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摘要:水泥混凝土路面具有使用寿命长、强度高、稳定性好、耐久性好及养护费用少、经济效益高等优点,在公路工程和市政工程中得到广泛应用。但是随着使用时间的的延长,也随之会产生常见裂缝等质量通病,它影响混凝土路面使用的耐久性,又影响到行车的舒适和安全。本文针对水泥混凝土路面裂缝成因与防控进行了分析。
关键词:水泥混凝土;裂缝;路面;防控措施
近些年,我国公路工程发展迅速,新建工程数量猛增,其中就出现了大量水泥混凝土公路,这对当地经济发展和人们出行具有很大的意义。但很多水泥混凝土路面刚投入使用不久就会产生不同程度的裂缝,并且这些裂缝有加重趋势。一旦路面上出现了裂缝问题,想要修复不仅会浪费人、财、物,同时修复十分困难,效果不佳。水泥混凝土路面作为公路工程的重要组成部分,裂缝问题会直接影响公路美观性以及行车安全性,这就需要对水泥混凝土路面裂缝进行全面分析,并针对性提出相应的解决对策。
1水泥混凝土路面以及路面裂缝概述
水泥混凝土路面是指面层采用水泥混凝土的路面,也称刚性路面,俗称白色路面,它是一种高级路面。但是水泥混凝土自身的特性,加之设计、施工、养护等问题,可能会造成路面裂缝,这也是影响水泥混凝土路面发展的重要因素。水泥混凝土路面须满足交通运输速度快、重量大、车流量多等要求,对水泥混凝土路面强度、稳定性、寿命、维护提出了更高要求。混凝土作为一种非均质脆性材料,由骨料、水泥、水、添加剂构成,在湿度、温度的影响下,混凝土凝结产生变形,由于不同材料变形不一致,造成了应力失衡,出现裂缝问题。
2水泥混凝土路面裂缝的原因分析
2.1路基沉降的影响
(1)压实遍数不合理、压路机吨位偏小、填土松铺厚度过大、碾压不均匀、路基填筑宽度不足、局部有漏压现象均影响路基沉降。(2)软弱地基未进行加固处理或处理不到位、含水率过大、出现“弹簧”现象都会影响路基沉降。(3)路基填料混杂或压实度不足,特别是构造物(雨、污检查井等)附近压实机械难以施工,导致该部位压实度达不到设计要求。易产生沉降变形。(4)路基填土速度过快,特别在高填方路基更加沉降变形更加明显。
2.2温度原因
水泥混凝土路面施工是一项施工条件复杂、工期长、涉及环节多的综合性复杂性工程。在路面施工中,已经完成的施工路面,长期暴露咋自然环境之中,受到阳光、雨水、气温骤升骤降等因素的影响,一旦路面较为薄弱处、接缝处不能得到及时的养护,混凝土性能受到温度变化影响,直接导致路面出现裂缝。同时,水泥混凝土在凝结过程中子自身会产生大量的热量,一旦热量无法及时排出,外界气温迅速下降,水泥混凝土表面受到内外温差作用的影响,也会直接导致裂缝的出现。
2.3收缩原因
水泥混凝土在硬化凝结过程,水化反应会一直持续,伴随着一系列的化学与物理收缩反应。混凝土在凝结过程中,会产生大量的热量,混凝土内部的水分会加快蒸发,内部水分骤减,引起物理收缩;混凝土在水化过程中,会出现水化反应,导致混凝土自身体积缩小,引起的收缩被称为化学收缩。物理收缩与化学收缩都会直接导致路面裂缝的出现。
3水泥混凝土路面裂缝的防治措施
3.1施工材料方面的防治措施
施工材料是决定水泥混凝土路面施工质量关键性因素,所以应严格把控施工材料质量。在选择水泥时,应尽量选择干缩程度较小的水泥,粉煤灰水泥与普通水泥相比较,干缩程度较小,但是在使用过程中,要对粉煤进行研磨才能加入到水泥混合物之中。
