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水泥混凝土路面断板的产生原因及预防与处治措施
作者：柯武龙
来源：《旅游纵览·行业版》2012年第07期
摘 要：在深入分析水泥混凝土路面断板的产生原因、预防措施和处治方法的基础上，结合厦门市同安区溪西至竹坝公路工程案例进行了详细分析。 关键词：水泥混凝土；路面；断板；原因；预防；处治 一．前言
水泥混凝土路面断板一直困扰着工程技术人员，随着经济的快速发展，公路建设的发展取得了突飞猛进的成绩，但水泥混凝土路面断板的问题也越来越普遍，它直接影响行车速度、舒适与安全，严重地甚至会造成行车事故。在水泥混凝土路面修建技术不断提高的同时，也出现了路面开裂、断板、沉陷、错台等一些病害，给养护、修复带来了极大的困难。尤其是路面断板病害已经成为公路工程的通病之一，必须引起重视，认真分析其原因，积极采取措施加以防治，笔者针对水泥混凝土路面断板产生的原因与处理措施进行浅析。 二．水泥混凝土路面断板分类
水泥混凝土路面断板即由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的已完全折断成两块以上的水泥混凝土路面板，称为断板。断板特征是裂缝贯通全厚和板面。但斜向裂缝虽垂直通底，而其从角隅到断裂两端的距离等于或小于板边长度一半的称为板角断裂。
水泥混凝土路面的断板率是已经断成两块以上的水泥混凝土路面板的块数与路面板的总块数的比值，以百分数表示。
（一）水泥混凝土路面断板按其损害程度分为三类：１．轻微断裂：裂缝无剥落或轻微剥落；未封缝的裂缝宽度小于3MM；已封缝的裂缝宽度不限，但封缝良好。２．中等断裂：裂缝处有中等程度剥落；未封缝的裂缝宽度为3～25MM；已封缝的裂缝无剥落或轻微剥落，但填缝料明显损害；板被分割成3块以内，但均属轻微裂缝。３．严重断裂：裂缝处有严重剥落；未封缝的裂缝宽度大于25MM；板被分割成3块以上，裂缝损害在中等程度以上；有错台，裂块已开始活动。
（二）按断板形式又分为纵向断板和横向断板两类：2004年颁布的《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1—2004）指出：混凝土板的断裂块数，高速公路和一级公路不得超过
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评定路段混凝土板总块数的0.2%，其他公路不得超过0.4%。对于断裂板应采取适当措施予以处理。
三．水泥混凝土路面断板的产生原因
经过分析，水泥混凝土路面产生断板的原因有的是在施工期间由于混凝土的初期收缩受到阻碍而产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度而引起的横向裂缝；有的是由于板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过了混凝土的抗拉强度而引起的横向裂缝；有的是由于地基的不均匀沉降或地基受侵蚀而使板底出现脱空后，致使应力增加而引起的纵向、横向或角隅断裂；有的是由于车辆荷载的多次重复作用，所产生的重复荷载应力超过了混凝土的疲劳强度而引起的纵向或横向裂缝。
（一）路面的原材料不合格：１．水泥安全性差，强度不足。水泥强度不足影响混凝土的初期强度，使开裂断板的机率大大增加。水泥的水化热高、收缩大，也易导致开裂。２．集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含量超标。水泥混凝土中水泥石与骨料的界面粘结不良，往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质含量超过规范要求，必然会造成界面缺陷，容易开裂。
（二）基层标高失控和不平整：基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂；基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂；用松散材料处理基层标高失控或不平整时，上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收，使下部混凝土变得疏松，强度下降。
（三）混凝土配合比不当：单位水泥用量偏大：混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分，水泥用量过多，必然会导致较大的收缩；水灰比偏大：施工中采用较高的水灰比是为了满足和易性需要。但偏大的水灰比则增大了水泥初期骨料表面的水膜厚度，也影响混凝土强度；施工中计量不准，未根据集料中的含水量及时调整用水量，会影响混凝土的配合比的准确性，而影响其初期强度；经过日光爆晒的过干骨料，会吸收拌和用水而影响水灰比的准确性，影响混凝土强度。
（四）施工工艺不符合规范要求：搅拌不足或过分，振捣不密实，易导致早期开裂断板；混凝土拌和时若水泥或集料温度过高，再因水泥的水化热使温差收缩加大，会导致开裂；混凝土浇筑间断、养生不及时或养护方法不当、切缝不及时、施工车辆过早通行、传力杆设置安装不当等等均会导致断板。
（五）水泥混凝土路面设计不当：路面厚度偏薄、板块平面尺寸不当、混凝土原材料的配合比不当、排水设计不当都会产生开裂断板。
（六）超重车的影响：超重车的影响是水泥混凝土路面使用期开裂断板的主要原因。
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（七）路基不均匀沉降引起断板：路基不均匀沉降主要发生在填挖相交断面处、半挖半填结合处、新老路基交接处、软弱地基、桥涵和构造物附近压实机械难以施工处等。
（八）其它原因导致断板：基层失稳，基层施工质量不好，强度不均匀，使面层脱空而受到的弯拉应力大于混凝土板强度时面板即发生断裂。基层发生唧泥现象也会使面层产生断裂；初期微裂缝的扩展，随着时间增长会造成面板断裂；路基及基层排水不良使路面产生不规则断裂。
四．水泥混凝土路面断板预防措施
（一）采用合格的原材料：对于进场的水泥、砂、碎石、钢筋等原材料应认真把关，确保其质量符合设计及规范要求。水泥严禁混合使用，对于有机质含量超标的集料应严格禁止使用。只有选择合格的原材料才能保证混凝土的质量。
（二）控制好基层的标高及平整度：严格控制基层顶面标高，确保面层厚度均匀一致；按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度；加强基层养护，使基层处于湿润状态，直至浇筑面板。
（三）控制好混凝土的配合比和施工工艺：按试验混凝土配合比准确配料，集料的含水量要及时试验取得，控制适宜的用水量，尽量采用现代化机械进行准确配料；对于施工工艺控制：路面施工开工前机具设备的认真检查、准确掌握混凝土的拌和时间、重视混凝土面板的养生工作、保证及时切缝、控制好交通车辆的开放通行、正确安装路面传力杆等。
（四）做好设计工作：充分考虑交通发展状况，做好混凝土路面厚度、平面尺寸的设计；因地制宜，选用原材料；设计全面的排水系统。
（五）控制好路基、路面的质量：路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，保证路基有足够和均匀的强度；对于填挖交界、半挖半填结合处应认真处理；做好路基的填筑，避免造成路基沉降，而且完善好排水设施，确保路基安全和稳定，特殊路基应经过特殊处理方可进行水泥混凝土路面施工；基层应有足够的强度、均匀性与稳定性要好。 （六）严格控制超重车辆通行；在桥涵结合处，精心处理。 五．水泥混凝土路面断板的处理与修复
断板按其损坏程度处理，处理断板的形式有裂缝修补、局部修补、整块板更换三种。 （图示001） （图示002）
（一）断板裂缝修补：对于轻微断裂，裂缝无剥落或轻微剥落，裂缝宽度小于3MM的断板，应采用灌入粘结剂的方法进行修补。粘结剂灌入方法分为：直接灌入法、喷嘴灌入法、钻