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【摘要】随着社会的不断发展进步,我国的城市建设正在经历一次突飞猛进的变革,大量的市政基础設施在不断的建设完成。然而,在为数不少的市政工程中,路面裂缝作为一种常见的质量通病,依然广泛存在,笔者在长期从事市政工程施工中,通过发现和总结,逐渐找到一些行之有效的方法,能够在施工中不断减少或消除路面裂缝。本文就目前市政工程施工中路面裂缝的防治措施进行简要的分析论述。
【关键词】市政工程、路面裂缝、防治
中图分类号:TU99文献标识码: A
随着社会的不断发展进步,我国的城市建设正在经历一次突飞猛进的变革,大量的市政基础设施在不断的建设完成。然而,在为数不少的市政工程中,路面裂缝作为一种常见的质量通病,依然广泛存在,笔者在长期从事市政工程施工中,通过发现和总结,逐渐找到一些行之有效的方法,能够在施工中不断减少或消除路面裂缝。本文就目前市政工程施工中路面裂缝的防治措施进行简要的分析论述。
城市道路中常见的路面材料分为沥青混凝土和水泥混凝土两类,由于粘结料的不同,路面也具有不同的特点,在使用过程中路面也会产生不同特点的裂缝;同样,常见的基层材料——水泥稳定碎石和二灰(石灰、粉煤灰)稳定碎石在作为道路基层时,在施工过程中也会产生各种各样的裂缝。此外,城市早期修建的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限,维修时往往在原有面层上加铺沥青混凝土,但在使用后经常出现反射裂缝。这也是在路面维修过程中常见的一类裂缝。
1.1面层裂缝产生原因分析
1.1.1水泥混凝土路面的裂缝
常见的有纵向裂缝、横向裂缝、角隅断裂裂缝。纵向裂缝由基础沉降或者荷载和温度共同作用所引起,它平行于道路中线;横向和斜向裂缝,垂直或斜向路中线,由荷载或温度作用所造成;角隅断裂裂缝则主要位于板块尖角,由于应力集中所造成。
1.1.2沥青混凝土路面的裂缝
常见的有纵向裂缝、横向裂缝、块裂、龟裂。纵向裂缝与道路中线大致平行,主要由施工接缝、下卧层沉降、承载力不足所造成;横向裂缝与道路中线近于垂直,由施工接缝、低温缩裂、基层接缝反射所造成;块裂裂缝则是将面层分割成面积大小不等的矩形块,主要是由于混合料的收缩和温度日变化所造成;龟裂由荷载疲劳所引起。
1.1.3沥青混凝土加铺层反射裂缝
反射裂缝是指在旧路面上加铺沥青混凝土后,因旧路面的接缝或裂缝而引起的新加铺层的裂缝,其形成的原因与材料性能、结构层组合设计、温湿循环、车辆荷载、疲劳作用以及施工工艺等有关。
1.2基层裂缝及原因分析
1.2.1干缩裂缝
干缩裂缝是指水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时,随着水分减少体积收缩变形而产生的较为均匀的裂缝。其形成的原因与使用材料如水泥、水和碎石集料都有很大的关系。一方面混合料在凝结硬化过程中,水泥与水起水化反应,消耗大量的水分。另一方面,碎石集料表面吸附水颗粒,细料成分越多,表面吸附的水颗粒就越多。同理,二灰碎石也经常由于施工含水量大于最佳含水量而增大了基层的干缩幅度而产生较多的干缩裂缝。基层产生干缩裂缝的基本机理是一致的:水分减少使体积收缩而产生裂缝。
1.2.2温缩裂缝
温缩裂缝是指水泥稳定碎石或二灰碎石混合料在硬化初期,由于内部水泥水化和外部气温急剧降低,使得结构内胀外缩,温度应力超过其极限抗弯拉强度后形成的沿横向均匀分布的裂缝。
1.2.3纵向裂缝
