水泥混凝土路面断板原因及预防措施初探论文
摘要：本文结合工程实践，分析了水泥混凝土路面面板破坏的原因，并提出了防治水泥混凝土路面裂缝形成的工程措施。
关键词：水泥混疑土路面；破坏；成因；防治措施
随着水泥混凝土路面的使用到中后期容易逐步出现部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等。为了进一步提高其质量，下面重点将水泥混凝土路面裂缝和胀、缩缝带来的病害做一研究。
1 水泥混凝土路面破坏的原因
第一，路面表面所出现的裂缝。主要原因是荷载应力、温度变化致使混凝土自身收缩产生的应力、以及混凝土面板与基层间强大的摩阻力超过了混凝土面板的抗拉强度而引起的。
第二，早期表面裂缝与早期断板。早期表面裂缝原因是由于混凝土表面早期过快失水干缩而引起的末完全断裂的表面性裂缝，大多发生在混凝土路面摊铺成型初期，裂缝规律不很明显。早期断板产生的原因较为复杂，主要发生混凝土路面成型初期，断裂规律比较明显，大多为横向裂缝，一般会贯通板底部。裂缝和胀、缩缝原因是预留胀缝不合理，填缝材料性能较差或收缩缝和切缝后，雨雪水通过缝隙灌入缝内，造成混凝土板底部冲刷发生病害。个别地段由于路基填料土质不均匀，湿度大，膨胀土、冻胀、排水设施不良等造成路基稳定性不足，产生沉陷，路面在受荷载时底部产生过大的弯拉应力，导致混凝土路面破坏。
第三，温度的应力变化是裂缝和胀、缩缝病害形成的另一种原因。4m*5m混凝土板块在夏天3 0℃～4 0℃的气温条件下，地表温度达到6 0℃左右时，由于板块内温度应力的作用，使其发生四角的翘曲，板块发生盆状变形，四周的板块填缝材料被扰动。这样的长期高温天气，昼夜温差的变化，板块也在不断发生变化。在盆状变形状态下重载车通过时发生翘板性跳动，将填缝材料压出，遇雨天进入雨水，会出现混凝土板底部冲刷发生卿浆病害。
第四，在水泥混凝土路面使用期内，嵌缝材料主要受到拉伸和翦切两种作用。嵌缝料的拉伸是指水泥混凝土路面板温度下降引起的板收缩而导致了按缝的张开。剪切是指汽车行驶经过接缝时，受荷载板与相邻的未受荷载板的竖向位移差也导致了接缝的张开。当路面和填缝材料发生重度损坏，板下垫层长时间受水的冻融侵害和高速重载的作用，形成一种活水冲刷，由于冲刷的反复作用，将混凝土板下灰土从板缝挪出，即出现卿浆，灰土卿浆后在重载车的反复作用下将粒料磨成泥浆逐渐唧出，板下出现掏空，掏空到一定面积后4mx5m的板块出现跳板现象或重载车通过时发生断裂，严重时会影响行车。
2 水泥混疑土路面裂缝和胀、缩缝的预防措施
为避免裂缝产生，应严格按设计、施工、验收规范组织精心施工。
2.1 位置缝
2.1.1 混凝土路面施工缝应尽可能设置于构造物处，当不能避免时，应保证施工缝接缝处两侧面板混凝土的振捣密实，并有足够的间隔时间，以形成强度。
2.1.2 当与原有混凝土路面相接时，应采用机械将原路面连接缝处切割整齐，并清除表面浮尘及松动石子，用水将连接缝处清洗干净。
2.1.3 水泥混凝土路面为刚性路面，纵横缝应及时填充材料，填料应与板的粘结力强，适应混凝土面板的`收缩。如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理，防止渗水，避免杂物进入缝内。
2.2 施工缝
2.2.1 避免高温作业，温度宜控制在35度以下，注意昼夜温差，并掺减水剂等外加剂以保持应有水份。
2.2.2 避免大风天气施工，防止表面水份丧失过快。
2.2.3 水泥混凝土终凝后即覆盖稻草等并充分洒水养护或大面积喷洒养护剂，防止水份丧失过快，产生干缩裂缝。养护时间由水泥混凝土强度增长情况而定，一般应在半个月至20天左右，并不得少于七天。
2.2.4 控制水泥混凝土搅拌质量和速度，做试验段，求取施工参考值并借鉴其它已完成公路的施工控制。
