水泥混凝土路面早期断板原因分析及预防措施

维普资讯 http://www.cqvip.com 科技情报开发与经济　文章编号：１００５—６０３３（２００８）２４—０２１０—０２　ＳＣＩ—ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡ　Ｉ＇ＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２００８年第１８卷第２４期　收稿日期：２００８—０６—２４　水泥混凝土路面早期断板原因分析及预防措施　荆改凤　（阳泉公路分局，山西阳泉，０４５０００）　摘要：介绍了水泥混凝土路面的受力特点及断板的分类，分析了导致水泥混凝土路　面早期断板的主要原因，从原材料、配合比、施工工艺、基层控制等方面提出了早期断　板的预防措施。　关键词：水泥混凝土路面；早期断板；预防措施　中图分类号：Ｕ４１６．２ｌ６　文献标识码：Ａ　１　水泥混凝土路面的受力特点　在水泥混凝土路面设计理论中，将混凝土板看作四边自由的小挠度　弹性矩形薄板，其假定条件是混凝土板与弹性地基问完全接触（不脱　３早期断板形成的原因　混凝土板断裂的本质是混凝土内温度应力与荷载应力大于混凝土的　抗拉强度。由于水泥混凝土路面是由一定厚度的混凝土板组成的，具有热　胀冷缩的性质，而这种性质的变化必然会引起混凝土板周边和角的翘起。　由路面板翘曲约束应力、荷载应力或由它们共同作用，就会造成水泥混凝　土路面开裂断板等破坏。有研究表明，混凝土自身收缩及其与基层间的强　大摩阻力，也是导致混凝土路面早期断裂的原因之一。对水泥混凝土路面　早期开裂断板作进一步分析，发现导致断板的主要原因有以下几个方面。　３．１原材料方面　（１）集料的含泥量和有机质含量超标。水泥混凝土巾水泥石与骨料　的界面黏结不良，往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有　空）。当混凝土板均匀支撑时，无论是荷载作用的位置还是应力都较小，　而一旦脱空，板内将产生过大的附加弯拉应力，混凝土板很快达到极限　寿命，极端情况下，可以～次压断。　２水泥混凝土路面断板的分类　按照力学特性划分，水泥混凝土路面属刚性路面，其刚性结构的完　整性依赖于结构及本身的完整性及其下层结构的整体刚性效能。无论是　施工过程中．还是行车期间，防止和处置各类断板开裂现象的发生和发　展．是维持和保证水泥混凝士路面的使用效果与其耐久性的最基本要　求。但是，由于水泥混凝土的非均质性、低韧性及现场环境条件以及施工　工艺与水平的可变性。很难完全避免水泥混凝土路面的断板现象。故现　行规范规定，混凝土板的断裂块数，高速、一级公路不得超过评定路段混　凝土板总块数的０．２％．其他公路不得超过０．４％。按损坏程度可分为轻微　机质含量超过规范要求，如砂的含泥量高，则会降低水泥与骨料闻的界　面黏结力，使混凝土内部缺陷增多，势必造成界面缺陷，容易形成裂缝．　而严重的裂缝又留下断板的隐患。　（２）水泥的安定性和初凝时间。首先，当水泥的安定性差、强度不足　时就会影响到混凝土的初期强度；初凝时间短、操作时间安排不当也会　影响到混凝土的初期强度，从而大大增加开裂断板的几率。其次．水泥的　水化热高、收缩大，容易形成裂缝。　（３）外加剂【　素。混凝土路面施工巾一定要掺加外加剂，但如果掺加　断裂、中等断裂、严重断裂。按裂缝方向可分为横向断板和纵向断板。按　开裂断板的具体表现形式可分为单板断裂和多板断裂。按断板形成时间　可分为早期断板和晚期断板。早期断板发生在施工阶段面板浇筑完成　后，是未完全硬化和开放交通就出现的断板，主要为轻微断裂板，其断裂　形式及规律性明显，裂缝横向间距为４　ｍ～６　ｍ不等。晚期断板发生在公　路投入使用后，多为中等断裂板和严重断裂板，主要是由早期断板发展　形成的，少数由路基沉陷、基层失稳和车辆超载引起。　从断板分类可以看出，早期断板占总断板的比例大，且常易发展成　了不合格的外加剂，混凝土就会出现早凝、慢凝、离析、有害物等问题，直　接影响混凝土的质量。　３．２配合比设计方面　（１）单位水泥用量偏大。过多的水泥用量．必然会导致较大的收缩；　而水泥用量偏小，则影响混凝土的强度。　（２）水灰比偏大。偏大的水灰比满足了和易性的需要，但增大了水泥　水化初期骨料表面的水膜厚度，影响了混凝土的强度。水灰比偏低，造成　晚期断板，必须对其高度重视，认真分析产生的原　，积极采取有效措施　加以防治。　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｓｔａｔｉｃ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ＨＡＮ　Ｊｉａｎ－ｊｔｉｌｌ　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｂｅｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｃ－ｅｌｅｃｔｉｃｉｒｔｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｒｎ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｂｏｔｈ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｃ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂｒｅａｋ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｇｅｔ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ　ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｃａｎ’ｔ　ｇｅｔ，ｔｈｅ　ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｃａｎ　ｓｔａｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｆｏｒ　ａ　ｌｏｎｇｅｒ　ｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｒｅａｃｈ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｅｐｉｄｅｍｉｃ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｒｆ　ｔｈｅ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｏｒ　ｐｏｕｌｔｒｙ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｂｒｅａｔｈｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｄｓｏｒｂｅｄ　ｏｎ　ａｎｙ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｒｆ　ｒｕｒａｌ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｂｒｅｅｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｒｏｐ　ｆａｒｍｉｎｇ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｓｔａｔｉｃ—ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｍｏｄｅｒｎ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　２１Ｏ　维普资讯 http://www.cqvip.com

荆改风水泥混凝土路面早期断板原因分析及预防措施　本刊Ｅ－ｍａｉｈｂｊｂ＠ｍａｉｌ．ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅ！　实践与创新　和易性差，施＿［困难，容易留下隐患。　（３）施工中计量不准．尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水　量，会影响混凝士配合比的准确性．从而影响其初期强度。　（４）当原材料改变以及温度发生变化时，现场混凝土配合比就需要　及时恰当地进行调整。如掌握不好，就会带来后患。　３．３施工方面　（１）混合料拌和、运输与振捣的控制。混合料的拌和必须均匀，拌和　时问一定要控制好，最长拌和时间应不超过最短拌和时间的３倍。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。混合料运输　时，特别应注意不能发生漏浆和离析，否则要重新拌和。混合料的振捣必　须均匀有序地进行，不能出现过振或漏振。　（２）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。现场巾要有备用机具，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。配料、拌和、运输、摊铺　（１）混凝土搅拌时间过短或过长。现场振捣时间和范围不标准，均会　使　昆凝土强度不足或不均匀，势必造成早期开裂。振捣时间不宜过长，否　则会造成分层，租骨料沉人底层，细骨料留在上层．强度不均匀，使表面　收缩裂缝增加。　（２）混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料　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＿Ｔ缝处理接缝。　（３）严格控制切缝时间和切割深度。当混凝土达到设计强度的２５％～　３０％时，应采用切缝机进行切缝。根据外界环境变化及时调整切缝时间．　气温高、混凝土强度增长快、温差较大时切割时间要提早。切割深度应控　制在板厚的１／４～１／５。　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。　（３）养生不及时或养护方法不当。尤其是在气温高、湿度小、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。　（４）切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确、切　缝深度不足，均会造成混凝土内应力集中，在混凝土板的薄弱处形成不　规则的贯穿裂缝。　（４）正确设置胀缝。纵坡变化处、平曲线及构造物结合部都是应力应　变集中的位置。在此处设置胀缝是减少或释放应力应变的最佳方案，它　可以大大降低在此处的断板牢。　（５）正确安装传力杆。传力杆的安装必须按照设计图纸的要求，保证传　力杆与道路中心线平行。正确安装传力杆，防止上下翘动．可采用双模板控　制。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。　（６）在面板底面与基层顶面问设置滑动层，减少面板与基层问的摩　阻力，这样可以防止面板被拉断。