水泥混凝土路面出现断板原因与处理方法选题

摘要：水泥混凝土路面具有强度高、耐久性好,还可以充分利用地方性建筑材料,在促进区域经济发展的同时,能够显著降低工程的造价,因而越来越多地应用于各等级公路的建设中。本文首先分析了水泥混凝土路面施工中断板出现的原因，然后提出预防方法，最后论述了断板的处理方法 。
关键词：水泥混凝土路面；断板原因；处理方法
“十一五”期间,我省实施通村水泥路建设项目,我县抓住这一历史机遇，大干快上，在县上下掀起了通村公路建设的热潮，作为县通村办工程管理人员，经过几年来的工作实践经验并查阅有关资料，我对通村公路建设中水泥混凝土路面施工中经常出现的断板问题以及处理办法进行如下探讨。

一、断板出现的原因

1、 原材料不合格水泥混凝土路面的主要材料：水泥、砾（碎）石、中粗砂、水，水泥标号不够，稳定性较差，强度不足；集料中有害物质或含泥量超标。混凝土配合比控制不当。 施工中由于骨料过干或数量大,吸收拌和用水和施工中计量不准，从而影响混凝土初期强度。以上都会导致断板的出现。
为了保证混凝土路面的建设质量，我县通村办对原材料水泥、砂子、砾石都明确了产地，规格，水泥采用县上三家企业生产的道路硅酸盐水泥，中粗砂选用县境内牧马河、泾洋河内，砾石要求最大粒径不超过4公分，且砂、砾（碎）石、水泥、水都要检验合格。水泥要求有出厂检验合格证，满足设计时的标号。砂子要控制含泥量。拌合时一定要注意各种材料的配合比，必须机械拌合。

2、施工工艺

水泥混凝土路面工程要在施工组织设计时考虑好设置拌合站的供应距离，一般不宜超过10km。距离长的最好用搅拌车。通村公路建设一般情况运距不超过5公里。
要注意振捣，特别是人工摊铺的路段振捣要求较严，要严格按照规范要求，振捣器在每一位置振捣的持续时间，应以混凝土泛出水泥浆为准，并不宜过振，用平板振捣器振捣时，不宜少于15s，用插入式振捣器振捣时，不宜少于20s。
混凝土路面施工时工艺控制不当，搅拌时间不够，振捣不密实；拌和时混凝土组成材料温度过高，在冷却、硬化过程中会因温度差增大混凝土的弯拉应力，导致开裂；施工中工序控制不当(如混凝土间断时未做施工缝处理、切缝不及时、真空吸水时漏吸、传力杆安装不当、在不利季节施工等)影响混凝土本身抗弯拉强度不足，导致开裂。
基层表面不平整和材料湿度不当。基层表面不平整造成路面厚度不一致，增加了基层与面层之间的磨阻力，导致路面薄弱处难以承受拉应力而开裂；基层材料过于干燥，吸收底部混凝土水分，从而降低混凝土抗弯拉强度，导致开裂。

二、使用期开裂、断板原因

1、 早期设计不当早期由于经验不足混凝土面板厚度偏薄；板块尺寸划分不满足规范要求；原材料选择和设计配合比不当。

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2 、路基不均匀沉降湿软路基处理不当、填挖交界处压实标准不一致、桥涵和构造物附近压实度不足、路段地质变化处路基处理不当，以上情况均会产生路基不均匀沉降，导致混凝土面板开裂。
3、基层失稳基层施工质量不好，表面不平整、强度不均匀，导致面层混凝土板块弯拉应力增大，产生断板；面层接缝处填缝料失效，板块弯沉时缝内积水变为有压水，使接缝处产生唧泥、脱空，从而产生断板。其他情况如路面排水不良，超载和超限车增多。

