浅谈我区农村公路水泥混凝土路面早期断板的原因与防治

时间：2024-05-20

闫明明

（天水市麦积区农村公路养护站，甘肃天水741020）

随着我国交通事业的发展，农村通畅工程的水泥混凝土路面，以其稳定性、抗滑性、耐久性好，养护费用低而被广泛采用。由于地理条件、地质环境及资金的制约，我区农村通畅工程采用面层厚度为20cm,整体式浇筑的普通混凝土。普通混凝土或称有接缝素混凝土是指除接缝处和一些局部范围外，面层板内不配置钢筋的水泥混凝土。虽然普通混凝土面层有许多的优点，但我们也发现一些竣工的砼路面出现了开裂、断板、错台等病害，给车辆运行带来不便，尤其是断板病害已经成为工程质量的通病之一，这必须引起我们的重视，积极采取措施加以防治。

1 影响水泥混凝土路面早期断板的原因

从施工过程中到竣工通车后使用不超过六个月，板面发生断裂现象就是早期断板。其主要原因是：

1.1 设计原因

设计是工程施工的重要依据，路面结构设计是否科学合理，对水泥混凝土路面产生重要的影响。路面结构层和组成材料的选择，应依据道路的等级、交通繁重程度、路基承载力、材料供应、气候条件、施工考虑（设备、工艺、施工期限和经验）、资金筹措等因素综合分析做出决定。

混凝土路面直接承受车辆荷载的垂直力、水平力以及车身后所产生的真空吸力的反复作用，同时受降雨和气温变化的不利影响最大，是直接反应路面使用性能的层次。（1）板的平面尺寸和接缝：面板多用矩形且板长与板宽之比为1:1～1.3，横缝间距一般为4～5米，最大不过6米；根据传荷方式的不同横向缩缝设假缝或假缝加传力杆型；纵向缩缝设平头或企口型；根据施工连续性设置横向施工缝。（2）补强钢筋和拉杆及传力杆设置；纵横向边缘下的基础可能产生较大的塑形变形，可沿板缘加设补强钢筋，角隅处加设钢筋网，在纵横缝处为防止整体性不均匀受力，根据情况分设拉杆和传力杆。（3）路面横向坡度多采用高路拱。在砼路面设计时，混凝土的组成设计以弯拉强度为指标，因此混合料的选料、级配、配比等指标要符合规范，劣质的混合料形成的混凝土，其强度及耐磨性差，板面就容易破坏。

路基是路面结构的基础，它的稳定性直接影响路面结构的安全。影响路基稳定性的主要因素有自然因素和人为因素，其中自然因素包括地形、气候、水文、地质、土类；人为因素包括荷载、路基结构、施工方法以及沿线的人工设施等。只有掌握各有关因素对路基稳定性影响才能达到对路基进行正确的设计，确保路基有足够的强度、稳定性和耐久性。我区地处陇西黄土丘陵区，以黄土为主，作为第四纪的一种特殊堆积物，其主要特征为：以黄色为主，含有大量粉粒；无层理，垂直节理发育；有湿陷性和易溶蚀、易冲刷、各向异性等工程特性。正是这些特征和特性，导致黄土路基易产生失陷和被雨水冲刷，沿河沿溪线受夏秋季节性雨水影响较大，越岭线受冬季冻融影响较大，要对影响大的路段处理以达到稳定，在稳定状态下要进一步压实，使其达到最大密实度。

1.2 施工原因

砼施工材料和季节的选择、机械、工艺和方法都直接关系到混凝土板面的寿命。混合料选用的水泥必须有强度高、收缩性小，耐磨性、安全性、抗冻性好的特点，否则会出现早期收缩裂缝；砂必须选用中粗砂，含泥和杂质不能超过要求；混合料的施工配合比必须达到设计配合比，施工中的试配强度应大于设计强度的实际值；砼的拌合及运输也影响砼的质量，砼拌合必须均匀，拌合时间比较适宜才有较好的和易性；混合料从搅拌至运输到工地浇筑完毕的拌合时间必须根据水泥的初凝时间和施工时的气温来确定，在运输过程中不能漏浆和离析，否则会使砼板面受到影响，出现开裂或断板。