滑动层设置的形式一般有以下几种：在　基层上洒沥青透层油；设ｌ　ｃｉｎ厚的沙子（或沥青砂）滑动层；用塑料薄膜　设置滑动层。以上方法也可以组合使用。　（５）运输的影响。运输的距离、时间过长会使混凝土在运输途中发生　“离析”，造成施工和易性差，影响振捣效果，使混凝土板块发生早期裂缝　的概率大大增加。　３．４基层方面　（１）基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处将成为　薄弱断面，在混凝土收缩时因难以承受拉应力而开裂。　（２）基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄　弱路面开裂。　（７）加强养生和养护，在表面收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时　必须保证养护时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般　为ｌ４天到２ｌ天。　（３）基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分，使底部混凝士失水，强　度降低，导致开裂。　４早期断板预防措施　４．１加强原材料的控制　（８）施工时要尽量避免高温天气和大风天气，避免产生较大的温差　效应。　（９）混凝土面板要在切缝处埋置接缝板，并在接缝板位置上再行切　缝．接缝板的高度是混凝土板厚的２／３，并应在基层顶面放置。　４．４基层质量控制　（１）集料的选择。粗集料的压碎值和硬度必须达到设计要求，最大粒　径不宜大于３０　ｍｍ，且宜选用连续级配的石子。细集料砂的选用必须是　中粗砂，泥土和杂质的含量不得超过３％。对有机质含量超标的集料应严　格禁止使用。　（２）水泥的选用。选用的水泥必须是强度高、收缩性小、耐磨性强、安　定性好、发热量少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。禁止使用安定性差、　游离氧化钙超标及强度不足的水泥。严禁不同标号、不同厂家、不同种　类、不同批号的水泥混合使用。此外，所有原材料的检测指标都应严格按　规范要求来执行。　４．２确定合理的现场配合比　在施工中要经常检查骨料的级配和杂质，发现所购进的骨料级配与　试验级配不符合时，必须依据试验数据及时调整施工配合比。施工中应　在基层施工时，严格控制基层材料质量，合理选择施工工艺，确保基层　强度均匀、标高准确、平整度合格。在基层交工验收时．除交通部颁布的《公　路工程质量检验评定标准》规定的项目外，还应增加基层弯沉值、拌和均匀　度、含水量等有关项目的检验。基层不合格绝不进行混凝土浇筑。　要最大限度地避免和预防水泥混凝土路面早期断板病害，就必须严　把路基、基层质量关。在路面施工中，应使用合格的原材料，控制现场配　合比，确定合理的施工工艺，精心施工，科学管理。　参考文献　［１］　山西省公路局．公路工程八大通病分析与防治［Ｍ　３．北京：人民交通　出版社，１９９９：２一ｌＯ．　（责任编辑：邱娅男）　第一作者简介：荆改凤．女，１９６４年１２月生，１９８７年毕业于山西省　注意水灰比的控制，单位水泥用量要精确称量，误差应控制在ｌ％以内。　集料的含水量要及时检测，控制适宜的朋水量，保持水灰比准确。　４．３加强施工过程的控制　交通学校，工程师，阳泉公路分局，山西省阳泉市北大街８号，０４５０００．　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅａｒｌｙ　Ｂｒｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｂｏａｒｄ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｒｏａｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　Ｍｅａｓｕｒｅｓ　ＪＩＮＧ　Ｇａｉ－ｆｅｎｇ　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｒｏａｄ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏａｒｄ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏａｒｄ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｒｏａｄ　ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｓｏｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏａｒｄ　ｆｒｏｍ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｍｉｘ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ａｎｄ　ｓｕｂｂａｓｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｔｃ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｒｏａｄ　ｓｕｒｆａｃｅ；ｅａｒｌｙ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｏｆ　ｂｏａｒｄ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　２１１