我国南方二级公路水泥混凝土路面断板原因分析及其预防措施

李坚铭（南宁江南公路管理局，广西南宁530000）

我国南方二级公路水泥混凝土路面断板原因分析及其预防措施

李坚铭（南宁江南公路管理局，广西南宁530000）

我国的二级公路在整个交通体系中占据的地位作用是无可比拟的，对于推动城镇社会经济的发展具有举足轻重的作用，水泥混凝土是二级公路路面建设的主要形式。但在建设过程中也出现了许多问题，尤为突出的就是路面断板的出现，本文主要针对我国南方二级公路断板出现的原因展开分析，并提出针对性举措，希冀给读者以启示。

南方；二级公路；水泥混凝土；断板；原因；预防措施

前言

水泥混凝土的优点是比较明显的：①耐久性比较好；②整体性较好；③强度比较高；④养护较为方便；⑤抗滑性较好；⑥有利于夜间行车。作为二级公路建设主要形式，具有很强的社会效益和经济效益。

1 南方二级公路的主要特点

本文之所以探讨南方二级公路水泥混凝土路面断板原因，是因为南方与其他地方二级公路之间有许多的不同点：①南方与其他地方的气候不一样，二级公路所处的环境肯定不一样，这就造成了从建设初始到维修都有很多的不同。②南方二级公路平均所承载的重量与全国其他地方也不一样，南方的经济条件总体较好，各种商品和货物的流动肯定相对于国内其他地方任务也较重，公路所承载的重量自然相对较大，这就给二级公路的质量提出了更高的要求。③南方的一些地形地貌，气候条件，包括土壤条件等与国内其他地方也有很多的不同，这也给二级公路的水泥混凝土建设提出了不同的要求。只有针对南方地域这个特点，水泥混凝土的建设才更具有针对性。

2 南方二级公路断板发生原因分析

2.1 断板的主要分类

所谓路面断板主要指水泥混凝土路面在使用过程中，由于路面内部应力大于混凝土强度而造成的断裂，这种断裂通常是不规则的，有横向的，纵向的，交叉的。在工作实践中，我们通常根据分裂的方向区分为横向断板和纵向断板两类。按照断裂时间的早和迟，可以区分为早期断板和后期断板两类。按照 损坏的程度可以区分为轻度、中度和严重断裂三种。

2.2 造成断板破坏的主要原因

（1）建设人员思想认识层次低。由于二级公路的建设的工期相对较短，造成最直接的后果就是质量受到影响，很多的城镇和县区的一年建设任务都在百公里以上，为了任务的完成和所谓的绩效考核，把质量和工期对立起来，只顾进度，其余不管不顾。

（2）设计不够合理，设计标准没有相应的提高。对于路段的交通和载重调研不够精准，不管是城镇还是交通繁忙的主干道，所有的路基的选材都是一样的，导致有的路面厚度太薄，有的路面尺寸也不当，有的路面设置不够合理，有的路面给排水设置不当。随着交通量和超重车的不断增加，二级公路的设计仍然是以提供汽车行驶的双车道公路为标准。

（3）路面施工材料的质量弱化。通常情况下，水泥混凝土路面施工需要较多的水泥、级配碎石、河砂等，如果施工材料的选择不严格，施工材料中有害杂质含量超标，就会使水泥混凝土的强度不足、稳定性较差，造成混凝土路面引发断板病害。

（4）施工管理质量较差。主要体现在以下四个方面：①对于原材料把关不够严格，导致质量不够合格。②基层和路的强度较低，造成路面的平整度较差。③水泥混凝土的配比不够精准，导致控制比较差。④施工的工艺比较简单，操作不恰当。

（5）水泥混凝土路面的施工技术控制不严格。在施工中如果不能严格控制施工技术，出现施工程序不规范、面板厚度偏薄、原材料配合比不当等行为，施工过程中就会出现严重离析，如果不能严格控制，就会导致大量断板开裂。

（6）超重车辆较多，对路面的影响大。南方路面的交通运输业相对是比较发达的，吨位较大的车辆也较多，超荷载应力作用下，就会造成水泥混凝土路面使用期间过早断裂，某些初期的断裂也会由于使用时间的延长，更容易出现裂缝的变深、增长，最终造成断裂。

