论文部分内容阅读
摘 要：高海拔地区，因日照时间长、温差大、气候干燥，混凝土道路施工极易出现裂缝，本文分析混凝土道路裂缝产生的原因分析，结合实际施工经验、合理设置伸缩缝，对高海拔地区变电站工程混凝土道路施工中裂缝防治提供可借鉴的经验。
关键词：高海拔；混凝土道路；裂缝；变电站
中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0178-01
1 混凝土道路裂缝产生原因分析
混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，混凝土路面在浇筑完成后容易产生各种裂缝。要想在施工中控制裂缝，首先要探明其产生的原因。
1.1 内 因
（1）温度裂缝。外部环境或内部温度发生变化，混凝土热胀冷缩将发生变形产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。在高海拔地区，昼夜温差大、天气变化快等气候因素影响产生温差裂缝较其它地区更为严重。
（2）化学裂缝。由于化学作用而产生的裂缝，包括水化反应和碱骨料反应，它们会使混凝土表面产生网状裂缝和内部裂缝。此种裂缝多是因为生产混凝土用水泥、砂、石不合格及外加剂使用不当造成。
（3）干缩裂缝。这种裂缝是在混凝土硬化期间或硬化后在其表面产生的裂缝，因其本身受到约束或因养护不到位，混凝土收缩不一致造成，一般在表面成垂直分布。
1.2 外 因
（1）基层问题。道路基层的施工质量直接关系到混凝土道路的施工质量，基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性。基层强度不均匀、路基填料混杂或压实不好、基层平整度差都容易导致混凝土道路路面产生裂缝。
（2）设计问题。①混凝土配合比设计不当、路面伸缩缝设置不合理。如水泥用量过大或砂率过大；外加剂使用不当或掺量过大，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。②伸缩缝设置不当。道路伸缩缝的设置对道路裂缝控制有着极其重要的作用，高海拔地区如仍按照常规考虑伸缩缝的设置亦容易使道路产生裂缝。
（3）施工问题。①原材料质量控制不好。②计量不准。集中表现在混凝土生产过程凭经验加水，水灰比时大时小，混凝土形成强度差异，早期裂缝几率增大。③运输的影响。高、撒、抛、掷在工地上是屡见不鲜，致使混凝土发生“离析”，路面早期裂缝的概率大大增加。④施工过程不规范。施工中未按设计与规范要求设置伸缩缝，未严格设置拉桿、传力杆，路面浇筑完成后切缝处理不到位等因素均可引起混凝土裂缝。
（4）气候原因。高海拔地区昼夜温差大、气候干燥、紫外线强，施工时间把握不好会造成混凝土变形量大大增加，路面裂缝的概率大大增加。
2 裂缝防治措施
根据对混凝土道路路面裂缝产生的原因分析，混凝土路面产生裂缝的根本原因混凝土的抗拉值太小，变形引起的拉应力如超过了混凝土的极限抗拉强度时，就发生裂缝，过大时则引起贯穿裂缝。故在施工过程中采取如下措施：
2.1 提高混凝土生产质量
采用碎石配置混凝土，根据实验采用碎石配置混凝土的极限拉伸值比用一般卵石配置的混凝土提高30%左右；控制混凝土骨料的最大粒径，采用粒径较小的骨料配置混凝土时可提高混凝土的极限拉伸值；混凝土生产过程中增加抗裂纤维，显著提高混凝土的抗裂性能；严格控制混凝土施工用水，确保混凝土的坍落度处60～80mm之间。
2.2 合理选择施工时间
针对高海拔地区的气候特点，宜选择在春末至秋中之间施工，夏季施工中应避开每日的最高温时间进行道路混凝土的施工，如本站施工选择在8～9月每日下午15：00～22：00。
2.3 合理设置伸缩缝
张缝设置：高海拔地区道路膨胀缝设置宜每隔25～30m设置一条且在道路与其它固定构造物处、路面曲线纵坡变换处或与其他道路相交处等位置上设置，与其它道路相交处连续设置2条胀缝。缩缝宜3～5m设置一条横向缩缝，沿道路顺长方向设置纵向缩缝，以便释放混凝土因温度变化产生的应力。
2.4 胀缝施工
胀缝的构造采用平缝加传力杆形式。传力杆使用光圆钢筋，钢筋一端2/3范围内涂沥青。有涂层的端部安装聚丙烯套子，套子长10cm，传力杆插入后顶端留3cm的空间作为面板热胀冷缩余地。与构筑物相接处的胀缝因无法设置传力杆，可采用板边加厚型。接缝板的材料宜采用聚乙烯泡沫塑料等压缩变形性能较好的材料。
2.5 横向缩缝施工
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，如不加强控制，极易引发裂缝。
