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摘要：分析了水泥混凝土路面断板的原因，通过对济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程施工工艺的改进。提出了降低水泥混凝土路面断板率的几项预防措施。关键词:水泥混凝土路面；断板；施工工艺Abstract: Through improving the cement concrete pavement construction technologies of overload detection station in Luji section of Jiliao expressway, this paper analyses the causes of cement concrete pavement broken, and puts forward several preventive measures to reduce the rate of cement concrete pavement broken.
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Keywords:cement concrete pavement; pavement broken; construction technologies
中圖分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
根据规范规定，水泥混凝土路面的断板块数不能超过总块数的0.2%，不符合要求时每超过0.1%减2分，将影响工程项目的等级。本文通过全方面分析造成水泥混凝土路面断板的原因，结合济聊馆高速公路鲁冀界治超检测站水泥混凝土路面工程项目的实际情况，采取了相应的预防措施，通过在该工程项目中得具体实施，取得了不错的效果。
2、水泥混凝土路面断板原因分析2.1、早期断板原因分析
2.1.1、前期养护严重不足容易造成早期断板。一般在水泥路面施工前期，水分的需要更加强烈，特别是在炎热的夏季施工，前期养护的疏忽造成水分的大面积缺失极易造成断板。
2.1.2、切缝晚是导致早期断板的另外一因素。根据水泥混凝土路面的内部应力的要求，水泥混凝土路面必须在最佳时间内切割。切割时间控制不好，导致切缝过晚，水泥混凝土因温差引起的收缩和收缩产生的拉应力超过水泥混凝土自身的允许值时，就会造成水泥混凝土板的断裂。
2.2、后期断板原因分析
2.2.1、基底施工不合格。路基或路面基层压施工时，其质量要求没达到规定值，诸如压实度不够或基层有断裂层、结构层强度偏低或不均匀、路面塑性变形过大，均能够在通车后出现断板，并且是大面积连续多块发生断裂或出现纵裂，引起水泥混凝土路面板产生断裂。
2.2.2、原材料质量的优劣，对水泥混凝土板的强度与稳定性产生不良影响。就集料而言，集料的含泥量、压碎值不符合规范要求时，将妨碍集料与水泥的依附，遇水膨胀，失水收缩，易使水泥混凝土由于性能不稳而产生结构性裂缝，甚至破坏。就水泥而言，水泥与水刚接触时迅速而短暂的反应，可在几分钟内释放热量达到最大值，然后迅速下降，这一温度时高时低的过程，使水泥混凝土因温度应力的作用而产生变形，这一作用的重复发生，其温度变形速度一旦超过了水泥混凝土的徐变速度就会出现裂缝。水泥混凝土在硬化前，水泥混凝土还未获得强度仍处于塑性状态，由于内部骨料的不断沉积，加上水分的蒸发使水泥混凝土因塑性变形而其表面或内部形成裂缝倾向，迅速失水导致水泥混凝土表面干缩而导致断裂。2.2.3、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，因此在生产水泥混凝土过程中，应验证室内配合比设计，根据实际情况随时调整生产配合比。
2.2.4、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。
2.2.5、混凝土的运输与浇注。因或运输拌合机械故障原因导致水泥混凝土超过初凝时间，该混凝土应予以弃掉。由于运输原因导致水泥混凝土离析等现象，继续使用则造成断板。
