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水泥混凝土路面与其他路面相比,具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少等许多优点,在我国一些城市道路、高等级公路、干线公路广泛采用,水泥砼路面的比重越来越大。但是,水泥混凝土路面一旦出现病害、修复起来非常不。混凝土路面的病害种类很多,其中裂缝是危害最大的一种,有些其他病害首先是从裂缝开始的。因此,对混凝土路面裂缝进行调查,分析其成因,从而制定相应的对策意义重大。通过对病害调查和修复过程的观察分析,对一些主要裂缝的形成原因进行剖析,提出一些相应对策,供大家参考。
一、裂缝的成因分析
第一,横向裂缝:这是混凝土路面的主要病害,所占比例较大,而且在缩缝附近较多,通过对板面的开挖后观察,分析其主要形成原因在:一是采用切缝工艺时,切缝时间过晚产生横向裂缝。首先由于浇筑的混凝土路面在自身的应力作用下,产生收缩裂缝。另外,如果太阳直射混凝土表面,混凝土上下面出现温差使混凝土产生翘曲;夜间大气温度下降,加上混凝土硬化自身产生的水化热,使板下温度高于板上温度,又导致混凝土板的翘曲。如果这时缩缝尚未切开,混凝土的变形受到限制,容易在混凝土比较薄弱处拉断,形成横向裂缝。二是缩缝切割深度。104线板面修复过程中发现,在大量产生横向裂缝的混凝土板处的缩缝深度只有板厚的1/8-1/6。三是基层不平整,造成板厚不均,厚薄相差大。在翘曲应力作用下,薄弱的部位即产生拉裂的横向裂缝。四是路基不均匀沉陷,在车载和温度应力下产生横向缝。
第二,纵向裂缝:一是路基压实度不符合要求,产生不均匀下沉,在荷载的反复作用下产生纵向裂缝。在104线板面大修时,刨开纵向断裂的板后,发现基层已经破碎下沉约6厘米。二是基层的水稳性差,整体强度不够。在雨水浸泡和车辆荷载的反复作用下基层早期破坏,使路面板悬空断裂。三是混凝土面板本身的质量缺陷,抗折强度不够,在重载车的反复作用下,发生剪切破坏。
第三,收缩裂缝:主要原因是混凝土的塌落度过大,在振捣过程中造成泌水,表层灰浆过多,破坏了混凝土的胶体性和粘结性,从而导致混凝土路面表层产生收缩裂缝。混凝土路面在浇筑完成后,因养护不及时,混凝土游离水份急剧蒸发,从而导致收缩裂缝的产生。另外,水泥安定性不合格、水灰比过大也是产生收缩裂缝主要原因。
第四,错台:缩缝断裂后,水沿裂面渗入基层和土层使其软化,裂口断面被磨光,传力效果降低,导致错台产生。胀缝留的过多,夏季气温高时胀缝被压缩,而冬季气温降低时,由于板底的摩阻力,板收缩不会去,如此反复,造成胀缝处隆起错台。旧的104线面板每100米设了1道胀缝,胀缝处的隆起错台严重,虽经多次维修,但效果不明显。
第五,角隅断裂:主要由于缩缝、缝处有雨水渗入基层和土层使其出现唧泥和脱空,板角部分形成悬壁状,在车载反复作用下产生的拉应力超过混凝土的极限强度而断裂。渐变板角隅部位分未设补强钢筋,角隅锐角部分自由变形较大,从而导致角隅断裂,也是常见的。
二、裂缝的防治对策
通过对上述路面裂缝的分析,结合104线路面破坏的实际情况,在104線大修时我们采取了相应的应对措施。
第一,横向裂缝。施工时严格控制切缝最佳时机,在混凝土强度达到设计强度的30%-40%进行切缝。切缝时掌握切缝深度,以达到40%的板厚为宜。加强路基和基层的施工质量,路基和基层的平整度、压实度须达到《规范》要求,注意强度的均匀性。
