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探析導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫的原因
摘要:水泥混凝土路面裂縫對(duì)路面使用性能和使用年限都有很大影響。產(chǎn)生裂縫原因很多,文章從施工材料、基層強(qiáng)度以及施工操作、道路排水等方面進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面;裂縫;原因
1前言
水泥混凝土路面裂縫是一種極易發(fā)生的常見(jiàn)病害。它可造成板塊斷裂.致使地表水下滲而導(dǎo)致路面基層承載力降低,進(jìn)而引起錯(cuò)板、唧泥和混凝土路面板破碎,嚴(yán)重影響水泥混凝土路面的使用性能和使用年限,增加了行車(chē)的不安全因素。水泥混凝土路面破壞后,修復(fù)難度大、養(yǎng)生期長(zhǎng)、影響交通,而且維修費(fèi)用高。因此,防止水泥混凝土路面裂縫的出現(xiàn)有著重要意義。導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因很多,也比較復(fù)雜。這里就幾個(gè)主要方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
2 路面自身原因?qū)е旅姘彘_(kāi)裂
(1)原材料因素
施工中嚴(yán)格把住材料關(guān),是保證混凝土質(zhì)量的前提。材料是構(gòu)成混凝土路面的主體,粗集料不具有良好的級(jí)配,針片狀顆粒含量太高;細(xì)集料和粗集料中含泥量過(guò)高,會(huì)降低了混合料的粘結(jié)度;所用水泥安定差或已過(guò)期;組成材料的級(jí)配不符合標(biāo)準(zhǔn)。那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的彎拉應(yīng)力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂,或在使用過(guò)程出現(xiàn)更多的病害。因此水泥、碎石、砂、水等原材料在使用前進(jìn)行試驗(yàn)與檢驗(yàn)是極重要的,要做到不合格的材料堅(jiān)決不得使用,粗、細(xì)骨料級(jí)配要合理。
(2)混凝土配合比因素
嚴(yán)格控制混合料組成配合比,使施工配合比與設(shè)計(jì)配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì),發(fā)現(xiàn)所購(gòu)進(jìn)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí),必須及時(shí)調(diào)整施工配合比,同時(shí)還要檢查含泥量,使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制,如果水灰比忽大忽小,在攤鋪時(shí)又不注意攤鋪的均勻性,就會(huì)造成水灰比的不同片塊,在其交界結(jié)合部,由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同,在結(jié)合部位形成裂縫和斷板的情況;如果水灰比過(guò)大,混合料便偏稀,在其凝固成型時(shí),收縮率就大,一旦縮縫設(shè)置和施工仍按正常進(jìn)行,就會(huì)造成縮縫間距相對(duì)過(guò)長(zhǎng),從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫,如果進(jìn)一步發(fā)展,還可以形成貫通的混凝土路面斷板,因此,在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān),特別是水灰比這一關(guān)。
(3)混凝土路面施工工藝因素
攪拌時(shí)間不夠,材料拌和不均勻;振搗不密實(shí),有漏振或過(guò)振情況都將導(dǎo)致混凝土整體強(qiáng)度不一致,因此在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實(shí)。如果水泥混凝土振搗不均勻,將造成水泥混凝土的密實(shí)度不均勻。在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀,形成了承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域,從而易使面板產(chǎn)生斷板。
在混凝土澆筑過(guò)程中,要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性,一旦出現(xiàn)間斷作業(yè),必須設(shè)置一道施工縫,并布置傳力桿,以防止因不設(shè)施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況,應(yīng)及時(shí)采取措施,對(duì)已形成強(qiáng)度的混凝土板應(yīng)加快切縫進(jìn)度,減少冷收縮裂縫的產(chǎn)生。
正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求,按設(shè)計(jì)進(jìn)行,使傳力桿與道路中心線(xiàn)及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜,則在傳力過(guò)程中會(huì)將混凝土頂破,從而形成裂縫而斷板。正確地在縱坡變化處、平曲線(xiàn)及構(gòu)造物結(jié)合部設(shè)置脹縫,是預(yù)防斷板的有力措施?v坡變化處、平曲線(xiàn)及構(gòu)造物結(jié)合部都是應(yīng)力應(yīng)變集中的位置,在此處設(shè)置脹縫,是減少或釋放應(yīng)力應(yīng)變的最佳方案,它可以大大降低在此處的斷板率。
