水泥混凝土路面断板原因分析及防治措施

文/刘刚 莆田城厢环卫处 福建莆田 351100

1、绪论

水泥混凝土路面产生断板有很多的原因：边界原因；车辆过早通；原材料不合格；施工工艺不当；混凝土配合比不当；基层标高控制不严和不平整；混凝土板的切缝深度不够、不及时，以及压缝距离过大；因为基层材料的强度不足，水稳性不良，以致受力不均，出现应力集中而导致的开裂断板。有很多相应的预防方法及处理措施：边界影响的控制；控制交通车辆；施工工艺的控制；做好压缝并及时切缝；强度、水稳性、基层标高及平整度的控制；合格的原材料是保证混凝土质量。延长混凝土路面的使用寿命，减少混凝土路面的断板产生的机率。治理措施：局部修补；裂缝的修补：方法有直接灌浆法、压注灌浆法、扩缝灌注法。条带罩面法、全深度补块法。对于严重断裂，裂缝处有严重剥落，有错台或裂块并且已经开始活动的断板，要采用整块板更换的措施。路面的断板，影响了运输的效益和行车安全，因此，必须采取措施，加强对水泥混凝土路面的设计、施工及养护管理。

2、水泥混凝土路面断板的原因

2.1 原材料不合格或质量差。

（1）如果使用了安定性不合格的水泥因为其硬化后，游离氧化钙和氧化镁等才开始慢慢水化，使水泥混凝土产生膨胀，会破坏已经硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降时会造成裂缝 ,混凝土的结构将受到破坏，降低建筑物质量，严重时引起结构失效而导致严重的工程事故。另外水泥强度不足，将不能受压或抗剪，如果荷载超过抗压或抗剪强度，路面就会破坏，造成裂缝等。

（2）集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含泥量大了不单对混凝土的强度有影响。因为混凝土中砂石含泥量过大降低混凝土骨料界面的粘结强度，降低混凝土的抗拉强度，降低水泥浆对粗骨料的握裹力，从而降低混凝土强度，水泥与碎石间内摩擦力减小，内应力增加，产生滑动最终开裂，另外泥过大还可能对钢筋产生腐蚀作用，降低钢筋强度。所以集料的含泥量和有机质不能超过规范的要求，否则必然会造成容易开裂。

2.2 混凝土配合比不当

混凝土配合比是决定强度的重要因素，水灰比对混凝土的和易性、强度、耐久性、变形等性能等有很大的影响，水灰比指的是混凝土当中水与水泥的质量之比，水灰比越小，骨料间粘结强度越大，混凝土强度越大，反之越小。但过于小时，拌合物过于干稠，混凝土不能密实，强度降低耐久性下降。二是混凝土的含砂率在确定混凝土配合比时，应选择最优含砂率。若砂子过少，则石子空隙的一部分，将用水泥浆填充，这样将增加水泥用量，是不经济的；但砂子过多，增大砂的表面积，就需要水泥浆包裹，同样也要增大水泥用量。不能用过细的砂子因为细砂总表面积就越大，所以在混凝土里所需要的水泥量也越多，当混凝土拌合物的流动性要求一定的时候，显然用粗砂比用细沙的水泥用量要少，且硬化后水泥石又少，可以提高混泥土的密实性，肯定影响混凝土的强度。三是水泥用量不足和用量过多，对混凝土质量均有不利的影响。水泥用量少了，会使混凝土的强度降低，使抗渗性、抗冻性、 抗蚀性及抗碳化性能变差，使混凝土质量达不到设计的要求。水泥用量多了，在大体积混凝土施工时，水泥水化反应放出的热量会使混凝土内外温差过大而产生裂缝，影响混凝土的质量。

2.3 施工工艺不当

（1）混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大；混凝土搅拌时间不足或过久，振捣的不够密实，都造成混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂或断板。要注意振捣，振捣时间不易过长，否则粗骨料分布不均匀，造成混凝土水泥强度不足，增加表面收缩裂缝。

（2）养生和养护不当。如养生时水分不足，容易引起混凝土早期开裂，导致断板的产生。在混凝土硬结初期，因为强度还很低，这时如果养生不当，混凝土内部产生收缩，会使混凝土开裂产生断板，混凝土成型后，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂，或者水分蒸发过快，而出现干缩裂缝。切缝不及时切缝深度不合格当应力超过混凝土抗拉强度时，就产生温度裂缝。