2.2.6、施工过程中没有严格按照施工操作规范进行。水泥混合料中水灰比控制不准，拌合不均匀，浇筑混凝土振捣不实，板块厚度不均匀；在浇筑水泥混凝土时，浇筑间隙时间较长，机械设备发生故障间断时间过长及半刚性基层接头处理不好等造成水泥混凝土强度不均匀，形成混凝土板断裂。2.2.7、施工养护不当。水泥混凝土路面强度的增长与稳定和养护期间的温度、湿度、养护龄期有着密切的联系。过早的开放交通，混凝土结构的耐久性与强度受到影响，外界的荷载作用超过了水泥混凝土强度增长的临界状态产生混凝土板的断裂现象。2.2.8、温度、环境影响。随着温差的变化，浇筑水泥混凝土板结构内、外部产生温涨和温缩，当超过水泥混凝土的极限抗拉强度时，水泥混凝土板就会产生断裂。
2.2.9、过早通车。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。
3、降低断板率的预防措施通过上述的断板原因分析，结合济聊馆高速公路鲁冀界治超检测站水泥混凝土路面工程的实际情况，针对性地采取了如下几项预防措施：
3.1、严格控制路基和基层施工。
路基和路面基层应对水泥混凝土路面有较好的承托作用，因而要求路基必须密实、均匀和稳定。在本次施工中，对过潮状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态路基进行了换填土处理，确保了基层有足够的强度和稳定性。在施工过程中对压实度、强度、平整度、承载力等各项指标严格控制，确保了路基和基层的各项指标达到规范要求。
3.2、慎重选择水泥混凝土原材料
合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。此次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后才允许进场。所选材料经过试验室的反复配比试验，达到了良好地效果。
3.2.1、水泥混凝土路面中水泥是重要组成材料，应采用抗弯拉强度高，收缩性小，抗磨和耐久性好以及弹性模量低的水泥。经对比，采用山水牌普通硅酸盐水泥。
3.2.2、细集料采用质地坚硬，洁净的天然砂，具有较高的密实度和较小比表面积，保证了新拌水泥混凝土具有适宜的工作性。砂的含泥量控制在2%以下，提高砂的抗裂性。粗集料最大粒径为40mm.并通过级配曲线，将多种碎石组成连续级配，含泥量为小于或等于2%，集料的含泥量太大时及时高效地进行了冲洗，满足了规范要求，并经检测试验合格后再使用。
3.2.3、外加剂的使用，掺加高效缓凝减水剂，延迟水泥混凝土的凝结时间以提高水泥混凝土的强度。3.3、采用合理的水泥混凝土配合比、控制水泥混凝土的坍落度和水灰比进行水泥混凝土配合比设计时，在保证水泥混凝土强度、和易性的前提下，掺加质量稳定的高效缓凝减水剂，最大限度降低单位体积混凝土中水泥和水的用量，合理调整砂率和碎石用量，降低水泥混凝土的空隙率，提高密实度和耐磨性能，降低水化热和水泥混凝土体内外温差造成的收缩值。选用合理的水泥混凝土配合比用于工程施工，有效地降低了路面断裂。
《公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTGF30—2003）》中要求人工摊铺水泥混凝土坍落度应控制在0—20mm之间。在开工前对拌合楼进行标定，水泥混凝土配合比进行试拌。施工过程中，遇到拌合楼发生故障，重新标定和试拌。将水泥、砂、碎石和水的称量误差分别控制在规范规定的小于1%、2%、2%和1%的限差内。规范规定水泥混合料最短拌合时间是40秒。通过试拌确定最佳拌合时间在60—100秒之间。精确控制混合料的最大用水量在150㎏/m3以内。在施工过程中，每天对拌合楼的数据精度进行监控和校验，对运送到现场的每车水泥混合料进行坍落度的平行试验。不符合规范要求的退回不用。确保了拌合楼配料数据精度和运送到现场的水泥混合料均匀、稳定。运输車到达现场后，因为水泥混合料干稠不好卸料时，利用人工协助卸料。不得向车厢内随意加水，以确保最大水灰比不超过0.44。表一是部分水泥混凝土坍落度实测记录表：
3.4、运输车辆由罐车改用自卸车在运输过程中目前多数采用混凝土搅拌运输车，该车速度快，运料及时。采用罐车运输为了便于水泥混合料在罐中搅拌和卸车，用水量偏大。水泥混合料在罐中经过反复搅拌，容易产生混凝土离析现象。摊铺成型后水泡、气泡较多，造成水泥混凝土板块强度不均匀，容易产生断裂，导致断板现象发生。将罐车改用自卸车后，拌合楼到摊铺现场运输距离是0—1.5公里，共配备了6辆5吨自卸运输车，保证了运输能力超过拌合能力。把自卸车后挡板加橡胶条使其关闭紧密，车厢内板壁平整光滑，使水泥混合料在运输过程不漏浆，不撒料，卸车过程中不残留。从拌合楼出料到摊铺现场控制在30分钟以内。满足水泥混凝土拌合物从出料到运输完毕的允许最长时间要求。3.5、人工协助卸车并及时振捣
