水泥混凝土路面断面板的原因分析与预防措施

水泥混凝土路面断板的原因

分析与预防措施

****县交通基本建设质量监督站

二00九年三月十八日

水泥混凝土路面断面板的原因分析与预防措施

（****县交通基本建设质量监督站）

摘要：本文对水泥混凝土路面断板进行了分类，并认真分析了各种路面断板的原因，针对断板病害，经过研究提出了一些预防措施。

关键词：水泥混凝土路面：断板分析；预防措施

一、 概述

作为高级路面两大类的沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，各有其优点和不足。我国的公路路面一直以沥青路面为主。由于我国沥青资源有限，沥青含蜡量高，用于重交通的道路石油沥青大量依靠进口。20世纪90年代以来，根据我国的资源条件和公路事业发展需要，水泥混凝土路面的发展速度明显加快。我县的一些主要的干线路、出口路、集镇以及农村通畅工程绝大部分都建成了水泥混凝土路面，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、修复带来了极大的困难。而且断板病害尤为突出，已经成为公路工程的通病之一，我们经过认真分析和研究，制定一些预防措施。

二、 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：

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、 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，但填缝料明显损坏，板被分割成3块以内，但均属轻微裂缝。

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。对于断裂板应采取适当的措施予以处理。

三、 水泥混凝土路面断板原因

温度应力与荷载应力超过混凝土的抗弯拉强度时，水泥混凝土路面板就会产生断裂并发展为断板。

下面将早期开裂断板和使用期开裂断板的原因作以下分析： 1、 早期开裂断板原因 （1） 原材料不合格

①水泥稳定性差，强度不足。

②集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含量超标。 （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，难以承受拉应力而开裂。

②基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，易在路面薄弱处开裂。

③松散材料处理基层标高失挖或不平整时，上层混凝土拌和物的水份或砂浆会下渗或被基层吸收，使下部混凝土变得疏松，强度下降。

④基层过于干燥，吸收混凝土拌和物中的水份，使底部混凝土失水，强度降低，导致开裂。

（3）混凝土配合比不当 ①单位水泥有量偏大 ②水灰比偏大

③施工中计量不准，从而影响其初期强度。

④长期在日光下曝晒的过于骨料，会大量吸收拌和用水而影响水灰比的准确性，影响混凝土强度。

（4）施工工艺不当

①搅拌时间不足，振捣不密实。 ②混凝土拌和时，如果水泥或集料温度过高，在冷却、硬化过程中因温差收缩加大，导致开裂。

③混凝土浇筑间断，再浇筑时未进行施工缝处理。 ④切缝不及时。

⑤施工车辆过早通行。

⑥采取真空吸水工艺时，如果因两吸垫之间未重叠而导致漏吸，则漏吸处水灰比较两侧大，混凝土强度较低，收缩也大，易形成薄弱环节而开裂。

⑦传力杆安装不当，上下翘曲。

⑧在日温差较大的季节和地区，混凝土表面修整过程中，要避免阳光直射，整修后要及时覆盖养生，防止混凝土白天过多的升温，造成夜间降温时收缩过大。

2、 使用期开裂、断板原因 （1） 设计不当 ①路面厚度偏薄。

②板块平面尺寸设计不当。

③混凝土原材料的配合比不当，混凝土产生碱一集料反应或抗冻融性差等耐久性问题。

④排水设计不当。 （2） 超重车的影响

由于交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，由于轴载等效换算系数f=(Pi/Po)16，即超限轴载与标准轴载换算成16次方关系，所以，超载和超限车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。

（3） 路基不均匀沉降 路基不均匀降主要发生在：

①填挖相交断面处。

②软弱地基、湿陷性黄土以及采空区、陷穴等特殊路段。 ③桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位。 ④路基不同填料的界面或层面。 ⑤压实度不足的部位。 （4） 基层失稳

①基层施工质量不好，强度不均匀或较低，当受到的弯拉应力大于水泥混凝土板强度时面板即发生断裂。

②面层接缝填封失效，板的弯沉使空隙内的积水变成有压水，侵蚀冲刷基层，并沿接缝缝隙喷出，即产生唧泥，在荷载作用下板发生断裂。

（5） 排水不良

①路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则断裂。

②裂隙水或边沟水等渗入路基、基层和底基层，冬季冻胀时使路面产生纵向开裂。 （6） 桥（涵）面铺装损坏

钢筋混凝土明盖板桥涵上的水混凝土路面铺装层，由于厚度不足或与盖板、涵台结

合部处理不当，在行车和盖板胀缩作用下，产生层间搓动和面板断裂。

四、 水泥混凝土路面断板预防措施

针对上述造成水泥混凝土路面断板原因的分析，经过多年研究和实践，采取一些预防措施，可减少断板数量，延长水泥混凝土路面的使用年限，提高行车的舒适性。

1、 早期开裂、断板的预防

（1） 合格的原材料是保证水泥混凝土质量的必要条件。

①禁止使用稳定性差的水泥；不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用；尽量采用发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。

