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摘要:本文分析了水泥混凝土路面断板形成的原因 ,并提出了相应的防止措施。混凝土板块断裂是水泥混凝土路面长期存在的问题。通过几年来施工 ,并且同有多年施工经验的老工人和施工技术人员进行切磋 ,总结出断板产生的主要原因及防止措施。
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关键词：公路工程 水泥砼路面 断板 解决方法
1水泥砼路面断板的原因
水泥混凝土路面产生断板后，对路面的使用品质及行车安全和舒适性都会有较大的影响，断板数量的多少是评定路面的主要依据之一，混凝土面板一旦产生断板，其它病害就会伴随发生，如错台，脱空，裂缝，拱起，等等破坏。对于裂缝较宽的断板，如果不及时进行处理，会促使水泥混凝土板发展成为破碎板，严重破坏路面，使路面丧失承载能力。温度应力和荷载应力超过砼的抗弯拉强度,水泥砼路面板就会产生断裂并发展为断板。水泥砼路面断板是指水泥砼板产生横向或纵向贯通裂缝,致使板块产生整体断裂现象。下面从内因和外因2个方面进行分析。
内因
引发水泥混凝土路面出现断板的原因很多。水泥砼路面面板是一种用水、水泥、碎石和砂按一定比例混合而成的堆聚结构物,在制作和硬化过程中,由于物理、化学作用产生拉应力,这是产生早期裂缝的内因,即在路面成型后,硬化初期出现裂缝和断板。原因之一是水泥的水化反应。水泥与水刚接触时迅速而短暂的反应,可在几分钟内使放热量达到最大值,然后迅速下降。水泥与水混合后6~8h,放热量又增至最大值,砼内部温度可达40~70℃,这一温度时高时低的过程,使砼因温度应力作用而产生变形。这一作用重复发生,一旦其温度变形速度超过砼的徐变速度,就会出现裂缝。原因之二是水泥石的干缩。砼硬化前,由于内部骨料的不断沉积及混合料还未获得强度,砼仍处于塑性状态,迅速失水引起表面干缩而导致断裂,水分蒸发使砼因塑性变形而使其表面或内部有形成裂缝的倾向。
1.2外因
1.2.1设计原因
一般说来,设计方案不当是影响工程质量的直接原因之一。
1)路基不均匀沉降。水泥砼路面是永久性建筑,它需要有足够强度、刚度和整体稳定性的路基作保证,路基整体稳定性差是水泥砼产生裂缝的主要原因之一。
2)结构尺寸。由于设计时外业调查交通量不准，路基、基层、底基层的模量和材料参数选用不当等原因而使路面厚度偏薄，就会使路面寿命缩短，过早地出现开裂断板；同时路面的平面尺寸不合理、防冻厚度不足也是造成路面断板的主要原因之一。
3)材料。选用不合理的材料,使水泥砼收缩过大, 混凝土产生碱―集料反应或抗冻融差等耐久性问题导致水泥砼板断裂导致水泥砼板断裂。
4)路基排水设计不健全,使路基范围内的地表水不能及时排除,甚至长久积水。路面内相对湿度较高,在周而复始的高低气温作用下,面板出现不同程度的变形,经荷载作用,导致路面断裂。
1.2.2施工原因
施工不当是水泥砼路面断裂的又一直接原因,主要有以下几方面:
1)水泥砼路面厚度达不到设计要求。
2)路基及基层整体强度和稳定性差。
3)施工工艺不当。①砼拌和时间不合理,集料温度过高;②振捣时间不合理,振捣不到位;③传力杆安装位置不合理;④养生不及时或养护方法不当,造成砼干缩裂缝;⑤未及时切缝及切缝深度不足;⑥施工时日温差过大;⑦下承层平整度差。
4)配合比不当。如矿料级配不好或材质不均匀,造成自身强度低;水灰比大,造成水泥和水的用量增大,从而使水化热增大,砼的膨胀增大,待温度下降后砼收缩加快,断板的几率直线上升。相反,若水泥用量低,也会造成路面强度下降。
5)单质材料选用不合适。首先,水泥是砼的胶结材料,它的品种选择是材料中的关键,直接影响砼的造价和质量;其次,矿料级配、针片状、含泥量及有机质含量不适当。
1.2.3环境因素
水泥砼浇筑时,温度、湿度和风速对砼板的收缩有直接影响。温差变化大,会产生温度收缩应力,使砼板在薄弱断面产生过大的应力集中而出现断板。
1.2.4车辆超限运输
根据现行水泥砼路面设计参数,水泥砼路面按使用初期设计车道,每日通过的标准轴载作用次数分为特重(>1 500次)、重(200~1 500次)、中等(5~200次)、轻(25 cm(特重)、21~23 cm(中等)、参考文献:
[1]水泥混凝土路面修补技术[M].北京:人民交通出版社,2006.
[2]JTG D40-2002,公路水泥混凝土路面设计规范[S].
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发表于 2018-7-16 17:21:35