1、砼路面面板断板质量分析摘要:水泥砼路面柔度小,它的抵抗变形能力较差.所以,在水泥砼路面的使用过程中,容易产生路面板开裂或断板.本文从路面管理、施工、材料、设计、运营等方面,分析了导致水泥砼路面板产生裂缝与断板的原因. 关键词: 砼 水泥 原因 1 引言 所谓的砼,就是指混凝土。它的主要特点是体积大,一般实体最小尺寸大于 1m,且水泥水化热释放比较集中,内部升温速度较快。混凝土内外温差大时,会使混凝土产生裂缝,影响结构安全和使用。所以必须要从根本上分析来保证施工的质量与安全。 其特点是土结构厚实,土量大,工程条件复杂,技术要求高,水泥水化热较大,且易使结构物产生温度变形。混凝土除了最小断面及内外
2、温度有一定规定外,对平面尺寸也有一定限制。随着我国公路建设的快速发展,水泥砼路面的铺筑越来越广泛.目前,我国各省市二级公路大部分都采用水泥砼刚性路面.在部分省市,水泥砼刚性路面还广泛运用于高速公路.近年来,滑模机械施工和轨道摊铺机施工技术为水泥砼路面的应用更加推波助澜.水泥砼刚性路面的 2 水泥砼路面断板形成原因 2.1 使用材料性能下降 首先不能忽略水泥的水化反应,即水泥和水相互作用并进行的一种化学反应,其反应过程非常快因而用时很短,可以在短时间内将水泥路面的热量释放,使得路面温度短时间降低。此化学反应进行时,温度变化加速,因此路面受到温度应力的影响会有变形现象出现,如果温度变化速度比水泥砼
3、变化速度快,公路路面开始形成断板病害。再者不能忽略水泥石的干缩现象。完成水泥砼路面的施工且路面干燥后,路面水分蒸发的同时也开始降温,此时水泥石体积也慢慢变小。但是水泥石外表面和内侧水分蒸发的速度不一样,因此其外表面及内侧的收缩程度不一样,外表面收缩程度比内侧大,外部收缩的同时受到内侧的约束导致水泥石外表面受到拉力作用,如果此拉力强度大于路面抗拉强度,就会出现路面裂缝现象。通常情况下,路面水泥石的单位体积量相对较小,干缩现象不会对路面断板产生大的影响。但如果出现温度变化等不利因素,更容易出现断板现象。 2.2 路面基层凹凸不平 如果路面基层凹凸不平,基层和混凝土相互之间的摩擦力增大,容易导致路面
4、薄弱处不能承受大的拉应力最后出现断板现象,也可能是在太薄及太厚的路面相接处,水泥砼存在不同程度的收缩最终出现开裂现象;如果路面基层太干,会从砼中获取需要的水分,使得水泥砼底部过于干燥,其强度不足最终有断板现象发生。 2. 3 砼配合比不合理 在路面的施工中砼的合理配合比至关重要,不适当的砼配合比会大大影响路面的抗折性能。首先要关注砼的水灰比。如果水泥砼的水灰比过大,那么水泥砼混合液里的水分比重较大,但是真正参加水化反应的水分没有那么多,剩下的水分就会逐渐蒸发,从而混凝土中会有孔隙出现,使得混凝土的干缩作用更强。孔隙率随着水灰比的增大而增大,且干缩率也随之变大,因此会严重影响混凝土强度。路面水泥
5、进行水化反应的最低限值范围是 0. 26 到 0. 29 之间,其最高限值通常小于 0. 45。再者路面单位水泥的用量大小也很重要。然而混凝土的强度没有随着水泥用量的增大而增大。因为水泥存在收缩性,如果单位水泥的使用量增大,那么水泥收缩量同时也会增大,此时会出现路面裂缝现象,从而引起路面断板病患。 2.4 施工过程的影响 如果在施工过程中没处理好搅拌时间、没有合理控制好材料用量,最终出现不合理的水泥砼配合比,混合料的搅拌时间太长引起混凝土的分层现象等,没有控制好振捣操作、混合料搅拌不足造成强度分布不合理,这些都会造成路面的断板。同时,进行混凝土浇筑时,存在突发事情使得浇筑操作中途停止,重新浇筑