（1）切割时间。当混凝土达到设计强度的25～30%时，应采用切缝机进行切割。切缝太早，粗骨料会从砂浆中跳脱；切缝太晚，产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，混凝土强度增长快，切割时间要提早。温差大，切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。宜采用机型小、转速快、振动小的切缝机。
（2）切割深度。切缝深度应控制为板厚的1/4～1/5。切得太深，板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅，混凝土截面的强度削弱得不够，面层上会产生不规则裂缝
2.6 拉杆和传力杆的影响
胀缝传力杆的质量控制主要有两点：①传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；②传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。
（1）横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋，且一半涂沥青，允许滑动。不可采用螺纹钢，且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同，凝结过程中产生的收缩不同步，传力杆不能伸缩，形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩，则在薄弱环节处产生裂缝。
（2）纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种，两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢，长度达到设计要求，以保证其与混凝土间的粘接力，并且拉杆的直径与间距也应得到保证。
3 结 语
本工程施工完成后道路裂缝得到了有效控制，各项指标达到要求，为高海拔地区混凝土道路路面施工提供了可借鉴的经验。
参考文献
[1]李 浩.水泥混凝土路面裂缝原因分析和防治措施.交通世界（建养·机械），2010，06.
收稿日期：2018-7-20
关键词：高海拔；混凝土道路；裂缝；变电站
中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0178-01
1 混凝土道路裂缝产生原因分析
混凝土是由水泥、砂、石、空气、水组成的多相结合体，由于混凝土的组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，混凝土路面在浇筑完成后容易产生各种裂缝。要想在施工中控制裂缝，首先要探明其产生的原因。
1.1 内 因
（1）温度裂缝。外部环境或内部温度发生变化，混凝土热胀冷缩将发生变形产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。在高海拔地区，昼夜温差大、天气变化快等气候因素影响产生温差裂缝较其它地区更为严重。
（2）化学裂缝。由于化学作用而产生的裂缝，包括水化反应和碱骨料反应，它们会使混凝土表面产生网状裂缝和内部裂缝。此种裂缝多是因为生产混凝土用水泥、砂、石不合格及外加剂使用不当造成。
（3）干缩裂缝。这种裂缝是在混凝土硬化期间或硬化后在其表面产生的裂缝，因其本身受到约束或因养护不到位，混凝土收缩不一致造成，一般在表面成垂直分布。
1.2 外 因
（1）基层问题。道路基层的施工质量直接关系到混凝土道路的施工质量，基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性。基层强度不均匀、路基填料混杂或压实不好、基层平整度差都容易导致混凝土道路路面产生裂缝。
（2）设计问题。①混凝土配合比设计不当、路面伸缩缝设置不合理。如水泥用量过大或砂率过大；外加剂使用不当或掺量过大，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。②伸缩缝设置不当。道路伸缩缝的设置对道路裂缝控制有着极其重要的作用，高海拔地区如仍按照常规考虑伸缩缝的设置亦容易使道路产生裂缝。