三、 水泥混凝土路面断板的预防

水泥混凝土路面断板主要是在施工过程中和使用过程中出现的，因而断板的预防就应针对其出现的不同时期进行控制。
1、 良好的结构组合设计能够有效预防断板水泥混凝土路面在使用过程中，由于设计、超限荷载的因素都会导致水泥混凝土路面出现断板。设计因素的影响主要是由于结构组合设计、排水设计考虑不周到而造成的。结构组合设计中应着重考虑路面基层对水泥混凝土面板的影响，即路面基层除满足有足够的强度、刚度外，还应具有良好的水稳性和平整度。良好的水稳性能够有效地避免唧泥的产生、从而避免基层的破坏与板底的脱空，为水泥混凝土面板提供良好的支撑，避免断板；良好的平整度能够有效地避免荷载作用下水泥混凝土面板出现应力集中区域，避免断板。
2、 施工过程断板的预防 严格控制水泥混凝土混合料的配合比避免水灰比过大或混合料离析，确保混凝土混合料有足够的强度，同时，严格掌握切缝时间、切缝时间一般根据气温而定，避免由于混凝土的收缩而产生断板，因为温度、湿度和风的变化，都会引起混凝土出现较大的干缩。
3、使用过程中断板的预防 水泥混凝土路面在使用过程中，会因超限荷载、各种地面水进入水泥混凝土路面的缝隙，形成唧泥，进而产生断板，因而应严格控制超限荷载，及时对水泥混凝土路面的各种缝隙进行灌缝，防止各种地面水进入水泥混凝土路面结构内部，消灭唧泥源，避免断板。

四、 水泥混凝土路面断板的处理方法

断板的处理应根据断板的不同程度而采用相应方法来进行处理。断缝出现的形状：①较直断缝；②斜度较小断缝；③角隅处断缝；④斜度较大断缝。前三种情况较多见，第四种情况较少见。
混凝上面板断缝（断板）的处理方法很多，经过多个工程的断板处理的经验，我认为凹糟填充膨胀混凝土方法简单、易学，处理效果较好。其主要施工工艺为：
1、凹糟开挖 根据断缝位置，把水泥混凝土面板凿开成长方形凹槽，贯通整个板厚，凹槽壁凿成1：0.15的斜坡为最好，以使修补混凝土与面板更充分地共同支撑行车荷载。凹槽的直角边分别平行于缩缝和纵缝。对于较直的断缝，断缝的两侧开凿宽度每侧不小于20cm，总宽度不小于40cm；若断缝稍有斜度或弯度时，开凿时要距断缝凸出部位或端头不小于10cm，凹槽开凿总宽度不小于40cm；若断缝在缩缝附近，且开凿边缘距缩缝不大于40cm时，原缩缝要作为凹槽的一个边。
对于角隅处的断缝，要按上述开凿尺寸的要求，将断缝（断板）周围的混凝土凿开挖掉即可。对于斜度较大的断缝，可将断缝周围的混凝土分成两大块凿开挖掉。
开凿前根据断缝的情况，按尺寸要求用墨线斗在水泥夕昆凝土路面上打出墨印线，然后用切割机沿线切割，再在需挖掉的混凝土路面上用切割机切成网状，网格面积越小越易凿挖。然后用六棱钢钎和大锤（八镑锤）把混凝土凿开挖掉，挖好后，要在凹槽周围设有标志，以利安全。
2、填充膨胀混凝土 填充凹槽时，我们浇筑的路面是高于原一级标号的面板路面，通村水泥路路面设计标号为30＃，处理断缝用促使混凝土膨胀的材料氧化铝（即市上销售的铝粉，含量0.3%）。其配合比为水泥：混凝土：砂：碎石：水：氧化铝=100：158：275：62：0.3 。

3、养生

凹槽填充完毕，要在周围设有标志或障碍，不让在其行车，待膨胀混凝土达到终凝时间（一般为8h），就可在混凝土上铺厚度不小于15cm细土，进行养生，土要经常保持潮湿状态。待养生两星期后，就可拆徐标志或障碍，开施交通。

五、结束语

填充膨胀混凝土方法处理断板后，经过几年的行车观察，凹槽内的膨胀混凝土与原路面面板之间结合紧密，没有缝隙，且连沥青类的防水材料也没涂抹，说明膨胀混凝土作为路面断板处理的填充材料是可行的,因而在我县通村水泥路建设中得到认可和推广。
参考文献：
交通部.公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40-2002
交通部.公路水泥混凝土路面施工技术规范JTGF30-2003
[3] 张智刚．水泥混凝土路面断板的分析和处理方法．湖南交通科技，1999，3：19-21
[4] 庞伟．水泥混凝土路面病害及防治措施．科技信息，2010，15：311．
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。