毕业论文——断板,修改.doc

1 绪论
1.1 问题的提出
水泥混凝土路面断板是指水泥混凝土路面在修建和使用过程中，由于板内应力超过了混凝土的强度，而出现的贯穿混凝土面板整个厚度的不规则的横向、纵向、斜向、交叉断裂断板或角隅折断裂缝，它把水泥混凝土面板分成两块或两块以上，破坏路面结构的完整性。
断板是水泥混凝土路面的病害之一,混凝土面板一旦产生断板，其它病害就会伴随发生，如错台，脱空，裂缝，拱起，等等破坏。对于裂缝较宽的断板，如果不及时进行处理，会促使水泥混凝土板发展成为破碎板，严重破坏路面，使路面丧失承载能力。断板直接影响着路面的使用寿命、外观、行车的舒适性。
对水泥混凝土路面断板病害进行研究，有助于在维修养护时辨别断板产生的原因，进而有利于开展断板修补工作，同时也可以依据不同严重程度的断板采取相应的维修养护措施。

1.2 国内外研究
随着我国经济建设与大规模基本建设的进行与国内外科技事业的发展，我国水泥混凝土路面断板治理的工程建设与科技水平不断提高，日新月异。由于新型材料的研究，断板的修补材料种类更多，例如采用水性低粘度环氧树脂等粘结剂进行水泥混凝土路面断板缝灌浆，粘结路面断板缝。但在修补断板的施工工艺研究上还有待更大进步。现今，很多水泥混凝土路面断板在治理时都需要大面积凿除完好的水泥混凝土，造成施工范围加大，增加修补费用。综上，水泥混凝土路面断板的修补材料和施工工艺是将来研究的主要发展方向。

1.3 本文的研究内容、目的及意义
本文以鹤台线水泥混凝土路面改善工程为列，针对断板产生的成因及处置方法进行了研究，该工程使用膨胀混凝土作为路面断板处理的填充材料，使水泥混凝土路面达到了各项路用指标及表面功能，同时为水泥混凝土路面养护提供了更合适的断板修补材料和养护施工工艺。

2 断板原因　　
发生破坏的原因是多方面的：板太薄或轮载过重,板的平面尺寸过大，地基稳定性差产生不均匀沉降或过量塑性变形使板底脱空失去支承，施工养生期间收缩应力过大及荷载和温度应力，作用下的疲劳开裂等。本文就断板的成因分为早期断板原因和使用期断板原因。

2.1 早期断板原因
早期断板是指路面在完成施工浇筑成型后，24小时内发生板快断裂。这种断板一般是由于前期养护不充分造成的，特别是夏天炎热的施工季节。由于混凝土的初凝阶段需要大量的水份，而炎热夏天的天气又极易造成水份的散发。混凝土在凝结过程中因缺少水份而导致强度无法达到设计要求，造成断裂。此种断板表面形成大量细小裂纹，形如蜘蛛网状。
早期断板的另一个原因是切缝较晚。当大面积混凝土浇注后，由于其内部应力较大需要在最佳时间内进行切割。当切割时间较晚时易造成断板。所以，严格控制好切割时间是必要的。但是由于地理位置和施工环境不同，规范规定的“温度小时法”，也只能作为参考数据，特别是在山区，早晚的温差较大，对于切割时间更难控制。经长时间的经验摸索，可采用拇指指甲划其表面，能够划出轻微凹痕且凹痕处呈白色，边缘整齐无掉渣现象来判定最佳切缝时间。

