混凝土路面断板问题.doc

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1、 摘要： 新建的水泥混凝土路面产生连续断板，由于这次断板处于夏季施工，且在施工过程中使用一些特殊的施工方法，造成干缩、冷缩裂缝并形成断板。对断板产生的原因就当时的施工的各种原因进行分析，并提出以后工作应注意的问题，以防止类似的现象的再次发生。 关键词： 高温 温差 干缩裂缝 冷缩裂缝 水泥混凝土路面在夏季施工应根据气候炎热的特点，采取必要的施工技术措施，来进行施工。否则就容易使新施工的水泥混凝土路面产生断板，甚至是连续断板。在一次夏季施工水泥混凝土路面，新建的水泥混凝土路面出现一些断板和连续断板现象，笔者觉得很有特殊性和典型性。故对断板产生的原因就当时的施工的各种原因进行分析，并提出以后工作应

2、注意的问题，以防止类似的现象的再次发生。 1. 断板产生的过程 1.1.施工时间及气候条件 施工时间为2000年7月24日上午6：00-12：00； 气候条件：晴，最高气温35，东南风：4-5级。 1.2.断板的产生 上午从6 点开始，至中午12点，该段工地仍在施工水泥混凝土路面。在已处于高温及烈日暴晒的情况下，为防止太阳直接曝晒于板块表面。施工人员在用遮雨棚挡住一部分混凝土板外，同时用一部分黑色编织布及塑料布进行遮盖，在中午阳光的直射下，塑料布下混凝土在气温及水化热的双重作用下，温度上升很快，并且很快达到 65左右。施工人员在发现温度过高时，又在13：30左右时将混凝土表面的塑料布及编织布揭

3、去。当天下午就发现了一块混凝土板出现横向裂缝。同时，没有及时采取措施尽快根据混凝板的实际情况提前进行切缝，因此在7月25日上午例行检查时，发现出现连续断板，共计断板10块，大多数为横向断板，并贯通整块面板。 2.原因分析 2.1.夏季施工没有采取必要措施避开高温阶段 GBJ97 -87水泥混凝土路面施工及验收规范第4.8.4条（四）规定：气温过高时应避开中午施工，可在夜间进行。并在第4.8.3条规定，“当混凝土拌合物温度在30-35时，混凝土板的施工应按夏季施工规定进行。”查当天施工最高温度35度，晴天，日照充足，中午11：30-14：30时是气温进入最高温度阶段的时间，此时还在施工，温度对水

4、泥混凝土路面的影响是可想而知的。另外，本段曾在6月13日上午施工一段的试验路。在上午11时停机，到下午2 点钟时，其混凝土表面已产生纵向、横向裂缝等大小不等的不规则裂缝和断板，当时分析就已经指出夏季施工应避开中午高温时间，防止产生裂缝或断板，7月24 日的断板再次证明这一规律。 2.2.干缩裂缝 在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化学结合水，层间水物理吸附水以及毛细水等状态存在着，当这些水在混凝土硬化过程中失去时，水泥混凝土本体就会受缩，这些就是干缩。但是这是自由收缩，还不会导致裂缝的发生，惟有收缩受到限制而发生收缩应力时，才容易产生干燥收缩裂缝，水泥浆干缩的内部限制主要是混凝土中骨料对水泥浆的

5、限制。在普通水泥混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态。干缩裂缝一般为表面或不规则断板。 混凝土面板在浇筑完成后。经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的混凝土，使其表面减少蒸发量，防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。 本段混凝土在中午浇筑后，为防止阳光暴晒，虽然一部分采用遮阴棚，一部分采用了黑色塑料编织布覆盖，但在高温时揭走覆盖物而产生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸发的不均匀。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同，是该段产生干缩裂缝的一个重要因素。 2.3.冷缩裂缝 在提出这个问题时，有人会感到奇怪。在夏季施

6、工时怎会产生冷缩裂缝呢？实际在特定的条件下，人为造成大温差，使表面迅速收缩，产生拉应力造成断板。 和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。 水泥的水化过程是一个放热过程。在混凝土硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范围内，混凝土温度上升1，每m膨胀0.01mm.这种温度变形对大面积板块极为不利。 有资料表明，水泥水化过程中的放热速度是变化的，初始较慢，25min 后增温，大约在终凝后12h的水化热温度可达80-90。使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气

