杨湾服务区新建水泥混凝土广场路面断板的原因分析

丁辉坤 俞明

摘 要：结合杨湾服務区新建水泥混凝土广场路面的监理与施工经验，文章就施工中产生断板的各种原因进行分析，并提出以后工作应注意的问题，以防止类似的现象再次发生。

关键词：道路工程；水泥混凝土；路面断板；原因；措施

1 断板产生的过程

1.1 工程简介

杨湾服务区新建水泥混凝土广场路面工程，设计为一级公路服务区，基层为水泥稳定级配碎石，厚20cm，面层为C30混凝土，厚26cm，横向分幅施工（每幅宽4.5m），缩缝间距为4.5m。

1.2 施工时间及气候条件

施工时间为2013年9月1日--2013年10月19日；

气候条件：包头固阳地区今年9月时有小雨出现，10月以晴天为主，早晚平均温差15℃左右，经常3-4风。

1.3 断板的产生

杨湾服务区广场经业主同意在9月1日开始了水泥混凝土广场路面的施工。当时晚上最低气温才9℃左右，白天26℃以上，处于这种情况下，施工人员在浇注完混凝土后只是用塑料布进行了遮盖。由于是塑料布遮盖，接茬（切缝）处覆盖物太少，2-3天后即被风将混凝土表面的塑料布揭去。随后就发现了几块混凝土板出现了横向裂缝。同时，在混凝土施工前，该基层大多洒水湿润不够。因此在总监办例行检查时，发现出现了断板现象，多数为横向断板，并贯通整块面板。另外，工作缝中的传力杆涂抹的沥青太少，部分传力杆无法滑动。所以，在杨湾服务区新建水泥混凝土东、西广场路面均出现了一些断板，甚至有些地段出现了连续断板现象。

2 原因分析

2.1 混凝土的原材料质量差

混凝土所用原材料骨料级配不合理（现场配合比与试验室配合比不相符），混凝土塌落度过大（道路混凝土施工坍落度规范为1-3cm，实际多数均超过5cm），混合料摊铺后，在振导中粗骨料下沉，水份被挤出，骨料之间存在空隙，使混凝土沉淀不均匀，表面形成泌水现象而开裂。

2.2 环境温度变化引起的

在通常情况下，温度每变化1℃，混凝土变形值为7.13×10-6，白昼高温（最高达30℃），可使混凝土板体顶面温度高于底面温度，造成板体中间拱起，夜间温度降低（最低才0℃），可使混凝土板体顶面温度低于底面而产生较大的面温翘曲应力，造成板体两头翘曲，环境温度变化引起热胀冷缩，从而产生温度应力，使混凝土被拉裂。这种裂缝常出现在混凝土板块中间。

2.3 施工工艺原因

①搅拌不足或过分，振捣不密实，形成混凝土强度不均匀，易导致开裂，但振捣时间过长就可能造成分层离析，粗骨料沉入层底，细骨料留在上层，表面收缩裂缝就会增加。②养生不及时或方法不当，尤其是高温、湿度小，风速大的不利条件下，会使混凝土表面水分蒸发过快，从而形成干缩裂缝。干缩裂缝一般为表面不规则断板。混凝土面板在中午浇筑后，为防止阳光暴晒，虽然采用了塑料薄膜覆盖，但在高温时有时未能及时进行覆盖（养生）而产生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸发的不均匀（即造成混凝土产生急剧收缩），此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂，这是产生干缩裂缝的一个重要因素。③和一般材料一样，水泥混凝土也具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。由于水泥水化反应，在混凝土内部放出一定热量，不能及时散发，使混凝土内部温度升高50℃左右，而混凝土表面仅有20-30℃左右，这样使混凝土表面形成内外温差，产生拉应力，造成混凝土表面开裂。这种裂缝大多是贯通路面的。④工作缝中的传力杆涂抹的沥青太少，部分传力杆无法滑动，因此造成工作缝处无法自然开裂，易于在工作缝附近出现开裂。

2.4 基层原因

基层表面不平整，会增加混凝土界面的摩擦阻力；或基层标高失控，使混凝土板厚度不均匀，混凝土胀缩不一致，则混凝土板内部形成拉应变，导致板断裂。另外，在基层湿润不充分情况下直接摊铺混凝土，也易使拌和物中水分或沙浆散失，使下部混凝土强度降低，造成开裂、断板（摊铺前洒水是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量）。

2.5 混凝土配合比原因

由于单位水泥用量偏大，导致较大的收缩应力，而水灰比偏大，增大水泥水化初期骨料表面的的水膜厚度。施工中计量不准，设计根据集料中含水量及时调整用水量导致而影响配合比的准确性，从而使混凝土强度降低易造成开裂。

另外，摊铺混凝土作业间断时间长，混凝土终凝时间不一致，混凝土变形不一，也会使混凝土板断裂。

过早开放交通。在混凝土强度未达到设计强度时就通车，当车辆荷载大于极限抗压强度时，混凝土板就会断裂。

3 路面断板的防治措施

综上所述，杨湾服务区新建水泥混凝土广场路面产生断板，甚至连续断板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通过以上问题的出现，给了我们以下几个启示：

3.1 严格控制混凝土配合比，杜绝使用不合格材料

控制混凝土所用原材料特别是水泥的技术指标，使用稳定的路用水泥和低碱含量水泥。控制集料（砂、石）应选择含泥量在规定允许范围内的材料，粗集料粒径如较大则混凝土的抗折强度不高，且强度均方差较大，选用粗集料最大粒径宜26.5mm，由于5～10mm瓜子片、针片状含量一般较大，易溶于表面，影响表面收光及拉毛，且本身比表面积大，易折断。建议取消5～10mm料，使粗集料成为0.15～5mm、10～26.5mm的间断级配。细集料采用连续级配，细度模数为2.5～3.2的中偏粗砂。

严格控制混凝土配合比按试验配合比准确配料，混凝土搅拌生产过程中的往骨料仓里上料时要尽可能保持各仓骨料级配相对稳定，从而确保混凝土级配的配定。尽量减少单位水泥用量、单位用水量。单位水泥用量要精确，误差应控制在1%以内。集料的含水量在搅拌生产过程中应先测一下，水秤中应扣除这些水量，并适时调整施工配合比，确保水灰比的准确性。另外，严格控制混凝土塌落度，现场搅拌不大于2.5cm。

3.2 夏季施工，必须避开高温时间，这是防止断板的最有效的方法

建议在后面的混凝土路面工程中都应采用午后3-4点开始施工，一直施工到深夜的时间段，再加上其他得当措施，施工混凝土路面就会避免断板出现。

3.3 加强施工工艺控制 提高施工质量

混凝土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，混凝土搅拌均匀不离析不泌水。且要避免漏振或超振现象产生。

对已完成的混凝土板面，应注意防止表面失水太快，形成干缩裂缝，一般都应采用麻袋片或薄的土工布及塑料薄膜覆盖防止曝晒的形式来避免（不要采用没有覆盖物仅撒水养生的方法）。同时，加强养生，不断浇水，养生期不到，禁止车辆通行。

防止冷收缩，特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生（这也是GBJ97-87规范附录三中规定的）。更不要人为的造成温差，要做好保温保湿工作。

3.4 提高路基及基层施工质量

公路路基及基层应具备较高的密实度、强度及水稳性，因此规范施工，确保路基及基层施工质量是防止水泥混凝土面层出现裂缝的重要前提。

参考文献

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