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    水泥混凝土路面斷板原因分析及其預防措施
    發布時間:2017-7-28 閱讀:5209次   打印本頁 || 關閉窗口

    作為高級路面的水泥混凝土路面,以其穩定性好,抗滑性能好及養護費用低等優點越來越廣泛被應用。根據已建成通車的高等級道路的使用情況,有相當部分已破壞,如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害,給養護、修復帶來極大的困難,尤其是斷板病害已經成為公路工程的通病之一,通過對水泥混凝土路面斷板的原因加以分析,積極采取措施加以防治。

    1 路面斷板的原因


    1.1 早期開裂斷板的原因

    1.1.1 原材料不合格。

    1)水泥的安定性差,強度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結過程中水化很慢,水泥凝結硬化后還在繼續起水化作用,當游離的氧化鈣超過一定限量時,就會破壞已經硬化的水泥石或使抗拉強度下降。水泥強度不足也會影響混凝土的初期強度,使開裂斷板的機率大大增加。水泥的水化熱高,收縮大也易導致開裂。

    2)集料(砂、碎石等)含泥量及有機質含量超標。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結不良往往是產生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機質超過規范要求,必然會造成界面缺陷,容易開裂。另外有資料表明,在同樣的水灰比條件下,石灰石,石英巖等親水性骨料與水泥石界面粘合力大,花崗巖等親水性差的骨料則反之。

    1.1.2 混凝土配合比不當。

    1)單位水泥用量偏大。混凝土中引起收縮的主要水泥石部分,過多的水泥用量必然會導致較大的收縮。

    2)水灰比偏大。水泥完全水化的最低水灰比約為0.26~0.29,施工中采用較高的水灰比為了滿足和易性的需要以利于施工。但偏大的水灰比增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度,影響了混凝土強度。

    1.1.3 施工工藝不當。

    1)攪拌不足或過分,振搗不密實,形成混凝土強度不足,或不均勻,易導致早期開裂或斷板。振搗時間不易過長,否則會造成分層,粗骨料沉入底層,細骨料留在上層,強度不均勻,表面收縮裂縫增加。

    2)養生不及時或養護不當。尤其是氣溫高,濕度小,風速大,就會使混凝土表面水分蒸發太快,從而形成干縮裂縫。

    3)切縫不及時,由于機具故障或操作人員切縫時間掌握不準確或切縫深度不足,造成混凝土內應力集中,在混凝土板的薄弱處形成不規則的貫穿裂縫。

    1.2 使用期開裂斷板原因

    1.2.1 設計不當。

    1)路面厚度偏薄。如果設計時交通量不準,路基、基層、底基層的模量和材料參數選用不當等原因而使路面厚度偏薄,就會使路面壽命縮短,過早地出現開裂斷板;

    2)板塊平面尺寸不當;

    3)混凝土原材料配合比不當,混凝土產生堿—集料反應或抗凍融差等耐久性問題。

    1.2.2 路基不均勻沉降。

    路基不均勻沉降主要發生在:

    1)填挖相交斷面處,半填半挖結合處,新老路基交接處,土基密度不同部位;

    2)軟弱地基,濕陷性黃土以及采空區,陷穴等特殊路段;

    3)壓實度不足。壓實不均勻路段,在路面長期使用過程中,由于水溫條件的變化和行車荷載作用,路基產生不均勻沉降,致使沉降量不同的結合面產生錯臺,面板由于荷載作用導致斷裂。

    1.2.3 基層失穩。

    1)基層施工質量不好,強度不均勻或較低,使用中基層松散或在滲水作用下,材料被吸往一邊,面層脫空,當受到彎拉力大于混凝土板強度時,面板即發生斷裂。

    2)面層接縫填料失效,板的彎沉使空隙內的積水,侵蝕沖刷基層,并沿接縫縫隙噴出,即產生唧泥。如果唧泥現象不斷產生,面板邊緣部分將失去支承,在荷載下產生斷裂。

    2 水泥混凝土路面斷板預防措施


    2.1 早期開裂斷板的預防

    2.1.1 合格的原材料是保證混凝土質量的必要條件。

    1)對于安全性差,游離氧化鈣超標及強度不足的水泥禁止使用;不同廠家、不同種類、不同批產的水泥嚴禁混合使用。盡量采用發熱量少,收縮的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。