水泥混凝土运送到现场后，卸车过程中利用人工协助卸车。摊铺后必须及时振捣，使其均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀，浆体上浮骨料下沉，造成水泥混凝土密实度不均匀形成密度节梯。密度大小不均匀的水泥混凝土体产生不同的应力，在密度小的区域内，混凝土板下部容易形成空洞和蜂窝，成为承受应力的薄弱区，在车辆荷载作用下会出现断板现象。在施工过程中适当放慢浇注速度，有利于散热和热量交换。3.6、掌握好切缝时机
混凝土板硬化过程中会产生收缩。切缝时间过早，水泥混凝土强度达不到设计要求，切缝机容易压坏路面产生切缝啃边，混凝土板也会出现开裂。切缝过迟，水泥混凝土收缩容易产生裂缝。因此，必须在合适的时间内切缝。
济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程的切缝，避免采用T型缝或大距离接缝，采用混凝土路面分块实施，分块做成正方形方格，以保证温度作用下能自由胀缩。3.6、加强养生养护
良好的养生条件，可保证水泥水化过程的顺利进行，防止水泥混凝土中水分蒸发和风干过快产生裂缝，有利于强度的增长，并使其在开放交通时具有足够的强度，提高其抗裂能力。济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程采用的是塑料薄膜覆盖养护，喷洒塑料溶剂（过氯乙烯树脂和氯偏乳液）形成不透水的薄膜粘附于表面，利用薄膜不透水的作用，将水化热和蒸发水大部分积蓄下来，自行养护水泥混凝土。使用时注意喷洒均匀，控制好喷洒时间。该工艺操作简单方便，有利于文明施工，节省费用，效果良好。
4、 结束语
通过对施工过程中各个环节的严格控制和精心操作，济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程质量得到了提高，行车舒适度明显提升，断板率显著降低，达到了规范要求，上级领导给予高度评价，为该工程创优质杯打下了坚实的基础。
参考文献
[1]JTG H10—2009，公路养护技术规范[S]，2010.
[2]JTG F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S]，2003.
[3]JTJ 073.1—2001.公路水泥混凝土路面养护技术规范[S]，2001.
作者简介：郭庆雯，47岁，女，大学本科，山东省聊城市公路管理局，工程师。
于健，39岁，男，大学本科，聊城市公路管理局养护中心，工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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Keywords:cement concrete pavement; pavement broken; construction technologies
中圖分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：
1、引言
根据规范规定，水泥混凝土路面的断板块数不能超过总块数的0.2%，不符合要求时每超过0.1%减2分，将影响工程项目的等级。本文通过全方面分析造成水泥混凝土路面断板的原因，结合济聊馆高速公路鲁冀界治超检测站水泥混凝土路面工程项目的实际情况，采取了相应的预防措施，通过在该工程项目中得具体实施，取得了不错的效果。
2、水泥混凝土路面断板原因分析2.1、早期断板原因分析
2.1.1、前期养护严重不足容易造成早期断板。一般在水泥路面施工前期，水分的需要更加强烈，特别是在炎热的夏季施工，前期养护的疏忽造成水分的大面积缺失极易造成断板。
2.1.2、切缝晚是导致早期断板的另外一因素。根据水泥混凝土路面的内部应力的要求，水泥混凝土路面必须在最佳时间内切割。切割时间控制不好，导致切缝过晚，水泥混凝土因温差引起的收缩和收缩产生的拉应力超过水泥混凝土自身的允许值时，就会造成水泥混凝土板的断裂。
2.2、后期断板原因分析
2.2.1、基底施工不合格。路基或路面基层压施工时，其质量要求没达到规定值，诸如压实度不够或基层有断裂层、结构层强度偏低或不均匀、路面塑性变形过大，均能够在通车后出现断板，并且是大面积连续多块发生断裂或出现纵裂，引起水泥混凝土路面板产生断裂。
