水泥混凝土路面断板的原因及预防

摘 要:分析了水泥混凝土路面断板的原因,提出了预防断板的措施,给出了水泥混凝土路面断板的处理及修补方法。

关键词:混凝土路面 断板 原因 预防

中图分类号:U418 文献标识码: A 文章编号:1673-0534(2007)05(b)-0053-01

　　水泥混凝土路面断板的是指水泥混凝土路面在修建和使用过程中由于板内应力超过了混凝土的强度而出现的贯穿混凝土面板整个厚度的不规则的横向、纵向、斜向、交叉断裂断板或角隅折断裂缝,它把水泥混凝土面板分成两块或两块以上, 破坏路面结构的完整性。

　　发生破坏的原因是多方面的:板太薄或轮载过重,板的平面尺寸过大,地基稳定性差产生不均匀沉降或过量塑性变形使板底脱空失去支承,施工养生期间收缩应力过大及荷载和温度应力

　　作用下的疲劳开裂等。断裂的出现,会使水泥混凝土路面在车辆荷载作用下,在断裂处出现剥落、破损, 继而形成唧泥、错台, 破坏板的结构整体性,直至破坏,使混凝土面板丧失大部以至全部承载能力。

1 水泥混凝土路面断板原因分析早期开裂、断板原因如下:

1.1 原材料不合格

　　水泥标号不够,稳定性较差,强度不足;集料中有害物质含量超标。

1.1.1 混凝土配合比控制不当

　　施工中由于骨料过干大量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。

1.1.2 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。

1.1.3 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。

1.2 使用期开裂、断板原因

1.2.1 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。

1.2.2 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。

1.2.3 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。

2 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。

2.1 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。

2.2 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、切缝时间一般控制在300个温度小时以内,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。

2.3 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。

3 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。

3.1 断板粘缝处理

　　对轻微断板可采用粘缝处理。处理断板的粘结剂主要有聚氨脂、甲凝、环氧树脂等高分子化学材料。应视修补季节、断板程度、施工工艺等因素选用下列方法:

　　1)直接灌入法。直接灌入法对断板宽度大于3mm 的裂缝, 可用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。

　　2)喷灌浆法。喷灌浆法适宜于通车路段冬季修补局部性断板。其方法如下,清缝:吹尘器配合细钢丝小钩子清除缝隙内的泥土杂物;埋设灌浆嘴封闭断板:每隔30cm 安设一个灌浆嘴,用胶布将缝口贴封,并涂上按1 ︰2 配合并加热溶化的松香和石腊; 配灌缝材料:根据缝口宽窄及要求开放通车时间,选用适宜的灌浆材料及配比混合调匀;灌浆:将灌缝材料倒入可推挤的灌浆器中, 一般宜在30~40min 以内用压力将灌缝料由各灌浆嘴中灌入缝中,灌至将要顶动上面胶布为止,用水泥浆或砂浆封面,并喷洒养护剂;加热增强:一般宜用红外线灯或装60~70W，灯泡的长条形灯罩加热, 温度控制在50~60℃,加热1~2h 后即可开放通车。

3.2 对严重断板可采用条带罩面法和局部修理法处理。

　　1)条带罩面法。条带罩面法适宜于贯穿全厚的中、重程度横向断板。其方法如下:顺断板两侧各约15cm,平行缩缝锯切两条7cm深的横缝。两锯缝内侧凿除7cm。沿断板两侧10cm,每隔50cm 钻直径为1cm,深为5cm 的钯钉孔。吹刷干净后,均匀涂刷水泥浆或环氧水泥砂浆。将钯钉孔填满砂浆后,把去污除锈后的钯钉插入孔内安装。浇筑快硬混凝土,及时振捣密实,并抹平。喷洒养护剂,加深缩缝及灌注填缝料。

　　2)局部修理法。当路面板发生脱空断裂、断角等损坏,影响行车安全时,应凿除损坏部分,处理好基层后,用同种或异种(沥青混凝土、水泥混凝土预制块、嵌锁块、石块等)材料进行修补。

　　3)角隅部分的修理。按破裂面的大小和深度, 确定切割范围并放样。用切割机切开边缝,凿除破损部分,打成规则的垂直面。有钢筋时应注意不能切断钢筋。如钢筋难以全部保留,至少也要保留20~30cm 的钢筋头,且应长短交错。检查原有的滑动传力杆, 如有缺陷,应限期修理或另设新杆。和原有路面板的接缝面,如为缩缝,应隔上塑料薄膜,或涂上沥青, 防止新旧混凝土粘结在一起。如为胀缝,应设置接缝板。混凝土硬化后,用切缝机械切出接缝槽,然后灌入填缝材料。

　　4)路面板纵、横向开裂的局部修补。划线放样,用切割机械切开边缝,并凿除损坏部分。

　　在边缝边缘两侧板厚中央钻洞,深10cm,直径2~4cm,水平间距30~40cm。将洞内粉碎物除并加以润湿, 填实水泥砂浆后插入一根直径18~20mm,长约20cm 的螺纹钢筋。用水泥混凝土填塞捣实、抹平并喷洒养护剂。对有钢筋网的路面板,裂缝位置离接缝不超过3m 时,可以比照处理角隅断裂的办法作局部修理。当裂缝位置离接缝超过3m 时,则应把裂缝作为缩缝处理,修理裂缝部位。

　　如果断裂裂缝处有严重剥落,有错台或裂块, 应采用整块板更换的措施。该种断裂多是由于基层强度不足或渗软化、路基不均匀沉降等情况导致的,处理方法一般采用将整块板凿除,在处理好基层以及路基后,重新浇筑新的混凝土板。浇筑时多采用快凝混凝土材料,这样处理能缩短养护期,不会长时间影响交通。