華夏　石存存　劉益豐　付長鄆

摘要：預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板作為施工工地臨時(shí)道路有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以解決當(dāng)前施工臨時(shí)道路的主要問題（如不經(jīng)濟(jì)，不環(huán)保），但在工地現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)路面板易斷板，出現(xiàn)板角斷裂的現(xiàn)象，在使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象。論文分析了預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板產(chǎn)生上述問題的原因，并提出解決問題的措施。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土路面板；損傷；分析；

措施

臨時(shí)道路一直是困擾施工單位的難題，目前一般采用的方式有混凝土現(xiàn)澆或者鋪設(shè)鋼板，上述方式存在著承載力難于確定，路面不平整，揚(yáng)塵大，經(jīng)濟(jì)性差，不能多次周轉(zhuǎn)等缺點(diǎn)，且費(fèi)用昂貴（圖1，2），在此情況下，預(yù)應(yīng)力路面板由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注。

研究工作表明，使用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土路面板可以實(shí)現(xiàn)作為施工場(chǎng)地臨時(shí)道路有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：1）養(yǎng)護(hù)條件好，預(yù)制板的預(yù)制質(zhì)量易得到保證，預(yù)制板的強(qiáng)度，整體性強(qiáng)，承載力高；2）現(xiàn)場(chǎng)施工速度快，施工完畢后就可以開放交通，大大縮短工期時(shí)間：3）拆裝方便，便于多次周轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益好。4）能很好的減輕揚(yáng)塵對(duì)周圍環(huán)境的影響。

1.預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板存在問題及原因分析

但在路面板的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)板出現(xiàn)斷板，板角開裂等的現(xiàn)象，在使用一段時(shí)間后試驗(yàn)板與基層出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象。下文分析出現(xiàn)這兩者現(xiàn)象的具體原因。

1.1斷板及板角斷裂

由縱向、橫向、斜向裂縫發(fā)展而產(chǎn)生的已完全折斷成兩塊以上的水泥混凝土路面板，稱為斷板。其特征是裂縫貫通全厚和板面。但斜向裂縫雖垂直通底，而其從角隅到斷裂面斷板兩端的距離等于或小于板邊長度一半的稱為板角斷裂?；炷谅访姘鍧仓瓿珊?，未完全硬化和開放交通就出現(xiàn)的斷板稱為早期斷板或施工斷板?；炷谅访骈_放交通后出現(xiàn)的斷板稱為使用期斷板或后期斷板。如圖3、4所示。

1.2路面板脫空

水泥混凝土路面板底脫空的現(xiàn)象較為普遍，其后果是非常嚴(yán)重的，在脫空產(chǎn)生和發(fā)展機(jī)理方面，現(xiàn)有研究成果均認(rèn)為水泥混凝土板底下基層是導(dǎo)致板底脫空發(fā)展擴(kuò)大的根本原因，影響因素包括水的存在、水自板下擠出的速率、底基層材料的易沖刷性、重復(fù)荷載的大小和作用次數(shù)等。國外不少學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)曾建立了多種沖刷卿泥的板底脫空演化模型，但理論模型者隋所缺陷，所得結(jié)果只具有定性方面的意義。國內(nèi)學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)在脫空演化模型方面有都有所研究，也取得了相當(dāng)?shù)某晒?/p>

1.3原因分析

1.3.1斷板及板角斷裂原因分析

在外部荷載作用下，混凝土內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生演化發(fā)展。在混凝土硬化過程中，未與水泥顆粒發(fā)生水化反應(yīng)的水分陸續(xù)蒸發(fā)，因此在水泥膠體中留下大量的氣孔：同時(shí)水泥硬化過程中自身的干縮也造成了混凝土基體中初始微裂紋的產(chǎn)生。在荷載作用下，初始缺陷附近出現(xiàn)應(yīng)力集中，進(jìn)而導(dǎo)致微缺陷和微裂縫的發(fā)展，這一過程使得混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系偏離了線彈性路徑，進(jìn)入非線性階段。當(dāng)微裂縫的擴(kuò)展和匯集到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致宏觀裂縫的產(chǎn)生，混凝土的力學(xué)行為逐漸由強(qiáng)轉(zhuǎn)軟，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系從而進(jìn)入下降段。從分析大量試驗(yàn)中所觀察到的混凝土典型非線性行為發(fā)現(xiàn)：強(qiáng)度軟化和剛度退化都源自混凝土中裂縫的發(fā)展：單邊效應(yīng)來自于裂縫的張開和閉合：受拉受壓強(qiáng)度迥異來源于混凝土對(duì)于受拉裂縫與受剪裂縫的抗力不同：殘余應(yīng)變主要來源于裂縫的不完全閉合?？傊炷恋姆蔷€性受力特征均與混凝土中的微裂縫密切相關(guān)。