纵向裂缝是指水泥稳定碎石基层在施工早期由于路基不均匀沉降或局部土基(或基层)压实度未达到规范要求或在7d养护期满后由于管理维护不到位造成的纵向裂缝。
1.3预防措施:
1.3.1原材料的控制
对于路面基层施工,为确保有足够的时间运输、摊铺和压实,应对水泥的终凝时间有限制,一般需要6~10h。水泥标号不能太高,采用普通硅酸盐水泥最好不要超过325号,水泥含量宜控制在5%及以下。根据工程实践,当水泥含量大于5%时,则基层裂缝就比较难以控制了。考虑到石料的粗细直接影响基层的强度、平整度和裂缝的产生,施工现场要对集料的级配严格把关。
对于沥青混凝土路面,面层沥青应选用劲度模量大、温度敏感性低的沥青材料或改性沥青,目前工程实践中SBS改性沥青应用较多,效果明显。相对于改善沥青性能,还可以在沥青混凝土中添加土工合成材料以提高沥青混凝土的韧性和刚性,预防和延缓裂缝的产生。根据工程实践,其在提高沥青混凝土高温稳定性方面比采用SBS改性沥青效果还稍好一些。
对于水泥混凝土路面,水泥标号则不应低于425号,采用硅酸盐水泥或普通水泥。
1.3.2施工控制
压实度
压实度控制是保证强度达到要求的重要手段之一。含水量是影响压实度的重要因素。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失,尤其夏季施工时水分蒸发快,施工过程中对水的含量应控制在略高于最佳含水量1%左右。城市道路各种地下管线设施的检查维修井和未能及时迁移的地上杆线给碾压带来了难题。这些结构设施的周围往往是大型机械碾压的死角。为保证压实度达到标准,检查井周围混合料的摊铺厚度可比正常路段薄一些,粘结料的含量可适当增加,并使用小型机具多遍夯实。
施工养护
基层和水泥混凝土路面浇筑完毕后,应及时按规范和设计要求进行养护,可以说养护的好坏直接影响到基层和水泥混凝土路面的质量,对防止早期裂缝的发生和发展具有举足轻重的影响。
1.4旧路面上加铺沥青层的反射裂缝防治要点
1.4.1对旧路面板进行处理
采用铣刨机对旧板进行铣刨,以加强加铺层与旧板的结合能力;对处于失稳状态的旧路面板采用破除及灌浆等处理方法稳固基层,减少相对位移;
1.4.2对旧路面裂缝进行处理
1.4.2.1表面裂缝(浅裂缝)的处理:表面裂缝是指旧板表面产生的不贯穿板厚的浅裂缝,这种裂缝不影响板的承载力。通常将裂缝凿成3~5㎝宽,深至无裂缝处的“V”字型,用钢丝刷刷去松动的混凝土及杂物后,用高强细石混凝土修补;
面层与基层之间加铺土工格栅
1.4.2.2通缝(深裂缝)的处理:通缝是指贯穿板厚的裂缝,对结构的影响较大,为减小其危害,常用切缝机切除通缝,用混凝土进行修补,并在表面涂刷防水层,防止水分渗入基底,以使新旧路面结合紧密。
1.4.3在新旧层间设置防裂层
该层能改善加铺层的受力状态,可减少或延缓反射裂缝的出现。常用防裂材料有土工布、玻璃纤维土工格栅等。新建路面也可以在基层和面层之间设置碎石层来防止反射裂缝。
结论:综上所述,市政工程相对普通的高速公路项目往往施工更为复杂,特别是涉及地下管网(电力、热力、煤气、通讯、雨污水等)的路段,需要综合协调各方面的施工进度、质量,才能保证工程质量;另一方面,市政工程多为市区主要干线道路,面临巨大的城市交通压力,工期十分紧张,这在一定程度上构成了对工程质量的影响。在市政工程施工中,应该进一步探索、总结,形成一整套适合于自身的技术规范,促进工程技术的发展和完善。
参考文献:
[1] 金荣庄 尹相忠 中国建筑工业出版社 2007年3月 《市政工程质量通病及防治(第二版)》