2.2.2、原材料质量的优劣，对水泥混凝土板的强度与稳定性产生不良影响。就集料而言，集料的含泥量、压碎值不符合规范要求时，将妨碍集料与水泥的依附，遇水膨胀，失水收缩，易使水泥混凝土由于性能不稳而产生结构性裂缝，甚至破坏。就水泥而言，水泥与水刚接触时迅速而短暂的反应，可在几分钟内释放热量达到最大值，然后迅速下降，这一温度时高时低的过程，使水泥混凝土因温度应力的作用而产生变形，这一作用的重复发生，其温度变形速度一旦超过了水泥混凝土的徐变速度就会出现裂缝。水泥混凝土在硬化前，水泥混凝土还未获得强度仍处于塑性状态，由于内部骨料的不断沉积，加上水分的蒸发使水泥混凝土因塑性变形而其表面或内部形成裂缝倾向，迅速失水导致水泥混凝土表面干缩而导致断裂。2.2.3、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，因此在生产水泥混凝土过程中，应验证室内配合比设计，根据实际情况随时调整生产配合比。
2.2.4、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。
2.2.5、混凝土的运输与浇注。因或运输拌合机械故障原因导致水泥混凝土超过初凝时间，该混凝土应予以弃掉。由于运输原因导致水泥混凝土离析等现象，继续使用则造成断板。
2.2.6、施工过程中没有严格按照施工操作规范进行。水泥混合料中水灰比控制不准，拌合不均匀，浇筑混凝土振捣不实，板块厚度不均匀；在浇筑水泥混凝土时，浇筑间隙时间较长，机械设备发生故障间断时间过长及半刚性基层接头处理不好等造成水泥混凝土强度不均匀，形成混凝土板断裂。2.2.7、施工养护不当。水泥混凝土路面强度的增长与稳定和养护期间的温度、湿度、养护龄期有着密切的联系。过早的开放交通，混凝土结构的耐久性与强度受到影响，外界的荷载作用超过了水泥混凝土强度增长的临界状态产生混凝土板的断裂现象。2.2.8、温度、环境影响。随着温差的变化，浇筑水泥混凝土板结构内、外部产生温涨和温缩，当超过水泥混凝土的极限抗拉强度时，水泥混凝土板就会产生断裂。
2.2.9、过早通车。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。
3、降低断板率的预防措施通过上述的断板原因分析，结合济聊馆高速公路鲁冀界治超检测站水泥混凝土路面工程的实际情况，针对性地采取了如下几项预防措施：
3.1、严格控制路基和基层施工。
路基和路面基层应对水泥混凝土路面有较好的承托作用，因而要求路基必须密实、均匀和稳定。在本次施工中，对过潮状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态路基进行了换填土处理，确保了基层有足够的强度和稳定性。在施工过程中对压实度、强度、平整度、承载力等各项指标严格控制，确保了路基和基层的各项指标达到规范要求。
3.2、慎重选择水泥混凝土原材料
合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。此次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后才允许进场。所选材料经过试验室的反复配比试验，达到了良好地效果。
3.2.1、水泥混凝土路面中水泥是重要组成材料，应采用抗弯拉强度高，收缩性小，抗磨和耐久性好以及弹性模量低的水泥。经对比，采用山水牌普通硅酸盐水泥。
3.2.2、细集料采用质地坚硬，洁净的天然砂，具有较高的密实度和较小比表面积，保证了新拌水泥混凝土具有适宜的工作性。砂的含泥量控制在2%以下，提高砂的抗裂性。粗集料最大粒径为40mm.并通过级配曲线，将多种碎石组成连续级配，含泥量为小于或等于2%，集料的含泥量太大时及时高效地进行了冲洗，满足了规范要求，并经检测试验合格后再使用。
3.2.3、外加剂的使用，掺加高效缓凝减水剂，延迟水泥混凝土的凝结时间以提高水泥混凝土的强度。3.3、采用合理的水泥混凝土配合比、控制水泥混凝土的坍落度和水灰比进行水泥混凝土配合比设计时，在保证水泥混凝土强度、和易性的前提下，掺加质量稳定的高效缓凝减水剂，最大限度降低单位体积混凝土中水泥和水的用量，合理调整砂率和碎石用量，降低水泥混凝土的空隙率，提高密实度和耐磨性能，降低水化热和水泥混凝土体内外温差造成的收缩值。选用合理的水泥混凝土配合比用于工程施工，有效地降低了路面断裂。