②集料（砂、碎石）含泥量超标时应更换料源，选择合格的、含泥量较少的材料，或将其认真冲洗至达到要求方可使用。对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。

（2） 基层标高、平整度的控制

①严格控制基层顶面标高，确保水泥混凝土路面板厚度的均匀一致。

②水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度，可采取加铺塑料薄膜等方法减少水泥混凝土路面板与基层的摩阻力。

③对于标高不足的基层应坚决返工重做，禁止采用抛撒松散基层材料填补标高的方法。

④加强基层养护工作，保持基层湿润状态，直至浇筑水泥混凝土路面板。 （3） 严格控制水泥混凝土配合比 ①按试验水泥混凝土配合比准确配料；单位水泥用量要精确称量，误差值控制在1%以内。

②集料的含水量要及时试验取得，控制适宜的用水量，保持水灰比准确；为减少用水量，改善和易性可使用合适的外掺剂；用水量误差不超过1%，外加剂控制在1%以内。

③采用电子秤或其它精度准确的配料机械设备准确配料，集料称量误差控制在3%以内。

（4）施工工艺的控制

①水泥混凝土混合料的拌和时间要根据机械性能准确掌握，最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍；振捣应均匀密实，避免漏振或超振。

②水泥混凝土混合料拌和时，若集料温度过高，应采用降温措施后再配料拌和。 ③水泥混凝土路面施工开盘前，要仔细检查发电机、振动梁、运输车辆等机具设备，确保其完好。对于气候突变、停电、停料等情况，应提前做好准备工作，调整工序，暂停面板施工。重新铺装时应按施工缝处理接缝。

④重视水泥混凝土面板养生，采用优质养护剂，或湿法养护，不要采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。

⑤及时切缝，根据施工现场气温及水泥品种试验确定最早切缝时间，切缝深度为水泥混凝土板厚的1/3至1/4，不宜切缝太浅（少于1/4）或太深（多于1/3），剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。

⑥控制交通车辆，避免在混凝土强度不足的条件下，过早开放交通。

⑦采用真空吸水工艺时，一定要注意两吸垫之间重叠足够尺寸，避免漏吸。

⑧正确安装传力杆，防止上下翘动。浇筑下一块水泥混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。

⑨在昼夜温差较大的季节或地区，水泥混凝土路面修整完成后要覆盖养生，以保证温度变化不致太大。

2、 使用期开裂、断板的预防 （1） 设计要与交通发展相一致

①在水泥混凝土路面厚度、平面尺寸的设计计算阶段，应充分考虑交通发展状况，准确调查交通量及运输车辆的发展状况，避免因设计厚度偏小，平面尺寸不合理，在设计使用年限内由于交通量的快速增长或重载车辆增加造成面板提前破坏。

②选用适合当地环境条件的原材料，注重材料的冻融性和耐久性。

③设计全面排水系统，确保地表水、地下水不会对路基、路面造成侵蚀破坏。 （2） 依法治路，严格控制超限车辆通行 （3） 路基质量的控制

①路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，保证路基有足够的、均匀的强度。

②排水设计应完善，并要充分考试地下水对路基稳定的影响。

③路基填筑中，不同类型的土壤应分层填筑，避免土壤类型在路基上的突变造成沉降不一致，影响路面板结构性能。

④对于填挖交界、半填半挖结合处应按路面板的要求进行特殊设计，施工中要对路槽以下部分进行处理。

⑤对于路基不稳定，特殊软弱土基、湿陷性黄土、采空区、陷穴、滑坡等路段，应避免采用水泥混凝土路面，其它特殊路基应经过特殊处理后方可进行水泥混凝土路面施工。

（4） 路面基层质量的控制

水泥混凝土路面不要求基层有很高的强度，最重要的是基层强度的均匀性、稳定性要好。

①基层应尽可能采用水泥稳定基层，严格控制细料，以增加基层的水稳性，防止唧泥。

②建立验槽制度，确保基层厚度均匀一致，保证强度的均匀。 ③采用厂拌法和基层材料，确保拌和均匀和配料准确。 ④按照设计要求，保证基层的密实度。

（5） 及时采用措施，封填微裂缝，如灌注环氧树脂等。 （6） 加强养护工作，对排水系统中发现的问题及时处理，避免形成较大的病害。 （7） 桥涵施工过程中，应结合桥面铺装，认真处理好路桥结合部位，防止不均

匀沉降。

五、 结语

通过近几年来对水泥混凝土路面断板的原因分析和研究，总结出了上述水泥混凝土断板的预防措施，可减少断板的数量，延长水泥混凝土路面的使用年限，提高行车的舒适性。

参考文献：

[1]交通部公路科学研究所编，特种路面施工及验收技术规程，人民交通出版社，1997。

[2]交通部公路科学研究所编，公路路基路面现场测试规程，人民交通出版社，1995。 [3]张晖主编，公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全，长春出版社，1999。