水泥在进行水化反应时,会产生大量热量,出现热胀冷缩现象,导致水泥自身体积发生变化,为了有效控制水泥体积变化,在施工时应采取低热膨胀水泥拌制,能够确保水泥硬化效果,有效缓解水泥收缩时产生的拉应力,避免水泥路面出现裂缝。在进行水泥混凝土搅拌时,应使用纯净、无杂质的水源,能够避免在搅拌过程中水泥产生其他不良反应,尤其是一旦与盐类发生反应,将对导致水泥膨胀,造成路面出现裂缝。
3.2施工工艺
(1)严格控制路基及路面基层的施工质量,主控项目(如:平整度、压实度、标高、厚度、弯沉等)合格率达到100%,一般项目均要达到80%以上;同时必须控制路床的填料,尽量采用水稳性好、强度高的砂性土,减少路面裂缝的发生。(2)加强路基碾压质量,如路基填挖交接处、旧路加宽处、检查井周边等薄弱环节,必要时可采取增加钢筋网片、土工格栅等加固措施防止路基沉降而反射到混凝土路面产生裂缝。(3)关注混凝土施工的振捣质量,不得漏振、过振或振捣不均匀,对模板缝隙要进行处理防止漏浆,常采用模板面增加通长的塑料薄膜。(4)水泥混凝土初凝前重新振捣或多次反复抹面,加强湿润覆盖养护能消除混凝土早期收缩裂缝。(5)混凝土路面的胀缝、缩缝、施工缝严格按设计图纸及施工规范要求组织施工,并及时切缝,切缝深度符合要求,保证路面混凝土内应力得到及时释放,避免裂缝的产生。(6)选择正确的切缝时间,是有效减少混凝土内部拉力不均匀的重要措施。过早的切割会出现裂缝参差不齐的现象,切割时间太晚,混凝土路面的内部应力无法释放,导致混凝土路面出现裂缝。通常切缝时间以混凝土强度达到设计强度的25%~30%时进行切缝。
3.3重视后期日常养护
水泥混凝土路面竣工交付使用后,养护一定要跟上。许多水泥混凝土路面的病害都是因路基路面养护不及时而引起的。浇筑完毕之后采用潮湿材料覆盖,避免烈日暴晒、大风侵蚀。特别是在夏季施工时,要浇筑完一段、养护一段。切缝设置也十分重要,合理设置切缝对提高混凝土整体质量有着重要意义,如果切缝不及时,会受到大面积混凝土制约产生裂缝,扩张之后造成断板问题。通常混凝土主切缝时间在拆模后12h左右。添加外加剂可以降低混凝土用水量,提升混凝土的和易性、减缓水分蒸发速度,降低收缩值。模板施工须,涂抹脱模剂,让混凝土与模板之间形成一层薄膜,降低二者之间的黏结作用,减少裂缝生成率,有助于拆模。浇筑路面时确保基层、模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。
3.4裂缝处理
(1)直接灌浆法。该方法首先要将裂缝中的杂质清除干净,之后用钢刷在缝口位置刷一遍,使用吸尘器将浮尘吸出,保证缝内干燥、无水。缝内与路面铺一层聚氨酯底胶层,保证涂刷均匀,之后再按照原比例砂浆配置、灌浆、养护。(2)压力注浆法。宽度在50mm以内的裂缝可以采用该方案,用压缩吹风机清除杂质。将松香、石蜡按照1∶2配置并融化,每隔一段距离设置一个灌浆嘴,使用胶带将缝口贴牢固,在灌浆嘴、胶带上加封松香石蜡,用压力灌浆器将其压入缝隙内。
4结语
水泥混凝土路面裂缝问题是公路施工较为常见、棘手的问题,为了确保人们出现安全,维护城市交通正常运行,应结合实践对水泥混凝土路面裂缝问题进行深入分析,找出裂缝成因,制定具有针对性的治理措施,以确保水泥混凝土路面施工质量,推动我国公路事业实现健康、可持续发展。
参考文献
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作者简介
宋春猛(1987.02—),男,汉族,本科,助理工程师,研究方向:城市道路工程。