2.2.5 加强施工自检，严格控制基层平整度，使其符合规范要求。
2.2.6 清除基层表面积水，严禁洒用生水。
2.2.7 做软弱基础处理专项设计，薄弱部位可用钢筋网补强并加强碾压质量。
2.2.8 计算水泥用量，控制水泥含量合理范围，参考其它路面，做试验段取得充分的科学数据。
2.2.9 为满足混凝土路面重载交通的强度要求，可根据规范采用钢纤维混凝土路面等特殊路面型式，以提高路面混凝土的强度，达到设计要求。
2.2.10 注意水泥质量，实现设计目的，完成设计意图。
2.2.11 注意混凝土配合比的实际选用值要结合施工现场求得。
2.3 材料缝
2.3.1 利用同一厂家同一标号的水泥。
2.3.2 使用同一性能的钢筋，纵、横向钢筋直径尽可能保持一致。
2.3.3 严格控制材料购进渠道，必须通过实验来严把质量关，不合格材料一定要清除出场。
2.3.4 使用合格水泥，使用免检产品，使用名优水泥。
2.3.5 注意水泥混凝土的初凝时间，搅拌站距摊铺现场距离不能过远，保证运输过程中的规范性。
2.4 选择合格的原材料。
选用强度高、收缩性小、耐磨性强、安垒性好的水泥，可减少混凝土成型早期的收缩变形，提高混凝土的抗弯拉强度。
粗集料选用反击破生产的连续级配碎石，最大粒径不大于31.5mm(方孔筛)，针状片含量不大于15％。碎石宜采用强度高、抗温差能力强的非活性骨料，以防止碱性骨料产生混凝土裂缝及强度下降等不良现象。
选择合理的混凝土配合比。混凝土配合比是混合料的灵魂，必须满足强度，耐久性，经济性的要求。施工中混凝土配合比的强度以大干设计强度的10％－15％为宜，水灰比0.4-0.48为宜，塌落度1.8-2.0cm为宜，含砂率30％～35％为宜，混凝土24h弯拉强度应不低于3.0MPa。集料含水量应根据实测值及时准确调整。为确保水泥、集料、水的准确用量，混凝土配料应采用电子自动计量。
2.5 做好施工工艺的控制。
水泥混凝土路面施工时，由于浇筑混凝土水分的蒸发，体积在收工后改缩，会将路面板拉断。为防止路面裂缝、断板，控制切缝时间十分关键。根据我们的经验：在平均气温7摄氏度左右时，养护时间花10天切缝比较合理：在平均气温14摄氏度左右时，养护时间在7天切缝比较合理。在平均气温20摄氏度左右时，养护时间在3天切缝比较合理。水泥混凝士路面分格切缝时要尽量花4mx5m之间分格，以减轻温度应力对板块的破坏。
选择适宜的摊铺时间。为避免温差应力造成开裂断板，必须选择日照温度不高，风力不大，且温度变化不大的时间段进行摊铺。
为防止板边裂缝，混凝土面板纵、横向自由边缘部分应增加补强钢筋，正确安装传力杆。边缘钢筋一般选用2根12号－16号的钢筋，布置在板的下部，距面板底部一般为板厚的1／4，并不小于5cm，间距10cm，钢筋两端应向上弯起，钢筋保护层应不小于5c m。传力杆应与道路中心线平行、传力杆应按设计要求，使用高塑料套管和涂沥青隔层。
加强混凝土面板早期养护。宜采用麻袋或草帘覆盖，酒水进行湿润方法养护，确保养生时期混凝土板面始终湿润，养生时间不少于14天。养生期间加强交通管制，严禁车辆通行。
为阻止缝内灌水，填缝料应选用与混凝土板壁粘结力强、回弹性好、能适应混凝土板的胀缩，不溶于水和不渗水、高温不溢出、低温时不脆裂和耐久性好的材料填充。接缝板应选用能适应混凝土面板膨胀收缩，施工时不变形、耐久性良好的材料。
综上所述，水泥混凝土路面的裂缝和胀、缩缝原因是多方面的，但只要我们从原材料、混凝土配合比、施工工艺水平等各个方面上严格把关，采用综合的防治措施，水泥混凝土路面的裂缝与断板是可以有效控制及避免的。
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