6、时没有处理好路面的裂缝,造成新、旧混凝土不能良好结合,容易出现不同步的收缩从而出现裂缝。接着是延时切缝的问题。没有按时切缝或者切缝操作不合理也会造成路面断板的出现。如果切缝的时间大于 300?h,就会出现断板现象。还有就是养护手段不合理。进行路面的养护时,要注意养护的方法,特别是气候条件相对不稳定的地区,公路路面水分会加速蒸发,干缩效应更明显,也会有裂缝现象产生。且公路不应过早投入使用,因为早期砼的刚度及强度不足,太早承受荷载会加速路面强度的损坏,导致路面出现断板现象。3 水泥砼路面面板断板的防治措施 (1)把握好路面厚度。进行公路路面的平面设计过程中,要结合交通运输现状及未来发展动向,考虑汽
7、车负载给路面带来的负面影响,防止由于车辆载荷引起路面板的断裂;安装合理的排水体系,防止由于积水的存在给路面带来的侵蚀从而引起路面的断板;在选择修筑材料过程中,要严格控制修筑材料的冻融及耐久性能。 (2)使用高质量的材料。不允许选择低质量的水泥,保证货源的质量及其稳定性;不允许混合不一样种类,不一样厂家的水泥并投入使用,推荐选择水化热较少的硅酸盐水泥;要求集料强度要符合相关标准,如果含泥量过多就要用水冲稀释符合要求后使用,不允许使用低质量的集料。 (3)控制好水泥砼的配合比。根据水泥砼的合适配合比确定其配料,准确量取水泥用量且保证其误差不大于 1%;定期检查集料的含水量,合理控制用水量,准确设计
8、水灰比及集料级配比;料源的稳定至关重要,否则要另外设计配合比;选择高质量的机械设备进行配料操作,确保集料的计量误差不超过 3%。 (4)保证路基的质量。进行路基的填筑时,要对力学性质不同的土壤进行分层填筑工作,防止土不同类别的存在导致路基出现不同的沉降,对路面结构产生不利影响;进行交界的填挖时,要特别关注半填半挖相结合的地方并进行特殊处理;遇到情况相对特殊的路段,也要进行特殊设计。 (5)保证基层质量。严格设计基层顶面高程,保证路面板厚度满足设计要求;要求有良好的基层平整度,确保路面板厚度的合理分布;如果基层标高不合理,不允许选择补足标高的方案。 (6)关注基层养护,保证基层的强度。路面施工完
9、后要定期对其作养护工作,可以通过洒水清扫的方式,保证砼的湿润和清洁,避免由于干燥而出现裂缝或者断板现象,而且应定期处理胀缝问题,还要加强对路肩的养护工作,确保路面的顺利排水,让路面路基更加稳定,可以避免路面的不及时排水,造成公路基层和路基的强度下降,最终出现断板现象。 (7)确保施工工艺的合理性。按照机械设备性质合理控制砼的搅拌时间,正确选择最佳拌合时间;防止拌合料离析现象的出现;如果进行拌合过程中发现集料温度太高,就要进行降温处理再进行拌合工作;保证施工设备的施工效率,防止设备出现故障从而出现施工缝;严格控制振捣工作,防止出现漏振或者超振的现象;进行真空吸水工作时,避免漏吸或者过度吸水;准确
10、确定切缝的时间,按照实际情况确定合理的切缝时间,通常要求切缝深度范围在路面板厚度的 1/4 到 1/3 之间;合理设置传力杆,避免出现上下翘曲的情况。确定路面合理的使用时间,如果砼路面强度没有满足相关要求,不允许车辆通行。 4 结束语 造成路面断板的不利因素很多,主要是由于路面施工时不全面的技术管理,以及施工后期的不合理养护。严格控制施工时的技术管理,根据相关规范完成路面施工工作,避免不良的施工导致的水泥砼路面面板断板问题,同时注重路面使用时的养护工作,这样在很大程度上能够防止砼路面板面板断板的出现,减少路面后期养护工作强度的同时,还可以节省大量的养护费用,且能够大大延长水泥砼路面的使用寿命,有利于车辆的安全行驶。 【参考文献】 1 智建涛.水泥砼路面裂缝产生的原因及预防措施J.科技信息,2011( 21) :754. 2黄少虎.水泥砼路面断板原因及预防措施J.民营科技,2012( 1) :174.