2.2 使用期断板原因
使用期断板的主要原因：　　
（1）基底施工不合格。在进行基层施工时，其质量要求没达到规定值，例如压实度不够或基层有断裂层。当混凝土路面施工完成后，短期内不会发现断板，而在通车后经常出现断板，而且是大面积连续多块发生断裂或出现纵裂，其危害尤为严重。
（2）过早通车加载。当路面未达到28天养生期时为方便施工或其它原因开发交通造成的。过早通车的理由往往是认为车辆在路面上缓速行走会使荷载均匀而不会破坏路面，其实车辆在行走过程中会形成共振现象，而共振动力的瞬间压力极大，容易造成断裂，因此应避免过早开放交通。
（3）因温度造成断裂。在某些地区，昼夜温差极大，混凝土内部在凝固过程中产生的水化热，受到变化极大的温度影响，直接导致强度不够。因此在昼夜温差较大的地区施工时，应采用覆盖物进行保温以降低温差带来变化。
（4）混凝土原材料不合格。此类情况造成的断板较多，一是原材料级配不良，混凝土在拌制时达不到规定的和易性和坍落度，在混凝土浇注时，易造成骨料分离，水泥未全部溶解或对砂石的握裹率不足；二是原材料净度不足，砂、石、水等杂质较多，影响混凝土的和易性，并且化解部分水泥，影响了整体的混凝土质量。
（5）混凝土配合比不合理。室内配合比设计与生产配合比存在一定差距，室内配合比设计时往往不经意对原材料有所挑选，而水泥混凝土是机械按照设定的配比进行生产的，对原材料没法选择，因此在生产水泥混凝土过程中，应验证室内配合比设计，及时做出调整。
（6）混凝土的运输与浇注。因机械故障原因导致水泥混凝土超过初凝时间，则该混凝土应坚决予以弃掉。因为在连续浇注时，单一部位的混凝土出现问题直接影响到整体强度，易出现断裂。
（7）外加剂使用不当。因为现代科技的发展，早已把过去单纯的早强剂，减水剂等发展为多用途复合型产品。因此在使用前一定要熟读说明书，特别是在温度较低或偏高时尤为重要，操作时应专人管理。
（8）切缝及附件埋设不当。切缝时除掌握最佳时间外，还应保证切缝深度。当需埋设附件，如渗水井，标志物以及胀缝板、缩缝处理时，要认真按技术规范要求进行施工，以免出现不必要断板。

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 设计过程断板的预防
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
施工过程中断板的预防方法：
（1）对于路基铺筑时层层严格要求，密实度要求100%合格，弯沉达到设计要求。
（2）基层施工应严格控制标高，平整度，横坡度及厚度，满足强度的要求，基层与路面施工间隔不宜过长。
（3）水泥混凝土所用材料都经过严格挑选,从检验合格的厂家进料,各项指标达到规定要求。混凝土配合比就进场材料批量做相应验证试验,以提高混泥土的拌和质量,尽量避免人为因素对混泥土质量的影响。
（4）混凝土振捣过程应均匀一致，强度适中，对有泌水现象，应及时清除。
（5）保证切缝深度，掌握好切缝时间，施工中避免接缝错开。
（6）水泥混凝土面板无论在施工期，还是养护阶段，始终暴露于大气环境中，风速对混凝土干缩影响非常大，应采取加盖挡风棚等相应的措施。
（7）加强混凝土养生。传统的养护方法时用草袋，麻袋片遮盖，酒水养护，草袋不能漏盖，每天均匀洒水。现在采用新型的养护剂进行路面养护，工艺简单，操作方面，有利于文明施工。
（8）杜绝过早开放交通。施工中要组织计划好施工项目，形成有效的流水工作程序，杜绝运输受阻而不得不提前开放交通的局面。

3.3 使用过程断板的预防
　　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治理方法
断板的治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 轻微断板的粘缝处理
　　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：
　　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。
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：
（1）清缝：吹尘器配合细钢丝小钩子清除缝隙内的泥土杂物；
（2）埋设灌浆嘴封闭断板：每隔30cm 安设一个灌浆嘴，用胶布将缝口贴封，并涂上按1：2 配合并加热溶化的松香和石腊；
（3）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；
（4）灌浆：将灌缝材料倒入可推挤的灌浆器中，一般宜在30-40min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；
（5）加热增强：一般宜用红外线灯或装60-70W，灯泡的长条形灯罩加热，温度控制在50-60℃，加热1-2h 后即可开放通车。

4.2 严重断板的处理
　　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。
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。
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。如钢筋难以全部保留，至少也要保留20-30cm 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、如果断板裂缝处有严重剥落，有错台或裂块，应采用整块板更换的措施。该种断板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。
5 工程实例
本章主要以鹤台线水泥混凝土路面改善工程为列，针对断板产生的成因及处置方法进行了研究。

