高原地区混凝土道路面层裂缝原因分析及对策雷兴国

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月第4期   作者:雷兴国
[导读] 裂缝问题经常发生在水泥混凝土路面上,特别是在高海拔地区
        摘要:裂缝问题经常发生在水泥混凝土路面上,特别是在高海拔地区,由于受到高原气候的影响,混凝土更容易开裂。混凝土开裂后,不仅影响外观,而且影响道路使用性能,造成不必要的建材浪费和经济损失,本文结合高原地区混凝土道路的建设经验,根据高原气候条件分析高原地区可能出现裂缝问题的原因,提出具体的科学预防对策。
关键词:高海拔地区;混凝土路面;裂缝;防治措施
1.裂缝成因分析
        高原地区混凝土路面经常出现很多裂缝,严重影响了生产生活的发展。裂缝产生的原因可以从三个方面着手:一是自然因素,如高原地区的温湿度昼夜变化幅度较大;二是施工设计不合理,混凝土自身性能不好,比如混凝土不均匀、易受损伤;三是施工设计的道路结构不符合高原地区的地理特点,容易出现裂缝,其设计具体影响如下:
1.1.温度变化对道路的影响
在混凝土硬化期间,会产生大量能量,这将导致混凝土内部的温度升高。在同一表面上会形成严重的温差,从而在混凝土表面上产生巨大拉应力,形成许多裂缝。同时,夜晚期间温度下降也会在混凝土表面产生很大的拉应力,导致裂缝产生。
1.2设缝对混凝土道路的影响
        在混凝土道路修建中,伸缩缝,施工缝和其他缝将道路混凝土板划分为相对独立和相互关联的不同单元,并且这些缝处施工技术逐渐成为整个施工技术的重要组成部分。因此,在施工过程中经常使用特殊的接缝材料来实现施工设计,需要接缝材料来阻塞接缝,才能防止混凝土路受到破坏,防止积水进入路面,如果大量的水进入路面,混凝土要浸泡很长时间,很容易出现裂缝。
1.3基础层和水泥稳定层对混凝土路面的影响
        尽管基础底基层在重载压路机下反复碾压,但一般没有经过长期沉降,导致稳定性不够好,沉降不均匀;有些道路位于不平衡较大的地形基础上,并且会受到其他不良构造的影响。在该过程的影响下,发生局部位移并形成裂纹。由于地下水,地表水,混凝土面板的伸缩缝和侧隙等受到各种水资源的影响,混凝土面板容易积水或内部有水,使整体强度降低,导致在道路使用过程中容易产生裂纹。
2.防止裂缝的措施
2.1控制好原材料和施工过程引起的温度差
        (1)优化和改善施工配料,尽量减少混凝土面板中水泥的用量,避免温差大导致裂缝出现,可以利用干燥坚硬的混凝土,混合材料,添加引气剂或增塑剂来代替水泥,增加减水和抗裂性。根据配比掺合不同材料,道路施工实践证明减水防裂剂可以有效提高水泥浆的稠度,使用掺合料可以使混凝土致密,有效提高混凝土的抗碳化性,降低碳化收缩,掺合料混凝土具有良好的可加工性,表面易于形成微膜,减少干缩,与其他工程项目相比,这方法比迅速改善外部环境的做法更简单、更经济,适用于青藏高原,高寒地区的道路建设。
(2)在完全搅拌过程中,很容易提高混凝土的温度,因此有必要改善制造过程,添加水或碎石以大大降低制作温度。
(3)加强对当地自然条件和水文条件的调查,并在建筑设计协调中予以考虑。要严格控制浇筑过程中的灰砂比和砂浆坍落度,减少施工项目不平衡的现象,从而大大减少了外部渗水。此外,在施工单元的养护过程中应采取各种维护措施,例如完全覆盖塑料薄膜。
(4)在混凝土浇筑完成后和最终凝结之前,应防止在未开始形成的水泥混凝土板上施加巨大压力,禁止将工程施工机械及其他材料放在道路上。
(5)在进行具体施工过程中,应对施工初期形成的混凝土浇筑块采取高度维护措施。尤其在高原地区,应采取隔热措施,以免因昼夜温度变化过大而产生裂缝问题。
2.2利用外力进行干扰,改善约束条件
        我们要合理划分接缝和分块,才能避免产生裂缝问题。高原地区昼夜温差过大,这对提高混凝土施工质量提出更高要求。对于混凝土面板的裂缝,应采取预防为主的态度,并注意在施工中注意贯通裂缝的发生。

本文介绍了几种接缝施工技术,以下是具体的纵缝、横缝、施工缝的介绍:
