道路工程职称论文混凝土路面断板的原因
摘要：新建的水泥混凝土路面产生断板，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2010年8月15日上午7:00-12:00;
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7点开始，至下午3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揭去。换成草帘子，在混凝土终凝部位进行洒水降温，及时采取措施尽快根据混凝板的实际情况提前进行切缝，就在切缝过程中，发现在切缝位置附近10cm左右的板块边部出现裂缝，共计断板2块，为横向断板，断板长度为1/3板块长度。
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，温度对水泥混凝土路面的影响是可想而知的。
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，一部分采用了塑料布和草帘子覆盖，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：σx=ErαΔTP/(1-μc)
板边：σx= -ErαΔTP
式中：α— 混凝土的线膨胀系数，一般为1×10-5
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;
ΔT— 温度差;
μc — 混凝土各龄期的泊松比，设为0.15;
Er— 混凝土各龄期的弹性模量(MPa)。
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