3、水泥混凝土路面断板防治措施

3.1 严格把住材料质量关。

水泥应有出厂合格证（含化学成分、物理指标），并经复验合格，方可使用。对水泥实际活性低，水泥安定性不合格的水泥应作废品处理，不能用于土木工程中。不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。对过期或受潮的水泥，必须经过试验，合格后才可使用，应采用道路硅酸盐水泥或硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定，防止混凝土因温度应力产生的破坏。

3.2 抓好混合料拌的质量关

一是水泥混凝土路面混凝土最大水灰比是影响混凝土强度的重要因素应符合规定：，城市道路和厂矿道路不应大于0.50，机场道路和高速不应大于0.46

二是合适的含砂率应是石子、砂、水泥浆互相填充，使混凝土既能达到最大密实度，又能保证最少的水泥用量。实践证明，含砂率一般在30%～38%左右。但由于影响砂率的因素很多，需要根据石子的形状、粒径、孔隙率和砂子的品质及水灰比的大小等因素，进行试验和调整，计算合适的砂率。

三是水泥混凝土用砂的细度模数控制在2.4，以其中的中砂为宜。

四是水泥用量不足和用量过多，除了给混凝土质量带来不利影响外，还会在经济上造成不必要的损失所以水泥应该适量最好。

3.3 对施工工艺的控制

（1）混凝土的拌合时间要根据不同的机械搅拌性能正确掌握，不宜过短或过长，从开始加水时算起，全部操作必须在30分钟内完成。要严格控制砂石含泥量，避免使用过量粉砂；在人工摊铺的路段振捣要求较严格，要按照规范要求，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，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，在待振横断面连续振捣均匀密实，并注意路面板底、内部和边角处不得欠振或漏振。振捣棒的移动间距不宜大于500mm；应避免碰撞模板、钢筋、传力杆和拉杆。混凝土应振捣密实，并注意对板面进行抹压，可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压，以提高混凝土抗拉强度，减少收缩量，减少收缩裂缝发生的概率。缺料的部位，应铺以人工补料找平。

（2）加强混凝土路面的早期养护。重视混凝土面板养生，养生期内主要是要保持路面处在潮湿状态，特别是夏季的白天，气温很高，应注意浇水，这样就可以减少开裂，在昼夜温差较大的地区，混凝土表面修整中要设遮阳棚，避免阳光直射。修整完成后要覆盖养生，以保持温度变化不大。早期养护要保证混凝土面板表面湿润，定期适当洒水，保持湿润。并且在强度形成时尽快切缝，如果这期间(一般是在施工3～5天内)及时切缝，从而清除不规则裂缝。所以掌握好切缝的最佳时间是控制混凝土断板的关键。要根据当地气温及水泥品种确定切缝时间，要注意切缝的时间，时间隔太长了会出现裂缝，太短了，会出现毛边；要注意切的深度，浅了起不到效果，还是会出现裂缝，太深了，又耗时。间距要合适，一般控制在4-6米之间，间隔太长了，中间会出现裂缝，起不到作用了，切完后及时进行灌缝。

结论：

混凝土路面断板的原因如上所述，施工生产中只有逐一排查落实控制，特别是施工期间出现的断板，将直接影响到水泥混凝土路面的使用年限。水泥混凝土路面破坏都是从裂缝开始的，所以要及时采取措施，封填裂缝，并加强养护工作。随着使用年限的增加，车辆荷载的重复作用，路面会沿裂缝处逐渐发展、扩大，最后导致整个板体破坏，还应做到依法治路，严格控制超载、超重、超限车辆通行。由于裂缝的出现，地表水渗入到基层和土基的机会增加，使路基强度降低，也会加剧对路面的破坏作用。因此，在施工期消除和减少水泥混凝土路面断板的现象尤为重要，混凝土路面施工情况看，要想彻底消除断板不太可能，因为在施工中的每一个环节稍有疏忽都有可能产生断板。但混凝土的早期断板除了严格按照施工规范控制施工才能有效地预防断板的出现。