        (1)纵缝一般设置在板厚中间,施工时采用螺纹钢筋(话说了一半)。对于纵缝,施工时应将模板清理干净,涂抹沥青等脱模剂,避免洒在拉杆上,纵缝拉杆施工主要有三道工序。一是在模板上打一个洞,把拉杆固定在洞里,然后浇筑混凝土。二是将横拉杆弯成直角,并将横拉杆的直边固定在混凝土一侧。浇注时,使另一半倒入混凝土中,第三种方法是用带螺栓的拉杆,拉杆的一半在底部是陡峭的,浇注后,拉杆在混凝土中可以与拉杆连接在外面。
        (2)横向缩缝它可以通过在浇注和凝结过程中凝结锯切或压缝来构造。常用施工方法是:在混凝土浇筑过程中,用振动填缝刀进行压力接缝,并按设计规定将其压成一定深度。建议使用挤压刀,用原浆对缝隙进行平整,禁止使用其他泥浆进行修补,然后将成型品放在原浆上,再用原浆对缝隙进行平整,混凝土混合物可根据现有工艺进行改良,切割过程比压制过程更精确,因此在高原路段应采用切割方法。在路缝切割施工过程中,要注意伸缩缝的位置,即伸缩缝必须垂直,与道路中心线和缝壁本身相同,缝中现缝宽度是一致的,其二是在缝隙的下部设置伸缩缝,上部伸缩缝主要用于缝隙填充材料,横向伸缩缝的拉杆销钉可以设置在缝隙的一侧。接头或固定销钉可以交替布置,并采用木模或带头托架固定,但必须与板面中心线平行,误差应在5mm以内。
        (3)施工缝设置在伸缩缝或伸缩缝处,但对于高原道路施工缝,则要求两者不要设置在同一横截面上。垂直于接缝壁的传力杆,一半固定,另一半滑动,并固定一半的锚,让另一半滑动。
(4)填缝施工是在混凝土办养护期后展开的施工工艺
        首先,在固化过程中需要检查道路的清洁度,并清除沙子和砾石碎屑等。其次,采用灌注或预制嵌体的方法填充接缝,并在填充前注意接缝的干燥程度,在干燥状态下要确保接缝填充剂能粘在接缝壁上,以减少裂缝发生的可能性。考虑到渗水的原因,首先需要在缝隙中填充多孔柔性材料,缝隙深度的填充量一般控制在4cm作用,且高度不超过道路表面。考虑到温度变化,夏季填缝时,填充高度必须比板高低2至3mm。在具体的施工过程中,应注意以下几个步骤:清除接缝处的沙石碎屑时,要保证清洁干燥,并采取水洗,压缩空气干燥的方法。常温施工中,应按常温施工的比例要求使用填缝料,并使用便携式电钻将填缝料均匀混合。在高温施工中,应使用手持式电钻将填缝料按有关比例溶解。使用工具将接缝填充物挤压到接缝中,例如接缝填充枪或接缝填充机,以避免手动填充;养护前应及时清除路面上流动的填缝料,以免杂物掉入。
3.不同裂缝填补的方法
3.1表面浅性裂缝的修补方法
(1)涂覆法
        当混凝土道路表面存在大量表面裂缝时,应最好采用手工或机械喷涂的方法在混凝土表面涂覆修补材料,以起到表面密封的作用。根据裂纹的深度和情况选择合适的修补材料,涂膜厚度最好控制在0.3-2.5mm之间。
(2)表面缝合
表面接缝是立即在接缝中加入U形钢梁或塑料板,在接缝的两侧钻孔,加入混凝土来相对固定的,然后用环氧砂浆等非收缩砂浆倒入孔中,或用于锚固的凹槽,可以避免接缝开裂。
3.2修补宽裂缝或穿透裂缝的方法
对于需要优化裂缝的处理,例如将裂缝凿成V形或梯形凹槽,使用钢凿,气镐或高速旋转切割盘在施工过程中扩展裂缝,并填充骨级成分通过分层达到密封效果。所用的主要材料是环氧砂浆,水泥砂浆,PVC砂浆,沥青软膏等。要注意一般裂纹修复的V型槽的主要应用,而渗漏裂纹修复需要凿成梯形槽,具有高结构强度的裂缝应使用环氧砂浆处理。
结语:在混凝土路面施工中,很难避免混凝土裂缝问题的发生,所以我们要重视分析裂缝产生的原因,并在裂缝出现后采取有效措施,才能防止裂缝问题的重复发生。
参考文献:
[1]    黄洪超.昌都地区农村公路路面结构合理选取分析[J].公路交通技术,2013,(3).
[2]    王丽娟,胡昌斌.水泥混凝土路面固化温度区域特征及其对面板翘曲的影响[J].交通运输工程学报,2018,(3).
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