作為高級路面的水泥混凝土路面,以其穩(wěn)定性好,抗滑性能好及養(yǎng)護費用低等優(yōu)點越來越廣泛被應(yīng)用。在水泥混凝土路面修建技術(shù)不斷提高的同時,路面也出現(xiàn)了開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害,給養(yǎng)護、修復(fù)帶來了極大的困難,尤其是斷板病害已經(jīng)成為公路工程的通病之一,必須引起足夠的重視,認真分析原因,積極采取措施加以防治。
一、影響水泥混凝土路面早期斷板的原因
所謂早期斷板是指施工過程中到竣工后通車使用不超過六個月時,板面發(fā)生斷裂現(xiàn)象。其主要原因是:
。ㄒ唬┰O(shè)計原因
設(shè)計是水泥混凝土路面施工的依據(jù),只有合理的設(shè)計才能施工出優(yōu)質(zhì)工程。水泥混凝土路面是置于路基和基層之上的結(jié)構(gòu)面層,它們之間有著十分緊密的關(guān)系。路基是公路重要的組成部分,路基是支撐路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),它的穩(wěn)定性直接影響路面結(jié)構(gòu)的安全,因此路基的設(shè)計必須認真詳細的調(diào)查該地區(qū)地質(zhì)和水文地質(zhì),使路基具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。確定路基的干濕類型,使路基始終保持在干燥或中濕狀態(tài)下,否則要對路基進行處理以達到要求,路基在穩(wěn)定狀態(tài)下要進一步壓實,就是把路基從松散狀態(tài)通過壓實機械的碾壓,使其達到最大密實,符合《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定;鶎油ǔJ侵苯又位炷谅访娴慕Y(jié)構(gòu)層,同時它還隨時承受和傳遞由路面?zhèn)鱽淼暮奢d,它必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性,設(shè)計的基層必須穩(wěn)定、密實,表現(xiàn)平整和具有足夠的厚度,使混凝土路面始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)。在路基與基層之間要設(shè)置墊層,使水通過墊層時路基處于水穩(wěn)定的良好狀態(tài),墊層設(shè)計的優(yōu)劣關(guān)系到混凝土面板的安全,墊層材料選用不當(dāng)就不能起到透水或均質(zhì)作用,使路面被除數(shù)水浸或出現(xiàn)不均勻沉陷,使板面的支承不均勻而被折斷,出現(xiàn)斷板。
混凝土路面面板是直接接觸和承受車輛荷載的,它的設(shè)計必須具有足夠的強度,能承受荷載和面板變形所產(chǎn)生的拉彎應(yīng)力,同時還有平整、抗滑和耐磨的特點,使路面不出現(xiàn)斷板,行車舒適安全。交通量越大,設(shè)計的強度應(yīng)越高,在水泥混凝土路面設(shè)計強度方面應(yīng)加以考慮,混凝土路面面板的混凝土混合料的組成設(shè)計是直接影響板面質(zhì)量的重要因素之一,它與板面斷板開裂有直接關(guān)系;旌狭系慕M成、選料、配比合適時,混合料的質(zhì)量就有保證,其強度穩(wěn)定性等指標(biāo)就符合要求,反之,混合料的質(zhì)量就無法保證。例如:骨科選用了劣質(zhì)的石料,混凝土的強度,耐磨性必然會很差,板面就極容易破壞,所以混合料組成設(shè)計是十分重要的。
(二)施工原因
水泥混凝土施工選用材料的優(yōu)劣,施工季節(jié)的選擇,施工機械、施工工藝和施工方法等方面都直接關(guān)系到混凝土板面的壽命,混合料選用的水泥必須強度高、具有收縮性小,耐磨性好,安定性、抗凍性好等特點,水泥的收縮性大易開裂,會出現(xiàn)早期收縮裂痕,水泥標(biāo)號不低于425#,品種為硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,砂必須選用中粗砂,含泥和雜質(zhì)不能超過3%,混合料的施工配合比必須達到設(shè)計配合比,施工中的試配強度應(yīng)大于設(shè)計強度的實際值;炷粱旌狭系陌韬秃瓦\輸也影響著混凝土的質(zhì)量,混凝土拌和必須均勻,拌和時間不能太短,也不能過長,只有拌和時間比較適宜時混凝土混合料才有較好的和易性;旌狭蠌臄嚢柚吝\輸?shù)焦さ貪仓戤叺淖詈蜁r間必須根據(jù)水泥的初凝時間和施工時氣溫來確定,在運輸過程中不能漏漿和發(fā)生離析,否則會使混凝土板面質(zhì)量受到影響,出現(xiàn)開裂或斷板。
與混凝土路面斷板有關(guān)的因素很多,還有其他原因如:基層結(jié)構(gòu)組成設(shè)計欠佳,施工質(zhì)量差,水灰比不正確,混凝土攤捕不均勻,切縫深度不夠與位置不當(dāng)?shù)仍S多因素。
二、水泥混凝土路面斷板的預(yù)防措施
。ㄒ唬﹪腊阉嗷炷谅访娴脑O(shè)計關(guān)