施工中及時(shí)正確地切縫是預(yù)防斷板的有力措施。因混凝土拌和后水化熱較高,初凝早,收縮大,在夏季施工時(shí),熱量散失慢,會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力,此應(yīng)力會(huì)迅速集中于薄弱環(huán)節(jié),當(dāng)水泥達(dá)到終凝后,水泥混凝土即告凝固成型,這時(shí)水泥混凝土體收縮變形也在不斷進(jìn)行,并產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個(gè)成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí),在混凝土面板承受拉應(yīng)力最薄弱的位置就會(huì)被拉斷而產(chǎn)生斷板。一旦強(qiáng)度允許,及時(shí)切縫能有效地引導(dǎo)裂縫在預(yù)定的切縫位置上斷裂,故避免了不規(guī)則的斷板。
故施工過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土路面各工序的施工工序質(zhì)量,尤其要注意"振搗密實(shí)"。搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治,盡可能用水化熱小、初凝慢的水泥,并適時(shí)掌握切縫時(shí)間,保證切縫的有效性。
(4)水泥混凝土面層養(yǎng)生不規(guī)范
夏季氣溫高,風(fēng)力大使水分損失較快,加上灑水不及時(shí)、不均勻,造成混凝土強(qiáng)度降低,水析出速度過(guò)快造成拉應(yīng)力迅速增加,在未到切縫時(shí)間時(shí),產(chǎn)生斷板。所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風(fēng)天氣施工,或者當(dāng)混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽(yáng)、灑水、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施,使混凝土體的表面始終保持潮濕,確保晝夜溫差不至太大,以預(yù)防面板斷裂。
嚴(yán)格控制開(kāi)放交通的時(shí)間,加強(qiáng)養(yǎng)生和養(yǎng)護(hù)。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可開(kāi)放交通,并對(duì)其及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生、灑水、清掃,保證表面的濕度,夏季高溫季節(jié)更要及時(shí)覆蓋避免陽(yáng)光曝曬,確;炷谅访鏉駶(rùn)、整潔,防止因缺水養(yǎng)生而產(chǎn)生干縮裂或斷板。
3路面基層方面的原因
路面基層材料拌和不均勻會(huì)使路面基層的強(qiáng)度差異較大.沉降大小不一,極易造成路面板開(kāi)裂。基層平整度不符合要求,必然使水泥混凝土路面厚度不等.在達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度的地方為薄弱點(diǎn).在荷載作用下該處很容易開(kāi)裂。路基軟弱或路面基層強(qiáng)度不足.沉降量過(guò)大和在人工結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處、新舊路結(jié)合部位的較大沉降差都會(huì)使水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫。
路面結(jié)構(gòu)不合理。公路建設(shè)施工中,早期的水泥混凝土道路大都采用水泥、石灰穩(wěn)定土材料鋪筑路基。利用這種材料作為水泥混凝土路面的基層是不適宜的,因?yàn)樵摲N材料的水穩(wěn)定性較差,被水浸泡后一旦有行車(chē)荷載的反復(fù)作用,很快就會(huì)形成唧泥,造成板底掏空,致使道板局部受力不均勻,引發(fā)路面破損。
養(yǎng)生條件差,早期通車(chē),致使基層強(qiáng)度降低,基層產(chǎn)生裂縫。這種裂縫會(huì)反射到面層,基層具有調(diào)節(jié)路面板與土基之間的受力狀態(tài)、緩和或降低水、濕度對(duì)土基的影響,良好的承載、擴(kuò)載作用,提高路面的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,改善路面板的工作條件,同時(shí)改善施工條件,保證面層厚度均勻和保護(hù)碾壓平整的土基或墊層,有利于提高路面施工質(zhì)量。因此路面基層的施工質(zhì)量同樣要嚴(yán)格控制。
其它情況如路基及基層排水不良,長(zhǎng)期受水浸泡,引起路基及基層失穩(wěn)或強(qiáng)度不足,使路面產(chǎn)生不規(guī)則斷裂;車(chē)輛增長(zhǎng)速度過(guò)快,超載和超限車(chē)增多使混凝土路面在使用期內(nèi)超過(guò)規(guī)范要求,從而導(dǎo)致斷板。這就需要設(shè)計(jì)部門(mén)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各方面不利因素對(duì)使用期道路的影響,建設(shè)部門(mén)加大資金投入,提高道路等級(jí),各職能部門(mén)加大公路運(yùn)營(yíng)綜合治理力度。
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