第二,纵向裂缝。路基施工时压实要均匀,压实度须达到设计要求。路面基层采用水稳性较好的碎石结构,并保证基层的压实度达到设计和规范要求。严格控制水泥混凝土的级配和水灰比,确保水泥混凝土的质量。
第三,收缩裂缝。检查水泥安定性,严禁使用安定性不合格的水泥。尽量使用干硬性混凝土,塌落度以1cm-2cm为宜。混凝土浇落完毕及时养生,防止表面水份过分蒸发。养护采用打畦浇水的方法,始终保持混凝土表面湿润。
第四,错台。合理使用胀缝。在变坡点和结构物处设胀缝,其他位置不在设胀缝。胀缝的填充材料采用沥青木板,根据路段路程长短决定木板厚度,木板最小厚度不小于3厘米,最大不大于5厘米。胀缝处应设一端活动的传力杆。混凝土所有的接缝必须灌入填缝料,防止雨水渗入。填缝料应在混凝土养生期满后及时进行,填缝前必须保持缝内干燥清洁,防止砂石等杂物调入缝内。填缝料应与混凝土缝壁粘附紧密,其灌缝深度宜为缝宽的2倍。注意平时混凝土路面接缝的养护,发现裂缝及时灌缝,防止地面水份通过接缝渗入基础使基础软化。
第五,角隅断裂。在角隅位置利用钢筋进行补强,钢筋选用直径16mm的螺纹钢筋,布置在板的上部,距板顶5cm,距板边10cm,板角小于90度时采用双层钢筋补强。
三、结束语
水泥混凝土裂缝的成因虽然各种各样,但不外乎为施工和养护所导致。施工部门往往较重视混凝土强度达标、板厚达到设计要求、混凝土路面的平整度,而对路基压实的均匀性、基层的平整性、板厚的均匀性往往不重视,而这恰恰是造成路面板块产生裂缝的最主要原因。养护部门往往只注意路面的清洁,不注意混凝土路面的接缝养护,不定时对接缝进行灌缝,使地面的水深入基层,诱发了路面危害。只有施工部门和养护部门各尽其责,尽力协调,针对不同原因采取不同的预防和治理措施,才能有效地避免裂缝病害的产生,为公路运输提供了一个舒适与安全的行车条件。
参考文献:
中华人民共和国交通部.水泥混凝土路面施工及验收规范[M].中国计划出版社,1987.
(作者单位:辽宁省路桥建设集团有限公司)
一、裂缝的成因分析
第一,横向裂缝:这是混凝土路面的主要病害,所占比例较大,而且在缩缝附近较多,通过对板面的开挖后观察,分析其主要形成原因在:一是采用切缝工艺时,切缝时间过晚产生横向裂缝。首先由于浇筑的混凝土路面在自身的应力作用下,产生收缩裂缝。另外,如果太阳直射混凝土表面,混凝土上下面出现温差使混凝土产生翘曲;夜间大气温度下降,加上混凝土硬化自身产生的水化热,使板下温度高于板上温度,又导致混凝土板的翘曲。如果这时缩缝尚未切开,混凝土的变形受到限制,容易在混凝土比较薄弱处拉断,形成横向裂缝。二是缩缝切割深度。104线板面修复过程中发现,在大量产生横向裂缝的混凝土板处的缩缝深度只有板厚的1/8-1/6。三是基层不平整,造成板厚不均,厚薄相差大。在翘曲应力作用下,薄弱的部位即产生拉裂的横向裂缝。四是路基不均匀沉陷,在车载和温度应力下产生横向缝。
第二,纵向裂缝:一是路基压实度不符合要求,产生不均匀下沉,在荷载的反复作用下产生纵向裂缝。在104线板面大修时,刨开纵向断裂的板后,发现基层已经破碎下沉约6厘米。二是基层的水稳性差,整体强度不够。在雨水浸泡和车辆荷载的反复作用下基层早期破坏,使路面板悬空断裂。三是混凝土面板本身的质量缺陷,抗折强度不够,在重载车的反复作用下,发生剪切破坏。
