華夏　石存存　劉益豐　付長(zhǎng)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(wèn)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(wèn)題的原因，并提出解決問(wèn)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(kāi)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?chē)h(huán)境的影響。

1.預(yù)制預(yù)應(yīng)力路面板存在問(wèn)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(kāi)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(chēng)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(zhǎng)度一半的稱(chēng)為板角斷裂?；炷谅访姘鍧仓瓿珊螅赐耆不烷_(kāi)放交通就出現(xiàn)的斷板稱(chēng)為早期斷板或施工斷板?；炷谅访骈_(kāi)放交通后出現(xiàn)的斷板稱(chēng)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(guó)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(guó)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(guò)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(guò)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(guò)程使得混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系偏離了線(xiàn)彈性路徑，進(jìn)入非線(xiàn)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(xiàn)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：?jiǎn)芜呅?yīng)來(lái)自于裂縫的張開(kāi)和閉合：受拉受壓強(qiáng)度迥異來(lái)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(lái)源于裂縫的不完全閉合?？傊?，混凝土的非線(xiàn)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(chǎng)施工完成后，運(yùn)輸，安裝，使用過(guò)程中，無(wú)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(chē)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(chē)輛行駛在水泥混凝土面層板上時(shí)，路面板受行車(chē)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(chē)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(guò)數(shù)十萬(wàn)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(chē)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(chē)輛通過(guò)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?；鶎硬牧现械募?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(lái)，導(dǎo)致板底脫空的進(jìn)一步發(fā)展。

車(chē)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(chē)輛荷載的大小、車(chē)輛行駛速度、車(chē)輛輪胎的類(lèi)型、車(chē)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(jiàn)圖5），在行車(chē)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生過(guò)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(guò)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(chē)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(wèn)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(zhǎng)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(wèn)題的措施

對(duì)于上述造成路面板板面開(kāi)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(guò)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(yǔ)

目前我國(guó)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(guó)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(jiàn)》中也提出力爭(zhēng)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(wèn)題后，能得到廣泛的應(yīng)用。