水泥混凝土路面板破坏的原因和技术指标控制

陈文广

摘要:本文分析了水泥混凝土路面板破坏的原因,提出了主要技术指标的控制措施,供大家参考。

关键词:公路;水泥混凝土路面;质量控制;配合比

1 前言

水泥混凝土路面的承载能力大,耐磨性、水稳定性及热稳定性均好,并且使用寿命长、日常维护费用少。而沥青混凝土路面高温稳定性能差,日常养护费用高。尤其近几年以来沥青价格上调幅度较大,且优质沥青供不应求。因此,在干线公路和城市道路中修筑部分水泥混凝土路面是可行的。但是,水泥混凝土路面在施工后易出现裂缝、断板和错台等病害。下面针对水泥混凝土路面的施工质量控制问题进行探讨。

2 水泥混凝土路面板破坏的原因

2.1 路基施工方面的原因

路基填筑使用了不适宜的材料。公路路基施工规范规定,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。如:沼泽土,泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质等材料;液限指数大于50%,塑限指数大于25%的材料;有机质含量大于3%的材料;压实含水量和最佳含水量之差大于2%的材料等等。但是,由于施工单位在路基填筑材料方面控制不严,使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方,以致影响路面直到路面混凝土板破坏。

软基处理不当。在软土地段路基填筑前,应该首先探明地基承载力,然后采取合理的软基处理方案和施工工艺。软基处理方案一般有:混凝土回填土方、石方、或砂砾、袋装砂井,塑料排水板,土工布,土工格栅或以上两种方案组合等,但是施工时,往往由于采取软基处理方案或施工工艺不合理、施工时未认真按要求处理或处理不完善等给路基的稳定造成了隐患,形成路基的沉陷或滑移,最终影响路面混凝土板。

2.2 路面施工方面的原因

路面基层施工质量不合要求。路面基层一般有底基层和面基层。底基层为级配砂砾集料,面基层为水泥稳定类集料。路面开始施工前要求路槽应清理干净,标高应严格控制,否则会影响基层的设计厚度。底基层集料细长及扁平的颗粒不得超过20%,且不得含有粘土块、腐殖质等有害物质,集料必须有良好的级配,级配曲线应接近圆滑并居中。水泥稳定类集料面基层,在铺筑前,应将底基层面上的所有浮土、杂物全部清除,并严格地整形和压实。水泥稳定集料的级配要求良好,水泥质量要求稳定,水泥用量应严格按试验配合比加入。施工单位在施工时,往往容易忽视的是使用集料的级配不好,含有粘块及有害物质的材料来铺筑基层;路基、底基层、面基层的标高控制不严;水泥稳定集料含水量控制不准;水泥用量不足等,这样严重影响了基层的质量,直至路面板遭破坏。

路面水泥混凝土板施工方面的问题。水泥混凝土面层施工,往往施工的厚度未达到设计要求,主要是基层施工标高控制不严所引起;粗集料不具有良好的级配,细长及扁平的颗粒含量太高;细集料和粗集料中含泥量过高,降低了混合料的粘结度;所用水泥质量不稳定或已过期;水泥混凝土在浇筑过程中未完全振捣密实,蜂窝麻面较严重,这样势必影响混凝土板本身的质量,而造成损坏。

3 水泥混凝路面主要指标的质量控制

3.1 抗折强度指标的控制

强度是水泥混凝土的主要性能,分为抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗剪强度等。目前由于我国混凝土混合料配合比组成设计尚无控制抗折强度的具体规定,因此,在公路工程中水泥混凝土一般按抗压强度做配合比设计,按抗折强度作施工质量检验。

3.1.1 骨料质量对混凝土抗折、抗压强度的影响

不同质量、不同级配的混合料,其抗折、抗压强度的差异很大。但水泥混凝土路面的主要力学指标是抗压强度,它必须符合设计要求,小尺寸集料必须用足,大尺寸集料不能过多。这样才容易全面满足混凝土路面的各项技术经济指标要求。