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部 2008年9月 《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ-2008)
[3] 谭碧清 中国建材工业出版社 2010年10月 《新旧市政工程施工与质量验收规范对照详解》
【关键词】市政工程、路面裂缝、防治
中图分类号:TU99文献标识码: A
随着社会的不断发展进步,我国的城市建设正在经历一次突飞猛进的变革,大量的市政基础设施在不断的建设完成。然而,在为数不少的市政工程中,路面裂缝作为一种常见的质量通病,依然广泛存在,笔者在长期从事市政工程施工中,通过发现和总结,逐渐找到一些行之有效的方法,能够在施工中不断减少或消除路面裂缝。本文就目前市政工程施工中路面裂缝的防治措施进行简要的分析论述。
城市道路中常见的路面材料分为沥青混凝土和水泥混凝土两类,由于粘结料的不同,路面也具有不同的特点,在使用过程中路面也会产生不同特点的裂缝;同样,常见的基层材料——水泥稳定碎石和二灰(石灰、粉煤灰)稳定碎石在作为道路基层时,在施工过程中也会产生各种各样的裂缝。此外,城市早期修建的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限,维修时往往在原有面层上加铺沥青混凝土,但在使用后经常出现反射裂缝。这也是在路面维修过程中常见的一类裂缝。
1.1面层裂缝产生原因分析
1.1.1水泥混凝土路面的裂缝
常见的有纵向裂缝、横向裂缝、角隅断裂裂缝。纵向裂缝由基础沉降或者荷载和温度共同作用所引起,它平行于道路中线;横向和斜向裂缝,垂直或斜向路中线,由荷载或温度作用所造成;角隅断裂裂缝则主要位于板块尖角,由于应力集中所造成。
1.1.2沥青混凝土路面的裂缝
常见的有纵向裂缝、横向裂缝、块裂、龟裂。纵向裂缝与道路中线大致平行,主要由施工接缝、下卧层沉降、承载力不足所造成;横向裂缝与道路中线近于垂直,由施工接缝、低温缩裂、基层接缝反射所造成;块裂裂缝则是将面层分割成面积大小不等的矩形块,主要是由于混合料的收缩和温度日变化所造成;龟裂由荷载疲劳所引起。
1.1.3沥青混凝土加铺层反射裂缝
反射裂缝是指在旧路面上加铺沥青混凝土后,因旧路面的接缝或裂缝而引起的新加铺层的裂缝,其形成的原因与材料性能、结构层组合设计、温湿循环、车辆荷载、疲劳作用以及施工工艺等有关。
1.2基层裂缝及原因分析
1.2.1干缩裂缝
干缩裂缝是指水泥稳定碎石在干燥空气中硬化时,随着水分减少体积收缩变形而产生的较为均匀的裂缝。其形成的原因与使用材料如水泥、水和碎石集料都有很大的关系。一方面混合料在凝结硬化过程中,水泥与水起水化反应,消耗大量的水分。另一方面,碎石集料表面吸附水颗粒,细料成分越多,表面吸附的水颗粒就越多。同理,二灰碎石也经常由于施工含水量大于最佳含水量而增大了基层的干缩幅度而产生较多的干缩裂缝。基层产生干缩裂缝的基本机理是一致的:水分减少使体积收缩而产生裂缝。
1.2.2温缩裂缝
温缩裂缝是指水泥稳定碎石或二灰碎石混合料在硬化初期,由于内部水泥水化和外部气温急剧降低,使得结构内胀外缩,温度应力超过其极限抗弯拉强度后形成的沿横向均匀分布的裂缝。
1.2.3纵向裂缝
纵向裂缝是指水泥稳定碎石基层在施工早期由于路基不均匀沉降或局部土基(或基层)压实度未达到规范要求或在7d养护期满后由于管理维护不到位造成的纵向裂缝。
1.3预防措施:
1.3.1原材料的控制
