng)并加強(qiáng)碾壓質(zhì)量。
2.2.8 計算水泥用量，控制水泥含量合理范圍，參考其它路面，做試驗段取得充分的科學(xué)數(shù)據(jù)。
2.2.9 為滿足混凝土路面重載交通的強(qiáng)度要求，可根據(jù)規(guī)范采用鋼纖維混凝土路面等特殊路面型式，以提高路面混凝土的強(qiáng)度，達(dá)到設(shè)計要求。
2.2.10 注意水泥質(zhì)量，實現(xiàn)設(shè)計目的，完成設(shè)計意圖。
2.2.11 注意混凝土配合比的實際選用值要結(jié)合施工現(xiàn)場求得。
2.3 材料縫
2.3.1 利用同一廠家同一標(biāo)號的水泥。
2.3.2 使用同一性能的鋼筋，縱、橫向鋼筋直徑盡可能保持一致。
2.3.3 嚴(yán)格控制材料購進(jìn)渠道，必須通過實驗來嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，不合格材料一定要清除出場。
2.3.4 使用合格水泥，使用免檢產(chǎn)品，使用名優(yōu)水泥。
2.3.5 注意水泥混凝土的初凝時間，攪拌站距攤鋪現(xiàn)場距離不能過遠(yuǎn)，保證運輸過程中的規(guī)范性。
2.4 選擇合格的原材料。
選用強(qiáng)度高、收縮性小、耐磨性強(qiáng)、安壘性好的水泥，可減少混凝土成型早期的收縮變形，提高混凝土的抗彎拉強(qiáng)度。
粗集料選用反擊破生產(chǎn)的連續(xù)級配碎石，最大粒徑不大于31.5mm(方孔篩)，針狀片含量不大于15％。碎石宜采用強(qiáng)度高、抗溫差能力強(qiáng)的非活性骨料，以防止堿性骨料產(chǎn)生混凝土裂縫及強(qiáng)度下降等不良現(xiàn)象。
選擇合理的混凝土配合比�；炷僚浜媳仁腔旌狭系撵`魂，必須滿足強(qiáng)度，耐久性，經(jīng)濟(jì)性的要求。施工中混凝土配合比的強(qiáng)度以大干設(shè)計強(qiáng)度的10％－15％為宜，水灰比0.4-0.48為宜，塌落度1.8-2.0cm為宜，含砂率30％～35％為宜，混凝土24h彎拉強(qiáng)度應(yīng)不低于3.0MPa。集料含水量應(yīng)根據(jù)實測值及時準(zhǔn)確調(diào)整。為確保水泥、集料、水的準(zhǔn)確用量，混凝土配料應(yīng)采用電子自動計量。
2.5 做好施工工藝的控制。
水泥混凝土路面施工時，由于澆筑混凝土水分的蒸發(fā)，體積在收工后改縮，會將路面板拉斷。為防止路面裂縫、斷板，控制切縫時間十分關(guān)鍵。根據(jù)我們的經(jīng)驗：在平均氣溫7攝氏度左右時，養(yǎng)護(hù)時間花10天切縫比較合理：在平均氣溫14攝氏度左右時，養(yǎng)護(hù)時間在7天切縫比較合理。在平均氣溫20攝氏度左右時，養(yǎng)護(hù)時間在3天切縫比較合理。水泥混凝士路面分格切縫時要盡量花4mx5m之間分格，以減輕溫度應(yīng)力對板塊的破壞。
選擇適宜的攤鋪時間。為避免溫差應(yīng)力造成開裂斷板，必須選擇日照溫度不高，風(fēng)力不大，且溫度變化不大的時間段進(jìn)行攤鋪。
為防止板邊裂縫，混凝土面板縱、橫向自由邊緣部分應(yīng)增加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，正確安裝傳力桿。邊緣鋼筋一般選用2根12號－16號的鋼筋，布置在板的下部，距面板底部一般為板厚的1／4，并不小于5cm，間距10cm，鋼筋兩端應(yīng)向上彎起，鋼筋保護(hù)層應(yīng)不小于5c m。傳力桿應(yīng)與道路中心線平行、傳力桿應(yīng)按設(shè)計要求，使用高塑料套管和涂瀝青隔層。
加強(qiáng)混凝土面板早期養(yǎng)護(hù)。宜采用麻袋或草簾覆蓋，酒水進(jìn)行濕潤方法養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)生時期混凝土板面始終濕潤，養(yǎng)生時間不少于14天。養(yǎng)生期間加強(qiáng)交通管制，嚴(yán)禁車輛通行。
為阻止縫內(nèi)灌水，填縫料應(yīng)選用與混凝土板壁粘結(jié)力強(qiáng)、回彈性好、能適應(yīng)混凝土板的脹縮，不溶于水和不滲水、高溫不溢出、低溫時不脆裂和耐久性好的材料填充。接縫板應(yīng)選用能適應(yīng)混凝土面板膨脹收縮，施工時不變形、耐久性良好的材料。
綜上所述，水泥混凝土路面的裂縫和脹、縮縫原因是多方面的，但只要我們從原材料、混凝土配合比、施工工藝水平等各個方面上嚴(yán)格把關(guān)，采用綜合的防治措施，水泥混凝土路面的裂縫與斷板是可以有效控制及避免的。
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