3.1.2 混凝土配合比设计

混凝土配合比设汁除要考虑对普通混凝土配合比设计的影响因素外,还要考虑混凝土易脱水的程度和脱水过程中混凝土体的压缩。脱水最越大,体积缩量与脱水量之比(密实系数)越大,强度提高越多。但应注意的是这并不等于原始加水量(水灰比)越大越好。此外,真空吸水主要是增加混凝土的早期强度,对其最终强度影响不很大,但路面建成后要经受车辆长期反复荷载作用,所以还应保证足够的水泥用量。

3.2 水泥混凝土路面平整度指标控制

水泥混凝土路面板的平整度是使用质量的最重要指标。平整度高的路面,不但可以提高通过能力,提高经济效益,而且还可以减少对面扳的冲击力,从而延缓甚至避免错台、卿泥、断裂现象的发生,从而延长路面他用寿命。

影响路面平整度的因素很多,从施工方面讲主要有以下几点:

模板安装时很难做到模板顶标高和模板接头处无差,模扳的失稳、变形及模顶的磨损(磨损后沾染的砂浆很难清除净)都会给平整度带来“先天不足”。

水灰比控制不严,拌和料时稀时稠,摊铺不均匀,使混凝土在硬化过程中收缩不均匀,影响平整度。

混凝土拌制时间不足,拌和料组成成分不均匀或运料过程中产生离析现象,致使混合料中浆体数量少、收缩值小,浆体集中处骨料较少,收缩值大。

配料末采取准确秤量,致使水灰比忽高忽低,含砂量时多时少,影响坍落度及和易性,造成真空脱水率不均匀,导致最终水灰比和密实度的不均匀。

漏振、振捣不足或振捣过度,除了会使浆体分布不均匀外,自身还会产生密文度的不均匀,影响平整度指标。

真空脱水时间掌握不当,致使中部和表层已达裂塑性强度,边部和下层却仍是弹软状态,造成剩余水灰比分布不匀。

3.3 水泥混凝土路面板厚指标

制混凝土板厚是保证使用寿命的基本指标,混凝土路面扳厚主要靠加强检测和提高基层平整度来控制、具体控制方法如下:

水泥混凝土浇筑前对模扳进行检查a检查模扳尺寸,模板高度必须与路面板设计厚度一致。b检查模板刚度。禁止使用变形大、顶面不平顺、缺边少角的模扳。检查模板的安装质量。要求位置、高程准确、线条顺直、接头平整、牢固,在振捣混凝土时不下沉、不变形、不位移。

混凝土浇筑以后的检查。混凝土浇筑以后,在振捣过程中如果发生模板沉陷或倾斜,面板平整度差等现象,说明实际板厚度可能不合格,因此,还要钻孔取样,最终确定实际板厚的合格率。

3.4 水泥混凝土路面接缝质量控制

接缝是水泥混凝土路面特有的薄弱环节,它是产生错台、卿泥和断裂病害的主要发源地,是影响路面平整度和传荷能力的主要因素。接缝施工质量对水泥混凝土路面的使用寿命影响很大,因此必须引起重视。

缩缝。缩缝分压缝、割缝两种形式。由于画线割缝是确保接缝处强度、平整度及接缝顺直的有效工艺,不但保持混凝土面扳边角完好无损,线条平直美观,施工简易质罱好,而且可以连续浇筑,加快施工进度,便于流水作业,又有利于应用真空脱水工艺。

纵缝。纵缝有企口缝、平缝两种形式。平缝分设拉杆与小没拉杆两种做法。城市道路采用口缝形式居多,而公路上采用平缝形式的较多。立去修筑的混凝土路面的调查情况看,无论是企口缝还是平缝,当末没拉杆时,都有局部拉开错台病害出观。所以建议高等级公路混凝土路面的纵缝最好采用企口加拉杆的形式。对三、四级公路可视具情况和施工条件而定,可不设拉杆。纵缝间距原则上以一个匝道宽为准。为保证其接缝的顺直,必须严格控制模板质量及模板的安装质量,最好用画线剔顺的方法将纵缝线修正顺直后再浇筑相邻板,特别是弯道上,画线剔顺是消除折线、确保纵缝线圆滑的最有效办法。

结束语

施工质量的检查、验收与控制应贯穿于整个水泥混凝土施工过程,并对各工艺过程、技术环节严格把关。在采用规范要求的检查验收标准指标时,必须了解、把握其产生的原因,才能有效地进行质量控制。