泰来县农村公路事业发展中心 黑龙江泰来
摘要:文章分析水泥混凝土路面裂缝的类型和成因,并提出对应的防控措施。
关键词:水泥混凝土;路面裂缝;裂缝应力分析
水泥砼路面是用水泥和各种矿料按一定配合比拌和成的混合料铺筑的路面,由于其具有自身承载能力高、稳定性好以及使用寿命长等优点。公路交通量的迅猛增长,再加上气候、沿线水文地质、施工等各种因素的影响,许多路面投入运营不久就出现病害,影响了公路交通的正常运行。
一、水泥砼路面病害的类型
水泥砼路面的病害,按其性质、影响的特点和范围可分为四大类:(一)裂缝类,如纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝等;(二)变形类,如唧泥、错台、沉陷、拱起;(三)接缝损坏类,如接缝碎裂、填缝料损坏;(四)表面缺陷类,如表面裂纹、起皮、露骨、坑洞。
二、水泥砼路面裂缝产生的种类与成因
水泥混凝土路面的裂缝按照在路面结构中的位置可分为表层裂缝与贯穿裂缝。总结为两大种类:
(一)表层裂缝
(1)塑性收缩
水泥混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析,形成表面泌水,使路面表面含水量增加,毛细水面形成凹面产生较大的表面张力,促使颗粒凝集,当混凝士表面尚未充分硬化,不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。影响混凝土塑性收缩开裂的内部原因是水灰比、细掺料、混凝土的温度、凝结时间等;外部因素是风速、环境温度、相对湿度等。
(2)温度引起裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,使得路面结构内部产生膨胀,而外部则因热量散失而收缩,在混凝土表面引起拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。
(3)干燥裂缝
该裂缝是在路面养护完毕经过一段时间后在表面出现的裂缝。这种裂缝多沿一个方向分布,裂缝较细长度一般在2~10cm、缝宽0.1mm、深l~2cm。主要是施工养护不当引起的早期开裂。过早开放交通也会破坏混凝土的内部水化结构,影响强度增长,形成裂缝。
(二)贯穿裂缝
贯穿裂缝主要是在施工过程中产生。成因主要有两方面:一是振捣不够、拆模过早,因而引起混凝土表面和边缘开裂:二是由于在不中断交通的情况下分边施工,先期施工的混凝土板块通车后影响新浇筑的板块,产生振动裂缝。只要严格控制施工质量,正确执行施工技术操作规程,因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。
(三)路基施工方面的原因分析
(1)路基填筑使用了不适宜的材料
公路路基施工规范规定,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。
(2)软基处理不当
往往由于采取的软基处理方案或施工工艺不合理或施工时未认真按要求处理或处理不完善等,这样给路基的稳定造成了隐患,使成形的路基沉陷或滑移等,最终影响砼路面。
(3)路基土石方填筑方面的问题
往往在施工过程中施工单位未严格按操作规程施工。
(4)构造物台背回填不符合要求
目前,从建成通车的公路来看,构造物台背跳车是通病,然而最明显的是台背沉陷或错台,主要原因是台背回填质量差。
(5)路面施工方面的原因:
①路面基层施工质量不符合要求;
②水泥砼路面施工方面的问题;
③水泥砼路面结构层防水或排水未进行有效的处理。
三、水泥砼路面病害几种方法
水泥砼路面裂缝的处治方法主要有:表面修补法、灌浆、嵌i擎封堵法、混凝土置换法等。
(一)表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
(二)灌浆、嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成—个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等,常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
(三)凝土置换法。混凝土置换法是处理损坏严重的混凝土路面的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
(四)水泥砼路面裂缝的预防措施
(1)提高质量意识
作好质量管理教育工作,增强施工及技术人员的质量意识。
(2)严格把好原材料关
用于砼路面的水泥一般采用道路专用水泥或425#普通硅酸盐水泥,且应尽量使用同一厂家生产的同一品种、同一级别水泥,并按规定做好复试试验。
(3)优选配合比,严格按配合比施工
事先按实验程序作好水泥、砂石等原材料的实验分析,材料合格方可使用。做多组对比试验,选择最佳配合比。建好搅拌站,严格计量,最好使用电子秤计量配料,各种材料用量误差控制在允许范围内。
(4)对施工技术的要求。施工质量控制与技术因素息息相关。技术因素除了人员的技术素质外,还包括材料、设备、信息、检验与检测技术。为了工程质量,应重视新技术、新工艺的先进性与适用性。科研机构要吸收国外先进的技术,研究开发道路专用水泥、碾压混凝土、钢纤维混凝土、混凝土外加剂等材料,来适应现代化交通与道路工程发展的需要。
(5)适时切缝
就是要在水泥混凝土快硬化收缩前进行,要灵活掌握切缝时间,如遇到温差较大时要提前切缝,切缝要提前按板块长度打好线,同时要注意与拉毛向平行而且切缝深度要够深。切缝时间的确定以混凝土的强度为依据。拘经验及实验混凝土的切割强度在6.5—7.5MP时较为理想,过早会产生飞边现象过晚则产生断板现象。
(六)做好养护工作
建立完整的水泥混凝土路面日常养护方法。认真总结过去养护工作中的经验教训,同时不断积极探索、试验,摸索出一条水泥混凝士路面目常养护的有效方法。注意在入冬和雨季前伞而讲行一次路面纵横灌缝。
(七)加强施工管理工作
应严格控制拌和时间和运输距离,尽可能避免混合料产生离析现象;混凝土振捣时要振捣密实;保证施工机械的完好率,保证运输车辆的合理性,以避免施工中断。
结束语
总之,水泥混凝土路面病害的产生有多方面的因素,无论设计方面还是施工方面都存在一些不足。鉴于目前水泥混凝土路面病害的特点,在优化设计的同时,更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量,规范施工,尽量在提高沥青路面使用性能的同时,延长使用寿命,狠抓施工者的综合素质建设同样是提高投资效益的重要条件。
参考文献
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