（3）施工问题。①原材料质量控制不好。②计量不准。集中表现在混凝土生产过程凭经验加水，水灰比时大时小，混凝土形成强度差异，早期裂缝几率增大。③运输的影响。高、撒、抛、掷在工地上是屡见不鲜，致使混凝土发生“离析”，路面早期裂缝的概率大大增加。④施工过程不规范。施工中未按设计与规范要求设置伸缩缝，未严格设置拉桿、传力杆，路面浇筑完成后切缝处理不到位等因素均可引起混凝土裂缝。
（4）气候原因。高海拔地区昼夜温差大、气候干燥、紫外线强，施工时间把握不好会造成混凝土变形量大大增加，路面裂缝的概率大大增加。
2 裂缝防治措施
根据对混凝土道路路面裂缝产生的原因分析，混凝土路面产生裂缝的根本原因混凝土的抗拉值太小，变形引起的拉应力如超过了混凝土的极限抗拉强度时，就发生裂缝，过大时则引起贯穿裂缝。故在施工过程中采取如下措施：
2.1 提高混凝土生产质量
采用碎石配置混凝土，根据实验采用碎石配置混凝土的极限拉伸值比用一般卵石配置的混凝土提高30%左右；控制混凝土骨料的最大粒径，采用粒径较小的骨料配置混凝土时可提高混凝土的极限拉伸值；混凝土生产过程中增加抗裂纤维，显著提高混凝土的抗裂性能；严格控制混凝土施工用水，确保混凝土的坍落度处60～80mm之间。
2.2 合理选择施工时间
针对高海拔地区的气候特点，宜选择在春末至秋中之间施工，夏季施工中应避开每日的最高温时间进行道路混凝土的施工，如本站施工选择在8～9月每日下午15：00～22：00。
2.3 合理设置伸缩缝
张缝设置：高海拔地区道路膨胀缝设置宜每隔25～30m设置一条且在道路与其它固定构造物处、路面曲线纵坡变换处或与其他道路相交处等位置上设置，与其它道路相交处连续设置2条胀缝。缩缝宜3～5m设置一条横向缩缝，沿道路顺长方向设置纵向缩缝，以便释放混凝土因温度变化产生的应力。
2.4 胀缝施工
胀缝的构造采用平缝加传力杆形式。传力杆使用光圆钢筋，钢筋一端2/3范围内涂沥青。有涂层的端部安装聚丙烯套子，套子长10cm，传力杆插入后顶端留3cm的空间作为面板热胀冷缩余地。与构筑物相接处的胀缝因无法设置传力杆，可采用板边加厚型。接缝板的材料宜采用聚乙烯泡沫塑料等压缩变形性能较好的材料。
2.5 横向缩缝施工
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，如不加强控制，极易引发裂缝。
（1）切割时间。当混凝土达到设计强度的25～30%时，应采用切缝机进行切割。切缝太早，粗骨料会从砂浆中跳脱；切缝太晚，产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，混凝土强度增长快，切割时间要提早。温差大，切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。宜采用机型小、转速快、振动小的切缝机。
（2）切割深度。切缝深度应控制为板厚的1/4～1/5。切得太深，板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅，混凝土截面的强度削弱得不够，面层上会产生不规则裂缝
2.6 拉杆和传力杆的影响
胀缝传力杆的质量控制主要有两点：①传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；②传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。
（1）横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋，且一半涂沥青，允许滑动。不可采用螺纹钢，且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同，凝结过程中产生的收缩不同步，传力杆不能伸缩，形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩，则在薄弱环节处产生裂缝。
（2）纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种，两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢，长度达到设计要求，以保证其与混凝土间的粘接力，并且拉杆的直径与间距也应得到保证。
3 结 语
本工程施工完成后道路裂缝得到了有效控制，各项指标达到要求，为高海拔地区混凝土道路路面施工提供了可借鉴的经验。
参考文献
[1]李 浩.水泥混凝土路面裂缝原因分析和防治措施.交通世界（建养·机械），2010，06.
收稿日期：2018-7-20