（7）雨水天气较多，路面病害发展快。我国南方的雨水天气较多，一旦路面出现一个小的裂缝，雨水就很容易进入裂缝，逐步扩大路面的病害范围，加速路面的破坏。

3 南方二级公路断板的预防措施

针对南方水泥混凝土路面断板的情况，只有采取全面、行之有效的举措，才能有效预防断板发生，减少断板发生的数量，从而更好的延长混凝土路面的使用期间，更好的提高路面行车的质量和感受。

（1）提高思想认识层次。最主要的是提高施工人员的思想认识，要通过检查和督导不断提高人员“靠质量立身，靠质量生存”的质量意识，要提高施工和设计人员的素质培养，要靠施工的各方统一发力，监管部门一定要发挥主导作用，对于质量意识认识不到位导致出现问题的，一定要严肃追责，落实事故责任主体责任。同时对于出现的问题也要认真分析，做到把别人的教训作为自己的教训，“吃一堑、长一智”。

（2）要加强对原材料的重视。水泥混凝土主要由粗集料、细集料、水泥、水和外加剂组成，其组成材料的好坏直接决定了水泥混凝土的质量，也直接决定了路面的质量。总的来说就是选择那些强度高、收缩性少、抗水性好、耐磨性强的水泥，在同一个标段内一定要选择同一批次、同一标号的水泥，绝对不允许不同标号的水泥的混合使用。比如对于粗集料的选择，一定要选择那些质地耐久、坚硬、洁净的材料，颗粒的大小必须符合规定，最大粒径不应超过40mm，超过这个标准，其抗折强度就会呈下降趋势。还比如对于细集料的选择，必须选择那些耐磨性好，与水泥胶结能力好的砂子。据经验，当砂中石英含量大于30%时，路面的耐磨性就会明显增强。对于其中参与搅拌的水，必须使用满足条件要求的自来水，严禁使用海水和被污染的水，对于外加剂的添加，应该根据外界环境特点，需要改善混凝土什么样的特性所决定。对于混凝土配合比，也要合理设计好，气候较热的地区和气候较冷地域的配比都是不一样的。混凝土的配制强度应当按照fcu，o≥fcu，k+1.645σ进行计算，其中，fcu，o表示混凝土的施工配制强度（MPa）fcu，k表示配合比设计的混凝土强度标准值（MPa），σ代表混凝土强度标准差。当对混凝土强度的标准差采取无偏估计值时，确定强度的数值时作为参考的试件组数应大于或等于25组。确定用水量与水泥用量时，以规范中的表4.0.1-2中坍落度90mm的用水量作为基础，坍落度每增大20mm，用水量随之增加5kg，以此计算出未掺外加剂时，混凝土的用水量。根据根据外加剂的减水率（β），使用mwa=mw0（1-β）这一公式来计算掺外加剂时混凝土的用水量（mwa）。使用Mc0=Mw0W/C这一公式计算每立方米混凝土的水泥用量（Mc0）。应当注意实际使用和计算时，泵送混凝土的水泥用量应当大于或者等于300kg/m，泵送混凝土的砂率应当在35～45%之间。在砂率确定的前提下，可采用重量法即mc0+mg0+mS0+mw0=mcp，βs=Ms0Mg0+Ms0× 100%计算砂石的用量；或者采取体积法，按照Mc0ρc+Mg0ρg+ Ms0ρsMw0ρw+0.01σ=1，βs=Ms0Mg0+Ms0×100%这一公式来计算砂石的实际用量。对于混凝土的搅拌，可以选择间歇式搅拌设备，开始前要进行实验性搅拌，将计量偏差在合理范围内的浮动，确定最佳拌合时间为1～3min。对于水泥混凝土的运输，要充分考虑工程运输的总量和施工的进度以及距离等情况。对于采取不同摊铺方式下的混凝土拌合物来说，应该严格控制从出料、运输到完成摊铺作业的最长时间。

（3）对施工过程进行控制。①对于前期设计控制。必须考虑二级公路的实际交通状况，全面设计排水系统，选用适合南方地区的环境的原材料，加强路面结构的合理性、可行性。尤其对于水泥混凝土路面缩缝采用不设传力杆的假缝，所以必须在其他固定结构处或邻近桥梁处、板厚改变处、与柔性路面连接处、凹形竖曲线变坡处设，都要设置胀缝。②对于路基质量的控制。必须严格控制弯沉值、压实度值两个指标，特别是构造物、桥涵附近更要加强压实工作，确保路基有均匀的、足够的强度；要完善排水设施，充分考虑地下水对路基稳定的影响；在填筑路基过程中，不同种类的土壤应分层填筑，对于半填半挖结合处、填挖交界、特殊软弱土基、采空区、湿陷性黄土、陷穴、滑坡等路段，要经过特殊处理才能进行水泥混凝土路面施工。