对于路面基层施工,为确保有足够的时间运输、摊铺和压实,应对水泥的终凝时间有限制,一般需要6~10h。水泥标号不能太高,采用普通硅酸盐水泥最好不要超过325号,水泥含量宜控制在5%及以下。根据工程实践,当水泥含量大于5%时,则基层裂缝就比较难以控制了。考虑到石料的粗细直接影响基层的强度、平整度和裂缝的产生,施工现场要对集料的级配严格把关。
对于沥青混凝土路面,面层沥青应选用劲度模量大、温度敏感性低的沥青材料或改性沥青,目前工程实践中SBS改性沥青应用较多,效果明显。相对于改善沥青性能,还可以在沥青混凝土中添加土工合成材料以提高沥青混凝土的韧性和刚性,预防和延缓裂缝的产生。根据工程实践,其在提高沥青混凝土高温稳定性方面比采用SBS改性沥青效果还稍好一些。
对于水泥混凝土路面,水泥标号则不应低于425号,采用硅酸盐水泥或普通水泥。
1.3.2施工控制
压实度
压实度控制是保证强度达到要求的重要手段之一。含水量是影响压实度的重要因素。考虑到混合料在运输、碾压过程中还有水分散失,尤其夏季施工时水分蒸发快,施工过程中对水的含量应控制在略高于最佳含水量1%左右。城市道路各种地下管线设施的检查维修井和未能及时迁移的地上杆线给碾压带来了难题。这些结构设施的周围往往是大型机械碾压的死角。为保证压实度达到标准,检查井周围混合料的摊铺厚度可比正常路段薄一些,粘结料的含量可适当增加,并使用小型机具多遍夯实。
施工养护
基层和水泥混凝土路面浇筑完毕后,应及时按规范和设计要求进行养护,可以说养护的好坏直接影响到基层和水泥混凝土路面的质量,对防止早期裂缝的发生和发展具有举足轻重的影响。
1.4旧路面上加铺沥青层的反射裂缝防治要点
1.4.1对旧路面板进行处理
采用铣刨机对旧板进行铣刨,以加强加铺层与旧板的结合能力;对处于失稳状态的旧路面板采用破除及灌浆等处理方法稳固基层,减少相对位移;
1.4.2对旧路面裂缝进行处理
1.4.2.1表面裂缝(浅裂缝)的处理:表面裂缝是指旧板表面产生的不贯穿板厚的浅裂缝,这种裂缝不影响板的承载力。通常将裂缝凿成3~5㎝宽,深至无裂缝处的“V”字型,用钢丝刷刷去松动的混凝土及杂物后,用高强细石混凝土修补;
面层与基层之间加铺土工格栅
1.4.2.2通缝(深裂缝)的处理:通缝是指贯穿板厚的裂缝,对结构的影响较大,为减小其危害,常用切缝机切除通缝,用混凝土进行修补,并在表面涂刷防水层,防止水分渗入基底,以使新旧路面结合紧密。
1.4.3在新旧层间设置防裂层
该层能改善加铺层的受力状态,可减少或延缓反射裂缝的出现。常用防裂材料有土工布、玻璃纤维土工格栅等。新建路面也可以在基层和面层之间设置碎石层来防止反射裂缝。
结论:综上所述,市政工程相对普通的高速公路项目往往施工更为复杂,特别是涉及地下管网(电力、热力、煤气、通讯、雨污水等)的路段,需要综合协调各方面的施工进度、质量,才能保证工程质量;另一方面,市政工程多为市区主要干线道路,面临巨大的城市交通压力,工期十分紧张,这在一定程度上构成了对工程质量的影响。在市政工程施工中,应该进一步探索、总结,形成一整套适合于自身的技术规范,促进工程技术的发展和完善。
参考文献:
[1] 金荣庄 尹相忠 中国建筑工业出版社 2007年3月 《市政工程质量通病及防治(第二版)》
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部 2008年9月 《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ-2008)
[3] 谭碧清 中国建材工业出版社 2010年10月 《新旧市政工程施工与质量验收规范对照详解》