1 混凝土面板斷板成因的分析
水泥混凝土面板具有剛度大、承載能力強、穩定性高及使用壽命長等優點,因此在收費島的路面中廣泛使用。 但在施工期及運營期的各種不利因素的作用下,混凝土面板會出現不同程度的開裂和斷板現象。
1.1 施工期開裂、斷板原因
在施工期間,由于進場原材料不合格、配合比控制不嚴、混凝土路面施工工藝不當等原因,會直接導致混凝土面板開裂、斷板,具體表現在以下幾個方面:
1)原材料問題:粗、細集料中含有泥塊、塵屑、有機質、云母等有害雜質;尤其粗集料壓碎值偏高,針片狀顆粒超標,強度不符合要求;或是水泥標號不足,穩定性較差,都會導致混凝土抗壓強度不足,引起開
裂、斷板。
2)配合比問題:施工過程中因砂石材料的含水率變化較大,目標配合比換算到施工配合比時,由于砂石材料計量不準確,導致水灰比與設計值偏差較大;計量設備不準確,精度不滿足要求,混凝土沒有按重量比拌制,實際與施工配合比相差較大;均能影響混凝土的強度,給面板留下質量隱患,最終會形成斷板。
3)基層質量問題:在施工過程中,由于收費島場地限制較大,沒有用平地機和其他大型專業器械進行整平,或是整平的效果不好,造成混凝土面板下承層攤鋪不均勻、不平整。 形成薄厚不一的路面承重基層,基層承載力不均衡、局部抗壓能力減弱,在外部荷載作用下,會導致路面厚度薄弱處難以承受拉應力而出現開裂、斷板現象。
4)施工工藝問題:混凝土面板在施工中,混凝土攪拌時間過短,骨料與水泥漿未能拌合均勻;混凝土澆筑間斷時未作施工縫處理或切縫不及時、傳力桿安裝不當;路面施工完畢后未能及時灑水養生,這些工藝操作不當,均會造成混凝土失水過快,減緩水化作用,影響混凝土本身強度的形成,導致面板開裂。
1.2 運營期開裂、斷板原因
隨著公路使用期限的延續,其設計理念落后、交通運輸量的增大、面板養護不及時、排水不暢通等,致使地基下陷、混凝土面板出現 開裂、斷板現象,具體情況如下:
1)設計理念問題:甘肅因經濟欠發達在公路設計時為節省造價,降低成本,在混凝土面板設計厚度取值偏向于低限、設計交通量取值較為保守。實際施工中,由于下承層施工質量控制不嚴,容易混凝土面板厚度達不到設計厚度,這為混凝土面板開裂、斷板留下隱患。
2)荷載問題:隨著經濟的發展各等級道路上車流量都出現激增趨勢、大噸位車輛和超載車輛也逐年增多。大流量和超載、超限致使混凝土面板在服役期內超負荷運行,混凝土板塊提前疲勞,造成混凝土板斷裂破碎,大大縮短正常使用年限。
3)雨水問題:混凝土在施工時留有伸縮縫或工作縫,縫中填有瀝青麻絮等隔水材料,而接縫是混凝土面板的薄弱位置。 伸縮縫施工質量缺陷或伸縮縫填料的老化等原因,當混凝土收縮時,板塊與填料之間出現縫隙,雨水通過伸縮縫滲入到下面基層、路基里面,路基長期受水浸泡,引起路基失穩或基層沉降;導致混凝土面板開裂、斷板。
4)養護問題:在混凝土面板出現滲水、破損時,養護單位不能夠及時的進行封堵、修補,致使病害繼續擴大,板塊在外力作用下接縫處產生唧泥、脫空,造成斷板。