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高等級水泥混凝土路面斷板的研究與防治措施

文檔作者：谷建玲文檔來源：石家莊市公路橋梁投資開發管理中心		點擊數：	更新時間： 2025年04月20日
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粉煤灰綜合利用FLY ASH CoM【PREHENSⅣE UTⅡ。IZATIoN 2012 NO．1高等級水泥混凝土路面斷板的研究與防治措施Study 011 the Breaking of the mgh·Gread Cement Concrete Pavement and Its Prevention谷建玲(石家莊市公路橋梁投資開發管理中心，石家莊050(030)摘要：水泥混凝土路面的斷板病害已經相當普遍，應當引起我們足夠的重視，本文主要分析了水泥混凝土路面斷板的幾個重要原因，并提出了預防水泥混凝土路面斷板的防治措施。關鍵詞：水泥混凝土路面；斷板研究；防治措施中圖分類號：U416．216 文獻標識碼：B 文章編號：1005-8249(2012)0143049-03隨著我國國民經濟的持續發展，公路運輸業日益興旺。為更好地滿足大交通量、超重車載的使用要求，緩解優質瀝青供應矛盾，當前水泥混凝土路面特別是高等級水泥混凝土路面已廣泛應用。石家莊地區礦產資源豐富、水泥產量大，修筑強度高、剛度大、穩定性好、養護費用低的水泥混凝土路面具有得天獨厚的優勢。認真貫徹落實交通部關于公路工程建設質量通病的防治要求，在施工中重點對水泥混凝土路面的斷板進行了認真的研究，依靠科技進步，嚴把施工質量關，使新建水泥混凝土路面的斷板率都控制在1％o以內，低于交通部《公路工程質量檢驗評定標準》規定的一級路不超過2％0的質量要求，得到了顯著的經濟效益和社會效益。1水泥混凝土路面斷板的原因分析1．1表層裂縫表層裂縫主要表現形式為龜裂，即在混凝土板表面呈碎小的紋狀裂縫，縫深幾毫米或幾厘米不等。這主要是由于水泥混凝土的收縮變形造成的。混凝土的收縮分為塑性收縮、化學收縮、物理收縮、和炭化收縮4種形式。混凝土的收縮能使混凝土產生內應力，并在混凝土內部產生微裂縫、破壞混凝土的微結構，降低混凝土的耐久性。當內應力超過混凝土的極限抗彎拉強度時，內部微裂縫就會發展，導致混凝土路面表層裂縫…。收稿日期：2011-09-141．2混凝土板的縱向斷裂縱向斷裂是指水泥混凝土板在平行于道路行車方向產生的貫穿板厚的裂縫。縱向裂縫主要是由于地基的不均勻沉降或路基強度不足或基層穩定性差造成的。對于地基的不均勻沉降、高填路基的垂直沉降及側向滑移，應在地基處理、路基施工特別是高填路基施工中重視其填料質量、保證其碾壓質量，對于路面基層則選擇強度高、彎沉值小、抗沖刷能力強的半剛性基層結構，以提供均勻穩固的支撐條件，有效的克服混凝土板的縱向斷裂。1．3混凝土板的橫向斷裂橫向斷裂是指垂直于行車方向產生的貫穿混凝土板厚的裂縫。水泥混凝土的抗彎拉強度很低，一般只有抗壓強度的1／17—1／8。水泥混凝土在凝結硬化過程中產生的收縮變形和溫度變形引起的拉應力，如果超過了混凝土板的極限抗彎拉強度就會產生混凝土板的橫向斷裂。混凝土中水泥用量越高，凝結硬化速度越快，收縮變形就越大。溫度變形是由于大氣溫度周期性變化或日溫差較大時在混凝土板厚度范圍內產生的內應力所造成。特別是夏季日溫差較大時，由于變化周期短，溫度內應力在混凝土板厚度范圍內呈不均勻分布，造成上下板面的溫度坡差，致使混凝土板上下翹曲，當翹曲應力超過混凝土板的抗彎拉強度時，混凝土板就會橫向斷裂。1．4混凝土板邊角斷裂混凝土板邊角是水泥混凝土板的薄弱部位，一是·49·萬方數據2012 NO．1粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTⅡ，IZATIoN由于側模的模壁效應，施工時較難保證板角密實，因而板角部位的強度偏低；二是設置接縫消弱了混凝土板邊的承載能力，相鄰板邊若無傳力桿，其傳荷能力也就較差；三是混凝土板在溫度梯度作用下，產生伸、縮和翹曲，并在板邊緣中點產生溫度疲勞應力，因此造成混凝土板邊角在車輪荷載作用下更加容易斷裂。2水泥混凝土路面斷板的有效防治針對混凝土板斷裂的原因，我們在混凝土路面施工時重點從以下方面進行技術把關。2．1混凝土配合比設計方面2．1．1混凝土配合比設計是保證其強度、工作性、耐久性和經濟性的關鍵，由于水泥混凝土路面的斷裂主要是抗彎拉強度不足所致，所以實驗室進行混凝土配合比設計時必須以抗彎拉強度為標準。對于混凝土板的實際的抗彎拉強度，應充分考慮施工過程中各種不利的影響因素，以便科學合理地確定水泥用量。2．1．2使用粒徑較小的粗集料。現行《水泥混凝土路面施工及驗收規范》中對水泥混凝土路面的最大粗集料粒徑規定為40mm，近幾年的施工配合比設計也主要采用20mm一40mm碎石。但試驗數據表明，40mm最大粒徑混凝土的抗彎拉強度值是偏小的，而且均方差較大，易發生離析，耐疲勞、耐磨性和抗凍性也較差。而相應于最大彎拉強度的粗集料粒徑為20ram一30mm，且抗疲勞極限值、變形性能小。2．1．3選用強度高、干縮小、耐磨性強與抗凍性好的水泥。水泥混凝土路面斷板現象嚴重，除施工質量原因外，與水泥品質有直接關系。選擇水泥時，不僅要強度高、波動小，而且要安定性良好。對于不同的施工環境，對水泥品質有不同的要求，比如夏季施工，水泥的細度宜粗不宜細，要求使用普通型中熱或低熱水泥，而冬季則相反。堅決禁止不同廠家的水泥間雜混用，以免產生不同的應力區塊造成不規則的路面斷板。2．2施工方面2．2．1嚴格控制集料中的含泥土(石粉)量。集料中的土、泥和石粉含量對混凝土抗彎拉強度影響很大，并且使路面塑性收縮開裂的幾率和干縮變形量大大增加。監理人員對于集料含水量的控制一是重視料源管理，在碎石加工過程中加強篩分，去除石粉和泥土，并禁止在雨天加工碎石，以免石粉和泥土粘附于石子表面而混入集料堆；二是硬化處置沙石料堆放場地，并采·50·取篷布遮蓋措施，積極防止集料的二次污染；三是要求對用于工程的中砂全部過篩(8mm)使用，徹底篩除砂中的土石塊。不僅如此，還要保證石料的壓碎值和硬度滿足規范要求，避免因此導致混凝土的抗彎拉強度偏低，造成混凝土板的早期不規則斷裂舊J。2．2．2認真控制混凝土拌合料的水灰比、集漿比和砂率。如果混凝土拌合料的水灰比忽大忽小，在攤鋪時，又不注意攤鋪的均勻性，裂縫和斷板率就會增加；水泥漿在混凝土拌合物中，除填充集料間的空隙率，還包裹集料的表面，以減少集料顆粒間的摩阻力，使混凝土拌合物具有一定的流動性。如果集漿比過小，則集料的含量相對減少，就會出現流漿現象，使混凝土拌合物粘聚性和保水性變差，同時降低混凝土的強度和耐久性；砂率的變化可導致集料空隙率和總表面積的變化，因而影響混凝土的工作性。所以在施工中控制好混凝土的水灰比、集漿比和砂率，就會保證混凝土拌合料的技術特性，就會有效降低混凝土板的斷板率舊J。2．2．3使用具有自動計算稱料裝置的強制式拌合設備，保證混凝土混合料的配合比要求和良好的工作性。新拌混凝土良好的工作性包括滿足運輸和振搗要求的流動性；不為外力作用產生脆斷的可塑性；不產生分層、泌水的穩定性；易于振搗致密的密實性。實踐證明，先進的混凝土拌合設備不僅完全能滿足國家規定的混凝土的允許誤差要求(水泥+1％，集料+3％，水+l％)，而且使得攤鋪成型的混凝土板色澤一致、強度均勻，明顯減少了車載作用下的不規則斷裂。2．2．4重視基層的質量檢驗。水穩碎石基層應穩定、密實、平穩光滑，為減小混凝土板與基層間的摩阻力。