（4）加强施工工艺控制。根据机械性能准确掌握混凝土的拌合时间，拌合时间不能超过最短时间的三倍，振捣应密实均匀，避免超振或漏振；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；混凝土路面施工开盘前，要仔细检查振动梁运输车辆、发电机等机具设备，确保其质量完好。在现场要有备用机具，严禁故障机具施工，并检查施工运料道路是否通畅，确保施工的连续性。

（5）交通车辆控制和施工温差控制。不能过早放开交通，特别在混凝土强度不足的条件下，对于养护的车辆也必须避免在面板上直接行驶。在温度方面，对于南方昼夜温差较大的地区和季节，混凝土表面要避免阳光直射，设遮阳棚，修整完成后要覆盖养生，以保持温度变化不至太大。

（6）要加强日常管护控制。要加强依法治路，要加强养管工作，要培养专业的养护队伍，做到勤养护、勤检查，及时发现裂缝，及时采取措施进行根治，同时要严格控制超重车辆通行。这里也简述一下断板的处理与修复，对于裂缝的修补，轻微断裂特指宽度小于3mm的断板，可以采取灌入粘结剂法进行修补。处理断板的粘结剂主要有聚氨脂、甲凝、环氧树脂等高分子化学材料。灌入方法主要是直接将粘合剂搅拌后灌注，另外还可以先清除裂缝中的杂物泥土，埋设灌浆嘴，将灌浆材料注入灌浆器中，通过灌浆嘴灌入缝隙中。对于板局部的修补，要先放样画线，开凿成深约5～7cm的长方形凹槽，刷洗干净后，用快凝小石子混凝土填补。对于角隅断裂，要用切割机将断裂部分，切成正规的垂直面，清扫干净松散的混凝土，再立模重新铺筑混凝土。对于整块板的更换，建议将整块板凿除，处理好基层后重新浇筑混凝土板，重新浇筑的混凝土板强度不应小于旧混凝土强度，建议采用快凝材料。

（7）提高灌缝的施工质量，防止雨水渗入。在施工过程中掌握好切缝的时间和深度是预防断板现象的关键因素，混凝土路面浇筑完成之后，当其凝固到一定程度时要及时地进行切缝，水泥混凝土路面达到设计强度的25%以上的时候切缝，一般以不破坏混凝土为原则，夏天第二天就可以切。按照当天浇筑温度，比如35℃，可以在10～12h内切掉，以不崩边、不出现裂缝为准，尽量靠前。其次，在施工时应该确保路面的平整度，路面不平整就会导致路面厚度不一致，在进行切缝时切缝深度不好控制，一旦切缝深度不够就很容易出现裂缝。提高灌缝的施工质量方面，主要做好以下几点：①要注意彻底清理灌缝槽：密封胶与骨料的粘结力主要是由于接触面积和深人裂缝的深度来保证。②开槽深度要达2cm：这样可以保证有足够的胶体进入槽内，保证了胶体发挥最好的伸缩性能。③要进行加热清理：如没有清理槽内存在的大量水分潮气，水分的存在将严重影响胶体和骨料的粘结，是引起胶体脱落的重要原因。④灌缝作业要适当：灌缝时材料稍微低于路面一点，这样车胎就碾不到材料，同时由于材料本身的粘结性比较好，可以保证密封效果。⑤料温控制要适当：不能低于推荐的加热温度范围下线，也不能高出温度要求范围上限。⑥要注意冷却时间：路面表面温度和密封胶施工温度的关系是获得良好密封效果的重要因素。

4 结束语

南方水泥混凝土路面具有投资较大，且为一次性投资，不易修复等特点，所以作为建设人员必须从认识、设计、养护管理、施工等各个方面去全面考虑，必须坚决贯彻落实“预防为主，防治结合”的原则，施工过程中要严格按规范进行施工，交通开放后，要严格控制超载车辆对路面的损坏，延长公路的使用寿命，保持公路的状态完好，保障安全、舒适行车。

［1］李洪福.农村公路水泥混凝土路面断板问题的形成原因及预防措施［J］.科技与企业，2015，02.

U416.216

A

2095-2066（2016）28-0221-02

2016-6-25

李坚铭（1972-），男，壮族，广西壮族自治区上林人，中级工程师，大专，主要从事路桥方面的施工与管理等工作。