水泥混凝土路面断板裂缝产生原因及处理方法

刘辉

【摘 要】水泥混凝土路面属高级路面，城乡道路及高速公路中广泛应用，其质量好坏直接影响公路使用寿命。本文从自己多年从事公路施工中对出现病害原因分析及针对病害采取的处理措施，延长混凝土路面的使用寿命，减少混凝土路面断板产生机率方面进行阐述。

【关键词】水泥混凝土路面； 断板问题；防治及处理措施

1、前言

随着国民经济和交通运输事业的发展，我国加大基本建设投资，公路建设处于快速发展阶段，随着全国公路路网建设步伐的加快，高等级公路及城乡公路里程的增长，水泥混凝土路面数量也在相应地快速增长，到目前为止，我国已修建了一万多公里的水泥混凝土路面。水泥混凝土路面以其具有强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车等优点，正在被广泛地应用于公路建设中。水泥混凝土路面在修建和使用过程中容易出现板面早期裂缝、断板、错台、边角破坏、平整度差等病害，给行车和养护工作带来一定的困难。其中裂缝和面板断裂是当前水泥混凝土路面施工中常见并急需解决的问题。混凝土板块断裂是水泥混凝土路面长期存在的问题，如果采取相应有效的技术措施，可大大降低水泥混凝土路面的断板率，从而提高水泥混凝土路面的使用品质，延长其使用寿命。

2、水泥混凝土路面断板的原因

2.1 材料性质

2.1.1 水泥的水化反应

水泥与水刚接触的迅速而短暂的反应，可在几分钟内释放热量达到最大值，然后迅速下降。这一温度时高时低的过程，使混凝土因温度应力的作用而产生变形。这一作用的重复发生，其温度变形速度一旦超过了混凝土的徐变速度就会出现裂缝。

2.1.2 水泥混凝土的干缩

混凝土在硬化前，由于内部骨料的不断沉积，也由于混合料還未获得强度仍处于塑性状态，迅速失水引起表面干缩而导致断裂，至少由于水分蒸发使混凝土因塑性变形而其表面或内部形成裂缝倾向。

2.2 路基问题

2.2.1 路基不均匀沉降

路基不均匀沉降主要发生在：

（1）填挖相交断面处，半填半挖结合处，新老路基交接处，土基密度不同部位；

（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。

压实不均匀路段，在路面长期使用过程中，由于水温条例的变化和行车荷载作用，路基产生不均匀沉降，致使沉降量不同一结合面产生错台，面板由于荷载作用导致断裂。

2.2.2 路基失稳

1 基层施工质量不好、强度不均匀或较低，使用中基层松散或在渗水作用不材料被吸往一边，面层脱空，当受到弯拉应力在于混凝土板强度时面板即发生断裂。

2 面层接缝封料失效，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。如果唧泥现象不断产生，面板边缘部分将失去支承，在荷载作用下产生断裂。

2.3 环境因素

水泥混凝土浇筑时，温度湿度风速对混凝土面板的收缩有着直接的影响，温差变化大，就会产生温度收缩应力，使混凝土板在薄弱断面产生过大的应力集中而出现断板。

2.4 切缝时间

切缝的目的就是缩短混凝土板块长度以减少内应力，实现人为的有规律断裂。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，造成混凝土内应力集中，在混凝土的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。

2.5 施工方面

1 、搅拌不足或过分，振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂断板。振捣时间不易过长，否则会造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，表面收缩裂缝增加，导致开裂。

2 、混凝土拌和时，如果水泥或集料温度过高，再加上水泥的水化热，会使混凝土拌和物的温度很高，在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大，导致开裂。

3 、混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理，新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致会形成一条不规则的接缝。

4 、养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高，湿度大，风速大的不利条件下，就会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。

3、降低水泥混凝土路面断板率的技术措施

3.1 基层施工

在基层施工中，使基层表面平整，也是预防砼路面断板的一个措施。当基层表面凹凸不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区，这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就最容易形成断板；另一方面，当基层标高低时，浇筑的砼面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在砼凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会在面板相对比较薄的部分产生不规则裂缝，因此把基层的标高控制准确，表面平整光滑是预防断板的一个措施。

3.2 环境因素

混凝土路面板无论是施工期还是在养护阶段，始终暴露与大气环境中，其水分损失受到温度、湿度、风速等气候条件的直接影响。

混凝土所处的周围介质的相对湿度对收缩有很大的影响。延长湿养护时间可推迟干缩的发生和发展，但对最终的收缩率并无显著影响。

风速对混凝土干缩的影响非常大。风速越大，混凝土板的水分蒸发速度也相应增大，干缩速度加快，当风速增大到一定程度时，混凝土路面的施工就要受到限制。此时应采取加盖挡风棚等相应的措施，避风遮阳。

3.3 适时切缝

要在水泥混凝土快硬化收缩前进行，要灵活掌握切缝时间，如遇到温差较大时要提前切缝，切缝要提前按板块长度打好线，同时要注意与拉毛向平行而且切缝深度要够深。切缝时间的确定以混凝土的强度为依据。拘经验及实验混凝土的切割强度在6.5～7.5MP时较为理想，过早会产生飞边现象过晚则产生断板现象。

3.4 加强养生

及时养生不但有利于强度的形成，而且可以防止断板的发生。混凝土内部的水化反应需要一定的水分，并且放出大量的热，其它水分迅速蒸发，而热量却不宜散失，如不及时以湿麻袋等养生则难以保证水化反应所需的水分难以使混凝土内外温差减少，因此出现断板。传统的方法是采用麻袋遮盖，洒水养护，麻袋不能漏盖并且洒水要均匀养生期不能低于两周。采用新型的养护剂进行路面养护，工艺简单操作方便，有利于文明施工节省养护费用。使用时注意喷洒均匀，控制好喷洒时间。

3.5 施工管理

1 、混凝土的拌各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，避免漏振或超振现象产生。

2 、混凝土拌和时，若集料温度过高，应采用降温措施后再配料拌和。若采用撒水降温方法，应及时测定含水量，调整拌和水用是，保证水灰比值不致增大。

3 、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。机场中要有备用工具，严禁故障机械施工，并检查施工运料道路是否畅通，确保施工的连续性。配料、拌和、运输、摊铺作业面要有序配合，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、结束语

水泥混凝土路面施工要求质量很严格、工艺要求很细腻，但往往在铺筑过程中受干扰大，影响因素多。一条高等级公路的水泥混凝土路面必须满足平整度、粗糙度、强度的要求。对于出现的裂缝应区别对待，若为浅表的可采用环氧树脂做灌缝处理；若为贯通面板厚度及断板的应进行返工处理，切缝处打孔预埋传力杆，增设钢筋网。为了提高混凝土路面的施工质量，施工前要作好充分准备，采用真空吸水工艺，选择有经验的施工队伍，加强对工人的技术培训，各种材料要符合规范要求。