現場采取在基層表面適時灑布乳化瀝青透層油的措施，以提供混凝土板在溫度變化時的合理滑動；嚴格控制基層標高在設計要求內，避免由于混凝土板厚度不均勻產生的應力集中，導致在行車荷載作用下相對薄弱部分產生斷裂；在澆筑混凝土前，灑水濕潤基層工作面，防止基層干燥吸濕而增強混凝土的塑性收縮。2．2．5混凝土澆筑過程中，應采用高頻振搗棒輔助三軸整平機均勻振搗密實，否則，密度小的區域內混凝土板底部多成蜂窩或空洞，應力降低，致使混凝土板中產生不同的彎拉應力區。同時，還要盡力避開高溫時段，減小溫差效應，以免造成混凝土面板脹縮變形的較大差異和強度形成的不同步，誘發強度較弱部分的不規則斷裂。澆筑完畢后立即采取遮陽、灑水、噴灑養護劑萬方數據粉煤灰綜合利用FLY ASH CoM田REHENSI、咂17TⅡ，IZATION 2012 No．1等措施，使混凝土板表面始終保持潮濕狀態【2】。2．2．6混凝土板凝結硬化后適時切縫，以使混凝土路面板適應溫度變化引起的收縮和膨脹。收縮的間距一般按翹曲應力計算控制(4m～6m)，但有時，混凝土攤鋪速度快，鋸縫速度跟不上，為防止早期收縮致裂，也用”跳倉法”按均勻收縮應力控制的縮縫間距(20m)鋸開，使得鋸縫與攤鋪速度一致。合適的切縫時間應掌握在200～300溫度小時，或在混凝土板的抗壓強度達到8～IOMPa時為宜，為有效引導裂縫在預定的切縫位置斷裂，降低干縮變形和溫度變形的的影響，應盡量采用軟切縫施工技術。軟切縫在混凝土剛剛形成強度時(1．1MPa)進行，由于切縫較淺，不僅減少了施工成本，加快了工程進度，而且增大了板與板之間的咬合程度，加強了板縫處的傳載能力，降低了斷板幾率。3結語通過分析造成水泥混凝土路面斷板的原因，提出了防止水泥混凝土路面裂縫的具體措施，對于確保水泥混凝土路面質量、加強工程管理具有一定的參考價值。參考文獻[1] 茍梅枝．水泥混凝土路面斷板原因分析及其防治措施[J]．山西建筑，2008。(11)．[2】 曲麗娟．水泥混凝土路面病害的產生及處理方法[J]．山西建筑，2008。(2)．[3] 鄭明軍．水泥混凝土路面施工質量控制[J]．重慶交通學院．2007。(3)．(上接第48頁)于保護環境、節約資源、降低能耗、提高工業廢料的綜合利用率，對實現混凝土技術可持續發展有著極其重要的作用[4-53。3經濟、社會效益分析據不完全統計，2008年度我市預拌混凝土用量在1300萬m3左右，利用粉煤灰120余萬t，礦渣粉近百萬t，2009年度市內混凝土用量約2000萬m3。利用粉煤灰200余萬t，礦渣粉近200萬t，以2009年為例，僅礦渣粉一項就為本市混凝土企業帶來直接效益約1．6億元。5結論(1)用粉煤灰和礦渣粉等量取代混凝土中30％～40％的水泥，在不改變用水量、工藝、設備、外加劑等的情況下，生產出的混凝土的質量、工作性、強度等都能符合要求。(2)粉煤灰、礦渣經磨細加工后作為摻合料在混凝土中代替水泥，為城市工業廢料處理及存放找到了出路，避免了資源和能源的浪費，節約了水泥用量，減少了水泥生產時CO：的排放量，具有一定的經濟效益和社會效益。參考文獻[1]付建生．張軍禮，付丹等．粉煤灰的利用[J]．湖北造紙．2008．(1)：45-50．[2] 賀禎。趙彥釗．殷海萊等．粉煤灰的特性及其應用與發展[J]．陶瓷(成陽)．2008，(4)：10-15．[3] 王京隆．雙摻礦粉、粉煤灰預拌混凝土早期抗裂性能研究[J]．企業技術開發．2009，28(5)：71-77．[4] 黃轟．粉煤灰和礦粉雙摻在混凝土中的應用[J]．廣東建材．2010，(2)：30-32．[5] 王宇。劉福戰．粉煤灰、礦粉雙摻技術在高性能混凝土中的應用研究[J]．粉煤灰綜合利用．2010，(6)：35-37，歡迎投稿歡迎訂閱 歡迎刊登廣告·5l·

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