《公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTGF30—2003）》中要求人工摊铺水泥混凝土坍落度应控制在0—20mm之间。在开工前对拌合楼进行标定，水泥混凝土配合比进行试拌。施工过程中，遇到拌合楼发生故障，重新标定和试拌。将水泥、砂、碎石和水的称量误差分别控制在规范规定的小于1%、2%、2%和1%的限差内。规范规定水泥混合料最短拌合时间是40秒。通过试拌确定最佳拌合时间在60—100秒之间。精确控制混合料的最大用水量在150㎏/m3以内。在施工过程中，每天对拌合楼的数据精度进行监控和校验，对运送到现场的每车水泥混合料进行坍落度的平行试验。不符合规范要求的退回不用。确保了拌合楼配料数据精度和运送到现场的水泥混合料均匀、稳定。运输車到达现场后，因为水泥混合料干稠不好卸料时，利用人工协助卸料。不得向车厢内随意加水，以确保最大水灰比不超过0.44。表一是部分水泥混凝土坍落度实测记录表：
3.4、运输车辆由罐车改用自卸车在运输过程中目前多数采用混凝土搅拌运输车，该车速度快，运料及时。采用罐车运输为了便于水泥混合料在罐中搅拌和卸车，用水量偏大。水泥混合料在罐中经过反复搅拌，容易产生混凝土离析现象。摊铺成型后水泡、气泡较多，造成水泥混凝土板块强度不均匀，容易产生断裂，导致断板现象发生。将罐车改用自卸车后，拌合楼到摊铺现场运输距离是0—1.5公里，共配备了6辆5吨自卸运输车，保证了运输能力超过拌合能力。把自卸车后挡板加橡胶条使其关闭紧密，车厢内板壁平整光滑，使水泥混合料在运输过程不漏浆，不撒料，卸车过程中不残留。从拌合楼出料到摊铺现场控制在30分钟以内。满足水泥混凝土拌合物从出料到运输完毕的允许最长时间要求。3.5、人工协助卸车并及时振捣
水泥混凝土运送到现场后，卸车过程中利用人工协助卸车。摊铺后必须及时振捣，使其均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀，浆体上浮骨料下沉，造成水泥混凝土密实度不均匀形成密度节梯。密度大小不均匀的水泥混凝土体产生不同的应力，在密度小的区域内，混凝土板下部容易形成空洞和蜂窝，成为承受应力的薄弱区，在车辆荷载作用下会出现断板现象。在施工过程中适当放慢浇注速度，有利于散热和热量交换。3.6、掌握好切缝时机
混凝土板硬化过程中会产生收缩。切缝时间过早，水泥混凝土强度达不到设计要求，切缝机容易压坏路面产生切缝啃边，混凝土板也会出现开裂。切缝过迟，水泥混凝土收缩容易产生裂缝。因此，必须在合适的时间内切缝。
济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程的切缝，避免采用T型缝或大距离接缝，采用混凝土路面分块实施，分块做成正方形方格，以保证温度作用下能自由胀缩。3.6、加强养生养护
良好的养生条件，可保证水泥水化过程的顺利进行，防止水泥混凝土中水分蒸发和风干过快产生裂缝，有利于强度的增长，并使其在开放交通时具有足够的强度，提高其抗裂能力。济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程采用的是塑料薄膜覆盖养护，喷洒塑料溶剂（过氯乙烯树脂和氯偏乳液）形成不透水的薄膜粘附于表面，利用薄膜不透水的作用，将水化热和蒸发水大部分积蓄下来，自行养护水泥混凝土。使用时注意喷洒均匀，控制好喷洒时间。该工艺操作简单方便，有利于文明施工，节省费用，效果良好。
4、 结束语
通过对施工过程中各个环节的严格控制和精心操作，济聊馆高速公路鲁冀界治理超限超载检测站水泥混凝土路面工程质量得到了提高，行车舒适度明显提升，断板率显著降低，达到了规范要求，上级领导给予高度评价，为该工程创优质杯打下了坚实的基础。
参考文献
[1]JTG H10—2009，公路养护技术规范[S]，2010.
[2]JTG F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S]，2003.
[3]JTJ 073.1—2001.公路水泥混凝土路面养护技术规范[S]，2001.
作者简介：郭庆雯，47岁，女，大学本科，山东省聊城市公路管理局，工程师。
于健，39岁，男，大学本科，聊城市公路管理局养护中心，工程师。
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