第三,收缩裂缝:主要原因是混凝土的塌落度过大,在振捣过程中造成泌水,表层灰浆过多,破坏了混凝土的胶体性和粘结性,从而导致混凝土路面表层产生收缩裂缝。混凝土路面在浇筑完成后,因养护不及时,混凝土游离水份急剧蒸发,从而导致收缩裂缝的产生。另外,水泥安定性不合格、水灰比过大也是产生收缩裂缝主要原因。
第四,错台:缩缝断裂后,水沿裂面渗入基层和土层使其软化,裂口断面被磨光,传力效果降低,导致错台产生。胀缝留的过多,夏季气温高时胀缝被压缩,而冬季气温降低时,由于板底的摩阻力,板收缩不会去,如此反复,造成胀缝处隆起错台。旧的104线面板每100米设了1道胀缝,胀缝处的隆起错台严重,虽经多次维修,但效果不明显。
第五,角隅断裂:主要由于缩缝、缝处有雨水渗入基层和土层使其出现唧泥和脱空,板角部分形成悬壁状,在车载反复作用下产生的拉应力超过混凝土的极限强度而断裂。渐变板角隅部位分未设补强钢筋,角隅锐角部分自由变形较大,从而导致角隅断裂,也是常见的。
二、裂缝的防治对策
通过对上述路面裂缝的分析,结合104线路面破坏的实际情况,在104線大修时我们采取了相应的应对措施。
第一,横向裂缝。施工时严格控制切缝最佳时机,在混凝土强度达到设计强度的30%-40%进行切缝。切缝时掌握切缝深度,以达到40%的板厚为宜。加强路基和基层的施工质量,路基和基层的平整度、压实度须达到《规范》要求,注意强度的均匀性。
第二,纵向裂缝。路基施工时压实要均匀,压实度须达到设计要求。路面基层采用水稳性较好的碎石结构,并保证基层的压实度达到设计和规范要求。严格控制水泥混凝土的级配和水灰比,确保水泥混凝土的质量。
第三,收缩裂缝。检查水泥安定性,严禁使用安定性不合格的水泥。尽量使用干硬性混凝土,塌落度以1cm-2cm为宜。混凝土浇落完毕及时养生,防止表面水份过分蒸发。养护采用打畦浇水的方法,始终保持混凝土表面湿润。
第四,错台。合理使用胀缝。在变坡点和结构物处设胀缝,其他位置不在设胀缝。胀缝的填充材料采用沥青木板,根据路段路程长短决定木板厚度,木板最小厚度不小于3厘米,最大不大于5厘米。胀缝处应设一端活动的传力杆。混凝土所有的接缝必须灌入填缝料,防止雨水渗入。填缝料应在混凝土养生期满后及时进行,填缝前必须保持缝内干燥清洁,防止砂石等杂物调入缝内。填缝料应与混凝土缝壁粘附紧密,其灌缝深度宜为缝宽的2倍。注意平时混凝土路面接缝的养护,发现裂缝及时灌缝,防止地面水份通过接缝渗入基础使基础软化。
第五,角隅断裂。在角隅位置利用钢筋进行补强,钢筋选用直径16mm的螺纹钢筋,布置在板的上部,距板顶5cm,距板边10cm,板角小于90度时采用双层钢筋补强。
三、结束语
水泥混凝土裂缝的成因虽然各种各样,但不外乎为施工和养护所导致。施工部门往往较重视混凝土强度达标、板厚达到设计要求、混凝土路面的平整度,而对路基压实的均匀性、基层的平整性、板厚的均匀性往往不重视,而这恰恰是造成路面板块产生裂缝的最主要原因。养护部门往往只注意路面的清洁,不注意混凝土路面的接缝养护,不定时对接缝进行灌缝,使地面的水深入基层,诱发了路面危害。只有施工部门和养护部门各尽其责,尽力协调,针对不同原因采取不同的预防和治理措施,才能有效地避免裂缝病害的产生,为公路运输提供了一个舒适与安全的行车条件。
参考文献:
中华人民共和国交通部.水泥混凝土路面施工及验收规范[M].中国计划出版社,1987.
(作者单位:辽宁省路桥建设集团有限公司)