7、温降低，湿水养护而冷却收缩，致使混凝土路面内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力。当外部混凝土的受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉程度时，板块就产生裂缝后横向断裂。此外，从最高温度降温，由于受到已有基层或已硬化混凝土的约束力，在温度下降时，就不能自由收缩，就要产生裂缝，这种裂缝大多是贯通路面的。 当板温均匀下降时，其温度差引起的应力可用下式计算： 板中：x=ErTP/（1-c） 板边：x= -ErTP 式中： 混凝土的线膨胀系数，一般为110-5 p 因温度应力作用时间长，考虑徐变影响的应力松弛系数，一般取2/3； T 温度差； c 混凝土各龄期的泊松比，设为0.15； Er 混凝土各龄期的弹

8、性模量（MPa）。 本段混凝土在施工完成后加塑料布覆盖，由于气温高再加上水化热的作用，混凝土表面温度以达到65-75，而施工人员在这种情况下把塑料布揭去人为造成混凝土表面温差，查当时最高气温为35，以65来计算，其温差为35-65=-30，根据公式，查有关资料： 在Er=2.5104Mpa；T=-30时，则板中的温度应力为： x=2.5104110-5（-30） 2/3/（1-0.15）=-5.88MPa 一般混凝土抗弯拉强度仅为抗压强度的1/8-1/7，即为4.38-5.0Mpa，本段水泥混凝土设计抗弯拉强度为5.0Mpa，可见气温骤降30的温度应力在短时间内超过混凝土的设计抗弯拉强度，板块

9、的横向裂缝已不可避免。 2.4.切缝不及时 由于高温季节施工，又是在覆盖升温的情况下，应加强观察提前进行切缝，使混凝土内部的拉应力释放在切缝端。 该水泥混凝土路面施工没有采用真空吸水工艺，再加上夏季施工外加剂中掺有缓凝剂。正常是在下午开始施工，当板面成活后，在当时温度条件下一般都要在16-18小时才可以切缝，而该段混凝土路面在施工过程中由于在上午施工，经过中午烈日高温影响，再加上人为覆盖增温，因此混凝土板强度形成较快，作为施工人员，应当随时注意观察，一旦强度允许，及时切缝。 2.5.施工人员经验不足，遇到问题处理不当 笔者认为，在当时已用塑料布覆盖的情况下，如果不是揭去覆盖物而是既然已使用就暂

10、时不动，让混凝土在高温情况下继续保持湿润，那么塑料布就会保证混凝土表面不至于迅速的大量的失去水分，同时也不会产生较大的温差。施工人员应加强观察，在高温高湿情况下混凝土强度上升很快，及时切缝，这样就可以减少断板，甚至不断板。 3.综上所述，该段混凝土产生连续断板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通过这次问题的出现，给了我们以下的启示： 3.1.夏季施工，必须避开高温时间，这是防止裂缝和断板的最有效的方法。 在这段问题出现之后，后面的工程都采用了午后3-4点开始施工，一直施工到深夜的时间段，再加上其他措施得当，施工了3万多平方米的混凝土路面目前尚未发现一块断板 . 3.2.对已完成的混凝土

11、板面，应注意防止表面失水太快，形成干缩裂缝，一般都是采用喷洒养护剂及遮雨棚防止曝晒的形式来避免。 3.3.防止冷收缩，特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生（这也是GBJ97-87规范附录三中规定的）。更不要人为的造成温差，要做好保温保湿工作。3.4.要根据不同情况，及时作好混凝土板面切缝工艺，并保证一定的切缝深度，使切缝部位足以释放混凝土板内部产生的拉应力，不至于产生断板现象。水泥混凝土路面出现断板问题的原因及处理办法- (作者：闫松岭,杨勇锟 本信息发布于2009年05月08日，共有665人浏览)字体：大 中 小 0

12、 引言本文对水泥混凝土路面经常出现的断板问题以及处理办法进行如下探讨。1 原材料不合格1.1 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。1.2 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。1.3 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。1.4 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

13、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。2 使用期开裂、断板原因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。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。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

14、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。3 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。3.1 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

15、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。3.2 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。3.3 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

16、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。4 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。4.1 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:4.1.1 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。4.1.2 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30

17、cm安设一个灌浆嘴，用胶布将缝口贴封，并涂上按12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3040min 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6070W，灯泡的长条形灯罩加热，温度控制在5060，加热12h 后即可开放通车。4.2 对严重断板可采用条带罩面法和局部修理法处理。4.2.1 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

18、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。4.2.2 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。4.2.3 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

19、。如钢筋难以全部保留，至少也要保留2030cm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。4.2.4 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24cm，水平间距3040cm。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1820mm，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。