2020年巖土工程師答疑:水泥混凝土路面斷板原因分析?


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問題:
水泥混凝土路面斷板原因分析?
答疑:
從理論上分析,混凝土產生裂縫發展到斷板主要有三個因素:一是混凝土品質的因素;二是車輛荷載的重復作用;三是基層的不均勻沉降。
從調查的情況看,混凝土的品質是引起斷板的重要因素,由于施工時混凝土中水泥劑量不足,配合比不好,或者水泥劑量太大,拌合不均勻,振揭不密實等都會直接導致混凝土板體內部強度不一致,使混凝土存在薄弱面,這些薄弱面處就是產生裂縫直至斷板的根源。因此,施工時嚴格按照規范、規程操作,嚴格控制材料質量和各道施工工序的生產是十分必要的。
養生條件是控制混凝土板早期開裂的重要因素之一。而養生條件中的兩個很重要的因素是溫度和水分。我們知道,溫度對混凝土凝結和硬化影響很大。從貫入阻力試驗圖可以看出溫度對混凝土凝結硬化的速度影響很大。當溫度過高時,如養生時水分不足,容易引起混凝土早期開裂,導致斷板的產生。在混凝土硬結初期,由于強度還很低,這時如果養生不當,混凝土內部產生收縮,從而使混凝土開裂產生斷板,這是施工養生期產生斷板的根本原因。如果這期間(一般是在施工3~5天內)及時切縫,那么裂縫就會在切縫處斷開,從而清除不規則裂縫。因此,從施工經驗上看,掌握好切縫的最佳時間是控制混凝土斷板的關鍵。
基層或土基的不均勻沉陷也是導致養護使用期間混凝土斷板的主要原因。從調查中我們發現在橋頭,通道涵及明涵兩側路面板接縫處下沉引起跳車的現象比較普遍,這與橋頭部分土基施工有直接關系。由于路基與橋頭(明涵兩側,通道兩側)相接觸處的土方一般施工都比較晚,且行車干撓大,大噸位壓實機械不易到位,這個部位的土基在壓實度上很不易保證。另外,橋頭部分路基土質一般都比較軟,該處的土方沉降與橋臺沉降量明顯不同,因此,橋頭跳車現象不可避免地出現。由于跳車的出現使行車豎向力在瞬間產生大于車身重,從而加劇了對路面板的破壞作用,使跳車越來越嚴重。
鶴佳公路在施工時對橋頭跳車這一病害作了認真細致的施工,首先采用分薄層上土(10cm一層),用3T小型振動壓路機碾壓,并且在橋頭處增加40cm水泥穩定砂礫墊層。路面板采用鋼筋混凝土橋頭踏板在土基上設枕梁,但由于施工時有的單位在該處沒有處理好,仍有跳車現象發生。K29十417通道涵南側就是一例,該處路面板在枕梁處下沉近5cm,產生嚴重跳車現象。從1996年8月份處理時發現在通道涵側面基層下沉近15cm,基層土含水量達到飽和狀態。從現象上分析,一方面由于施工壓實不夠,另一方面由于通道涵擋土墻排水不暢,使基層下沉嚴重導致斷板跳車現象。
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