2 水泥混凝土路面断板的预防措施

2.1 严格按照规范设计

根据所设计线路的地理位置、环境、工程地质和水文，特别是交通量的组成和车辆的类型及地方材料供应，提出符合实际的轴载设计参数；以及路面结构、材料组成、路基填料的碾压方案和要求，设计出合理的水泥砼面板，提出经济合理的配合比和施工方案。

2.2 严格按照规范施工

第一，施工中严把材料关。材料是混凝土路面的主体，砼的强度一固结力为主，在强度的形成过程中经历水化、离子交换、碳化作用形成最终强度，如果石料的压碎值、硬度及水泥技术指标达不到要求，砼面板的弯拉应力就达不到设计要求，易在施工期间产生不规则断裂，所以要严格控制材料质量是防止断板的重要措施。

第二，砼路面的质量关键是严格控制混合料配合比，使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质并及时调整施工配合比，同时检查含泥量，使其不能超过规范要求，施工中特别注意水灰比的控制，水灰比过大混合料容易发生离析，水灰比多小时收缩率较大，在较大的收缩应变作用下容易造成裂缝甚至发展成混凝土断板现象。

第三，在施工中混合料必须振捣均匀密实。如果振捣不均匀密实，造成砼的密实度不均匀，使混合料产生了不同应力，在密度小的区域内砼面板下部多形成蜂窝和空洞，造成了承受应力的薄弱部位从而使板面容易产生断板。

第四，施工中及时掌握切缝时间和正确安装传力杆可以防止断板。水泥达到终凝后混合料收缩变形不断进行并产生较大拉应力，在砼面板收缩变形最弱的位置会产生断板；传力杆的安装按规范和设计进行，传力杆与道路中线及路面平行，传力杆安装偏斜则传力过程中将砼顶破，从而形成裂缝断板。

第五，在施工中要避免产生较大的温差效应，加强养生和养护。温差效应过大或突变容易造成砼板面强度形成不同步，气温较高时，上部强度的形成比下部要快；当气温较低，上部强度的形成比下部要慢，温度应力会诱发强度较低部位形成裂缝，出现不规则断板。因此，在冬春季气温较低时要保温，夏秋季则要加大养生，避免较大温度梯度的形成。

第六，合理设置胀缝和施工缝是预防断板的有力措施。我区农村山势较陡，在纵坡改变处、小半径曲线及构造物结合部是应力应变集中的位置，在此设置胀缝减小应力应变的集中强度，大大降低了断板率；还要及时地将胀缝进行封堵，防止因水流下渗使基层、路基变软，导致断板的发生；砼浇筑过程中，要保持施工作业连续性，如果出现间断作业，必须设置横向施工缝，布置传力杆，防止不设施工缝出现的断板。

第七，在基层施工中，基层表面凸凹不平，使面层与基层间摩阻力增大，当温度变化的时候，在面板间形成胀缩应力，基底摩阻力在水平方向有阻碍面板伸长或缩短的趋势，基底摩阻力集中的地方这种趋势就愈容易形成断板，当基底标高低时，浇筑混凝土的面板偏厚，就会在面板相对比较薄的部分产生不规则裂缝，因此基层的标高控制准确、表面平整光滑是预防断板的一个措施。

以上这些措施仅仅是技术上的，要实现这些目标，人是最关键的。近年来，我区根据通畅工程量大面宽的特点，从收益村选出群众代表，参与到工程质量监督中，行使社会监督的权利，增加工程实施的透明度，让通畅工程成为放心工程，只有加大对工程质量的监督，才能提高工程质量，从而有效低预防路面的断板形成。