5.1 工程概况
5.1.1 鹤台线公路简介
鹤台线水泥混凝土路面改善工程，设计为二级公路，基层为12％石灰剂量石灰土，厚20cm，面层为30＃水泥混凝土，厚24cm，宽9．0m，横向分两幅施工（每幅宽4，5m），缩缝间距为5．0m。该工程竣工后，全线共有断缝24条，有3条处于面板角隅。

5.1.2 鹤台线路面病害分析（概况）　　
该工程产生断板的原因：
（1）由于基层某部位碾压不实，在行车作用下，基层下沉，面板被压断。这种情况多发生于面板角隅和人工缝处。
（2）由于切缝不及时，混凝土在于缩作用下，产生断板；
（3）由于天气突然变化，刮起大风，水析出速度过快，拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断板；
（4）配料不注意，造成局部混凝土强度偏低，在内外力作用下，易产生断板；
（5）由于基层高，为了控制高程而使面板减薄或为了使面板达到厚度，而将基层下刨，使基层凸凹不平，摩阻力增大，这时易产生断板。　

5.2 处置方法　
根据该路线产生断板的原因，制定了根据不同情况实施的处置方法，本文主要讲解由于基层某部位碾压不实，发生于面板角隅和人工缝处的断板，其处置方法为局部修理法。
1、凹糟开挖
根据断板位置，把水泥混凝土面板凿开成长方形凹槽，贯通整个板厚，凹槽壁凿成1：0.15的斜坡为最好，以使修补混凝土与面板更充分地共同支撑行车荷载。凹槽的直角边分别平行于缩缝和纵缝。对于较直的断缝，断缝的两侧开凿宽度每侧不小于20cm，总宽度不小于40cm；若断缝稍有斜度或弯度时，开凿时要距断缝凸出部位或端头不小于10cm，凹槽开凿总宽度不小于40cm；若断缝在缩缝附近，且开凿边缘距缩缝不大于40cm时，原缩缝要作为凹槽的一个边。
对于角隅处的断板，要按上述开凿尺寸的要求，将断板周围的混凝土凿开挖掉即可。对于斜度较大的断板，可将断板周围的混凝土分成两大块凿开挖掉。
开凿前根据断板的情况，按尺寸要求用墨线斗在水泥混凝土路面上打出墨印线，然后用切割机沿线切割，再在需挖掉的混凝土路面上用切割机切成网状，网格面积越小越易凿挖。然后用六棱钢钎和大锤（八镑锤）把混凝土凿开挖掉，挖好后，要在凹槽周围设有标志，以利安全。　
2、填充膨胀混凝土
填充凹槽时，我们用的混凝土是高于面板一级标号的膨胀混凝土。鹤台线路面面板混凝土设计标号为30＃，处理断板用的是膨胀0．3％的，促使混凝土膨胀的材料氧化铝。
3、养生
凹槽填充完毕，要在周围设有标志或障碍，不让在其上行车，待膨胀混凝土达到终凝时间（一般为8h）时，就可在混凝土上铺厚度不小于15cm的细土，进行养生，土要经常保持潮湿状态。待养生两星期后，就可拆除标志或障碍，开放交通。　

5.3治理效果分析
水泥混凝土路面断板的处理方法很多，处理方法不当，则前功尽弃。本工程实例所讲方法简单、易学，处理效果较好。经过几年的行车观察，凹槽内的膨胀混凝土与原路面面板之间结合紧密，没有缝隙，且连沥青之类的防水材料也没涂抹，这说明用膨胀混凝土作为路面断板处理的填充材料是可行的。

6.总结
本文总结了水泥混凝土路面断板的原因，施工生产中只有逐一落实控制，才能有效地预防断板的出现。同时，还要及时采取措施，封填微裂缝，如灌注环氧树脂，并加强养护工作，对排水系统中发现的问题及时处理，避免造成较大的病害。此外，还应做到依法治路，严格控制超载、超重、超限车辆通行。

参考文献：
苟梅枝 《水泥混凝土路面断板原因分析及其防治措施》 山西建筑，2008
曲丽娟 《水泥混凝土路面病害的产生及处理方法》 山西建筑，2008
《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30－2003）人民交通出版社，2003

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