    2)集料的含泥量及有機質含量不得超標,級配應符合配合比要求。

    2.1.2 嚴格控制混凝土配合比。

    1)按試驗混凝土配合比準確配料,單位水泥用量要精確,誤差值控制在1%以內;

    2)集料的含水量要及時試驗取量,控制適宜的用水量,保持水灰比的準確,為減少用水量,改善和易性可使用合適的外摻劑,用水量誤差不超過1%,外加劑控制在2%以內。

    2.1.3 施工工藝的控制。

    1)混凝土的拌合時間要根據機械性能準確掌握,最長拌合時間不應超過最短拌合時間的3倍,振搗均勻密實,避免漏振或過振現象發生;

    2)加強混凝土面板的養生。采用覆蓋養生,保證混凝土面板表面濕潤;

    3)及時切縫。根據施工現場氣溫及水泥品種試驗確定最早切縫時間,一般應采用多臺切縫機同時作業,以保證切縫及時。切縫深度為混凝土板厚的1/3~1/4,不宜切縫太淺(少于1/4)或太深(多于1/3),剩余斷面部分能吸收由于高溫產生的內應力。

    2.1.4 邊界影響的控制。

    1)要及時將后澆筑的面板切縫;

    2)有中央分隔帶,路緣石等結構物施工時,應在與混凝土面板接觸處涂刷瀝青,使雙方自由伸縮;

    3)基層養生結束后,及時澆筑水泥混凝土路面,以防止基層因暴露時間長而產生干縮裂縫。若基層出現裂縫,應采取封閉裂縫處理,預防因基層裂縫反射到面板上來。

    2.2 使用期開裂斷板的預防

    2.2.1 設計上的考慮:

    1)由于運輸業的迅速發展,一些大型運輸車輛的出現,這就要求設計要充分考慮混凝土路面的厚度,平面尺寸及砼標號。應保證在設計使用年限內的正常使用。

    2)選用適合當地環境條件的原材料,重視凍融性和耐久性。

    2.2.2 路基質量控制。

    1)路基壓實質量要求達到規定的壓實值和彎沉值,特別是橋涵等構造物的臺背必須保證壓實度,保證路基有足夠的均勻的強度;

    2)對于路基不穩定特殊軟弱土基,濕陷性黃土,采空區,陷穴,滑坡等路段,應避免采用水泥混凝土路面,其它特殊路基應經過特殊處理后方可進行水泥混凝土路面施工。

    2.2.3 路面基層質量控制。

    基層應該有很大的穩定性和均勻性:

    1)基層應盡可能采用水泥穩定基層,嚴格控制細料,以增加基層的水穩性,防止唧泥;

    2)嚴格控制基層的厚度,保證強度的均勻;

    3)采用廠拌法拌基層料,確保拌和均勻和配料準確;

    4)按照設計要求,保證基層的密實度。

    混凝土路面斷板的原因如上所述,施工生產中只有逐一落實控制,才能有效地預防斷板的出現。同時,還要及時采取措施,封填微裂縫,如灌注環氧樹脂,并加強養護工作,對排水系統中發現的問題及時處理,避免造成較大的病害。橋涵施工過程中,應結合橋面鋪裝,認真處理好路橋結合部位,防止不均勻沉降。此外,還應做到依法治路,嚴格控制超載、超重、超限車輛通行。

    參考文獻:
    [1]李堅銘.我國南方二級公路水泥混凝土路面斷板原因分析及其預防措施[J].低碳世界,2016(28):221-222.
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    [3]王凡超.淺談水泥混凝土路面斷板的成因及預防措施[J].山東工業技術,2015(6):136.
    [4]馬學敏,戚玥.公路水泥砼路面斷板原因分析及其處理方法[J].內蒙古科技與經濟,2015(7):101.

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