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水泥砼路面裂縫問題淺析

2010-12-31 23:22游振賢
中國新技術新產品 2010年2期
關鍵詞:集料路面水泥

游振賢

(揭陽市公路橋梁建設總公司,廣東 揭陽 522031)

新建水泥砼路面工程在施工過程中及通車營運一定時期內,在路面某些部位,總會發現裂縫的存在身影。而正是由于這些裂縫的存在,倘若不對以及時處理,它將會由裂縫的形態逐淅發展成其它病害的破壞形態,如斷板、角隅斷裂,唧泥……等等。而在工程實際建設過程中,導致路面裂縫病害的存在有著太多的因素,它往往會因為設計強度不足?行車超載,或者由于施工方面的原因而達不到設計要求,一旦受上述情況的影響,其裂縫破壞就會迅速發展,以致難以維護,下面就讓我們來了解一下,水泥砼面板的裂縫類型及常見的一些裂縫防治措施?

1 水泥砼路面裂縫類型

一般情況下,我們平時所說的水泥砼路面裂縫是指用肉眼看得到的裂縫,這種裂縫可分為幾種類型:沉降裂縫、超載裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、施工裂縫等,各種類型裂縫的相關特征主要如下。

1.1 沉降裂縫

這種裂縫可分為兩種情況:一是混凝土澆筑后,因材料自身沉降產生的裂縫;二是因地基沉降導致混混凝土產生的裂縫。第二種原因產生裂縫對工程質量影響巨大?;炷翝仓?,水泥和骨料在下沉階段,如受到鋼筋和其它埋件的局部阻礙、模板移動、基礎沉降,使該處混凝土產生拉應力和剪應力時,該處就會產生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1-3小時產生,屬硬化前裂縫。發現后迅速進行處理,可重新加壓抹平,使裂縫閉合,能達到較好效果。

1.2 溫度裂縫

水泥混凝土因具有熱脹冷縮性質,加上水化作用,伴隨化學反應,因而產生膨脹,而板因氣溫板內有"差度",造成水文養護前冷卻收縮,板面就會產生裂縫?;炷劣不陂g水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。后期在降溫過程中,由于受到基礎或老混凝土的約束,又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現裂縫。

1.3 干縮裂縫

水泥混凝土澆筑后,在硬化的過程中,由于水泥水化生成物的體積比原來物質的體積小,加上游離水在空氣中蒸發及凝膠體失水而緊縮,隨著混凝土體積收縮產生拉應力,當拉應力大于當時混凝土的抗拉強度,而產生干縮裂縫。干縮裂縫一般緣于養護不當。在風吹日曬下,混凝土表面水分散失過快,體積迅速收縮,而內部溫度變化小,收縮小,表面收縮變形受到內混凝土的約束,也可引起表面裂縫。

1.4 超載裂縫

由于交通運輸業的迅速發展,大噸位的車輛逐年增加,單軸軸載比原設計計算軸載增加幾倍,由于軸載等效換算系數f=(Pi/P0)16,即超載(Pi)與標準軸載(Po)換算成 16 次方關系,所以,超重車的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。

另外,據有關資料披露,我國公路上汽車超載情況相當普遍,超載率達到了60%-80%,有的車輛的超載甚至達到1-3倍,在京珠高速公路上,有的車載重量達到了100 噸,相當于一節火車的載重量。汽車超載嚴重損害了公路,成為公路的第一殺手。

2 路面裂縫防治對策

從以上的論述我們可以得出這樣一個論斷:水泥混凝土路面出現裂縫,不是由于一種原因形成的,而是多種因素綜合的結果。防治水泥混凝土路面裂縫,可以采取多種措施綜合應對。

2.1 根據車輛流量進行道路設計

為了減少水泥混凝土路面的裂縫,公路設計、施工、管理等相有關部門應認真及時地組織設計人員和有關專家,對水泥混凝土路面的設計理論及規范要求,進行深入細致地研究和討論。根據當地的地理位置,環境、地形、沿線工程地質和水文地質,特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況,提出符合實際的軸載設計參數、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求,以設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統,提出合理經濟的水泥混凝土配比設計及要求。

2.2 嚴格控制混凝土材料質量

嚴格做好材料管理工作,杜絕在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保證混凝土質量的必要條件。對于安定性差,游離氧化鈣(Ca0)超標及強度不足的水泥強度應禁止使用;不同標號、不同廠家、不同種類、不同批產的水泥嚴禁混合使用;盡量采用旋轉窯生產的發熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。選擇合格的含泥量較少的材料,集料(砂、碎石)含泥量超標時應更換料源或將其認真沖洗至達到要求方可使用。對有機質含量超標的集料應嚴格禁止使用。按試驗混凝土配合比準確配料;單位水泥用量要精確稱量,誤差值控制在1%以內。集料的含水量要及時取得,以便控制適宜的用水量,保持水灰比準確;為減少用水量,改善和易性可使用合適的外摻劑;用水量誤差不得超過1%,外加劑控制在2%以內。采用電子稱或其他現代配料機械設備準確配料,盡量不采用人工手推車按車計量的配料方法;集料稱量誤差控制在3%以內。

2.3 施工中嚴把每道工序質量關

混凝土的拌和時間要根據機械性能準確掌握,最長拌和時間不應超過最短拌和時間的3倍;振搗應均勻密實,避免漏振或超振現象產生?;炷涟韬蜁r,若集料溫度過高,應采用降溫措施后再配料拌和。若采用撒水降溫方法,應及時測定含水量,調整拌和用水量,保證水灰比值不變。注意混凝土施工操作方法,減少從攪拌到成型之間的時間和運輸路程,避免混凝土過早凝聚及泌水現象而致微裂。必須堅持做到使混凝土相互粘結密實穩定,有效消除界面裂縫和砂漿裂縫。

2.4 嚴格禁止超載超重車輛上路

前面已經說過,超載超重車輛已成為水泥混凝土路面的第一殺手。路面板荷載拉應力的大小,取決于荷載的大小。汽車荷載是沖擊荷載,其大小不但與車輛輪胎對路面的靜止壓力有關,而且車一路的禍合程度有關。要減小輪胎對路面的靜止壓力,就要對車輛實行限載管理,禁止超載的車輛上路。要削弱車一路的禍合作用,分別從車和路兩方面采取措施。對于汽車方面要采取限速措施,降低車輛荷載的震動頻率;對于路方面,要提高路面的平整度,降低車輛的震動幅度。

2.5 應嚴格控制澆筑完成后到開放交通時的時間

開放交通過早,混凝土的強度尚低,不足以承受行車荷載,在荷載作用下,混凝土路面很容易產生裂縫。此類裂縫多發生在城市道路的維修工程中,因為城市道路一般交通繁忙,不可能長時間封閉交通,因此往往在混凝土未達到設計強度、養護時間不足就開放交通了。

3 結束語

由上述可知,水泥混凝土路面裂縫產生成因較為復雜,不僅與設計、施工等相關環節有關,而且還與路面形成后的使用、養護也有很大的關系。裂縫的形成幾乎是不可避免的,部分部位、結構甚至是允許帶裂縫工作的。但是裂縫的存在不僅影響美觀,而且影響使用壽命,對此,在對待路面裂縫病害問題時,在時間上我們必須進行處理及時,在管理上我們必須予以高度重視,將它控制在裂縫的初期形態,不至發展成其它病害類型的破壞。

[1]GBJ97-87.水泥混凝土路面施工及驗收規范.

[2]交通部公路管理司..公路養護與管理手冊M].北京:人民交通出版社.2000.

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