認真及時地組織設(shè)計人員和有關(guān)專家,對水泥混凝土路面設(shè)計理論和規(guī)范要求進行深入細致的研究和討論,提高對設(shè)計理論的認識和了解,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢、地理環(huán)境、沿線工程地質(zhì)和水文,特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應(yīng)情況,提出符合實際的軸載等設(shè)計參數(shù),以及路面結(jié)構(gòu)、材料組成、路基填料的碾壓方案和要求,設(shè)計出合理的水泥混凝土面板以及排水系統(tǒng),提出經(jīng)濟合理的配合比設(shè)計和施工要求。
(二)嚴把工程施工
第一,水泥混凝土路面的施工中保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵是嚴格控制混合料配合比,使施工配合比與設(shè)計配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級配和雜質(zhì)并及時調(diào)整施工配合比。同時要檢查含泥量,使其不能超過規(guī)范要求,在施工中特別注意水灰比的控制,水灰比過大混合料容易發(fā)生離析現(xiàn)象。在其凝固時收縮率比較大,而縮縫設(shè)置和施工如按正常進行,會造成縮縫間距相對過長,在較大的收縮應(yīng)變作用下容易造成裂縫甚至發(fā)展成混凝土斷板現(xiàn)象。
第二,施工中及時正確掌握切縫時間是防止斷板的有效措施。水泥達到終凝后,水泥混凝土凝結(jié)成型使水泥混凝土收縮變形不斷進行并產(chǎn)生較大拉應(yīng)力,在混凝土面板承受拉應(yīng)力最弱的位置會產(chǎn)生斷板。
第三,施工中嚴把材料關(guān)是保證混凝土質(zhì)量的前提,材料是混凝土路面的主體,如石料的壓碎值、硬度達不到要求,這樣的材料組成混凝土路面面板的彎拉應(yīng)力就不到設(shè)計要求,很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂,水泥技術(shù)指標(biāo)達不到要求,從而形成了水泥混凝土面板不規(guī)則斷板,所以說嚴格控制材料質(zhì)量是防止斷板的一個重要措施。
第四,在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實。如果水泥混凝土振搗不均勻,造成水泥混凝土的密實度不均勻,密實度大與密度小的水泥混凝體產(chǎn)生了不同應(yīng)力,在密度水的地區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多形成峰窩和空洞,造成了承受應(yīng)力的薄弱部位從而使板面容易產(chǎn)生斷板。
第五,在施工中要避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)。溫差效應(yīng)過大或突變?nèi)菀自斐苫炷涟迕鎻姸刃纬傻牟煌。氣溫較高時,上部強度的形成比下部要快,當(dāng)氣溫較低,上部強度的形成比下部要慢,旦有不規(guī)則裂縫發(fā)生就會誘發(fā)強度較低部位拉斷開裂,形成不規(guī)則斷板。
第六,正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求,按設(shè)計進行,使傳力桿與道路中線及路面平行,如果傳力桿安裝偏斜則在傳力過程會將混凝土頂破,從而形成裂縫斷板。
第七,正確地縱坡變處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部設(shè)置脹縫,也是預(yù)防斷板的有力措施。在縱坡變化處,平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部位都是應(yīng)力應(yīng)變集中的位置,在此處設(shè)脹縫隙天線是減少應(yīng)力應(yīng)變的最有利位置,可以大大降低在此處的斷板率。
第八,在混凝土澆筑過程中,要保持施工作業(yè)連續(xù)性,如果出現(xiàn)間斷作業(yè),必須設(shè)置脹縫,布置傳力桿,從而防止不設(shè)施工縫出現(xiàn)的斷板。
第九,在基層工作施工中,基層表現(xiàn)凹凸不平,使面析與基層間摩阻力增大,在摩阻力集中的地方就容易形成斷板,當(dāng)基層標(biāo)高低時,澆筑砼的面板偏厚,就會在面板相對比較薄的部分產(chǎn)生不規(guī)則裂縫,因此基層的標(biāo)高控制準(zhǔn)確、表面平整光滑是預(yù)防斷板的一個措施。
第十,加強養(yǎng)生和養(yǎng)護。水泥砼路面完成后必須及時進行養(yǎng)生,采取灑水清掃,確保砼濕潤、整潔,防止因缺水而產(chǎn)生干縮裂縫或斷板,同時還要及時地將脹縫進行封堵,對路肩進行養(yǎng)生維修,保證排水暢通,路基穩(wěn)定,從而預(yù)防因排水不暢致使基層、路基變軟,最后導(dǎo)致斷板的發(fā)生。
預(yù)防水泥砼斷板的措施還有:水泥砼路面必須有完善的排水系統(tǒng),在砼面板底面與基層頂面間設(shè)置滑動層,嚴格控制開放交通時間等。
總之, 混凝土路面早期斷板的原因如上所述,施工生產(chǎn)中只有逐一落實控制,才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。