預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板在工廠施工完成后，運(yùn)輸，安裝，使用過程中，無法避免碰撞，從而加速了路面板內(nèi)的微裂縫的發(fā)展，容易在板角，構(gòu)造薄弱處，出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而斷裂的現(xiàn)象。

1.3.2路面板脫空原因分析

（1）行車荷載作用下造成預(yù)應(yīng)力板與基層彎沉，而造成脫空。當(dāng)車輛行駛在水泥混凝土面層板上時(shí)，路面板受行車荷載作用會(huì)產(chǎn)生彎沉變形，同時(shí)基層和基礎(chǔ)也會(huì)產(chǎn)生彈性和塑性應(yīng)變，而塑性應(yīng)變屬于不可完全恢復(fù)變形，雖然在行車荷載每次作用時(shí)基層產(chǎn)生的不可恢復(fù)塑性應(yīng)變量值極小，但經(jīng)過數(shù)十萬次累積作用后的疊加值可以達(dá)到一定數(shù)量級(jí)，從而造成路面板與基層之間的分離，形成板底脫空。

（2）溫度荷載作用使路面板發(fā)生變形造成脫空

路面處于自然環(huán)境中，經(jīng)受著氣溫變化的影響，由于路面材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度分布不同，形成溫度梯度。路面板在溫度梯度作用下可發(fā)生兩種形式的變形，一種是正溫度梯度作用下，路面板四周下凹、中心凸起，另一種是負(fù)溫度梯度作用下，路面板四角上翹、中部下凹。而后一種變形造成路面板角部位與基層之間的分離，形成板底脫空。

（3）水的沖刷作用造成基層與板面脫空

在自然環(huán)境下，水滲入到水泥混凝土路面板底因行車和溫度荷載作用而形成的局部脫空部分是不可避免的，隨著路面板底水的積滯，基層材料逐漸趨于自由水飽和狀態(tài)。當(dāng)重載車輛通過路面板時(shí)，板底脫空部分積水因板體變形擠壓作用而發(fā)生流動(dòng)，且這種高速流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)水沖刷力可達(dá)10kP3以上。基層材料中的細(xì)集料受沖刷作用與積水形成泥漿，并沿面板接縫縫隙處噴濺出來，導(dǎo)致板底脫空的進(jìn)一步發(fā)展。

車輛荷載是路面板底積滯自由水產(chǎn)生沖刷運(yùn)動(dòng)的直接原因，車輛荷載的大小、車輛行駛速度、車輛輪胎的類型、車輛的加速度和軸載的作用位置等因素對(duì)動(dòng)水沖刷力均有影響，其中荷載大小和行駛速度是最主要的影響因素。

水泥混凝土路面板脫空狀態(tài)下的受力狀態(tài)改變（見圖5），在行車荷載作用下會(huì)產(chǎn)生過量的撓曲變形和拉應(yīng)力，使得路面板的疲勞壽命大大下降，被迫過早的進(jìn)行維修和重建，板底脫空后，水泥路面板錯(cuò)臺(tái)和斷裂等病害會(huì)相繼出現(xiàn)，造成水泥混凝土路面行駛質(zhì)量不佳，車輛損耗嚴(yán)重，運(yùn)輸成本增加，有些適合甚至?xí)T發(fā)嚴(yán)重的交通安全事故。因此，解決脫空問題，能提高預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土路面板的使用性能，延長路面結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修的工作量和費(fèi)用，具有重大的價(jià)值。

2.解決問題的措施

對(duì)于上述造成路面板板面開裂，以及板角斷裂的現(xiàn)象，有如下解決措施：

1）加強(qiáng)施工預(yù)制時(shí)的技術(shù)手段，如在板角加放射筋。

2）在運(yùn)輸安裝時(shí)注意對(duì)敏感部位的關(guān)注與保護(hù)。

3）預(yù)先處理好地基，選用耐沖刷的基層。

4）在使用過程中做好監(jiān)測(cè)與保護(hù)。

5）完善相關(guān)體系，能夠形成相關(guān)的施工及使用規(guī)范。

3.結(jié)語

目前我國建筑行業(yè)正向著綠色建筑和建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展轉(zhuǎn)型，政府大力發(fā)展裝配式建筑。國務(wù)院在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中也提出力爭用lO年左右時(shí)間使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)30%。預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板有其特有的優(yōu)點(diǎn)，在解決了上述兩個(gè)問題后，能得到廣泛的應(yīng)用。