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摘要:水泥混凝土路面易产生裂缝,影响行车的舒适性,并影响公路的正常通行。文章分析了水泥混凝土路面裂缝成因,并提出裂缝预防措施。
关键词:水泥混凝土;路面裂缝;质量控制
1前言
水泥混凝土路面所體现的优点都以施工质量有保障为前提。水泥混凝土路面自身缺点,加上质量达不到要求,都会大大地减少设计使用寿命,造成不应有的经济损失和不良的社会影响。水泥混凝土路面的裂缝断板问题已成为公路建设者普遍关心和探讨的课题。
2水泥混凝土路面裂缝成因分析
2.1水泥混凝土的徐变与收缩
混凝土在长期恒定荷载作用下,不仅会产生瞬时的弹性变形和塑性变形,而且还会产生随着荷载作用的时间而增长的非弹性变形,这种变形称为混凝土的徐变或称蠕变。在受载初期,徐变变形增长较快,经过较长时间后逐渐趋于稳定,但徐变应变值约为瞬时应变值的1~4倍。徐变变形会使截面中的应力产生重分布,致使混凝土面板出现裂缝和断板现象。
2.2基层强度不足或不均匀造成断板
①基层强度低于设计要求,将难以承受由混凝土面板传来的荷载作用,在重复荷载作用下,将产生破坏变形,由此造成基层与板体脱空,产生裂缝或断板。②基层稳定性差、整体性不好,在车辆荷载及温度、风、雨、水等自然因素的影响下,会出现较大的变形,不均匀的形变,同样会引起路面板的破坏。③透水性大的基层,也会对路面板的使用质量受到影响。在地表水作用下,基层内部很容易渗水,使粘结料内部含水,不易排出,而产生冻胀,使基层结构产生破坏,造成路面板的断裂。④基层高程及平整度控制不好,板厚不均,造成基层摩阻力过大约束。混凝土板在温度变化时的混凝土收缩与徐变,板块产生应力集中导致断板。⑤软土地基、地下管道(线)等,如处理不当,使得局部断面强度不匀,极易造成基层强度不均匀,从而引起路面断板。
2.3混凝土施工不当。造成路面板裂缝与断板
①拌制混凝土时,用水量控制不当,引起配合比改变;用水量少会引起混凝土干缩;产生裂缝用水量大,会引起水灰比增大,造成断板。②混凝土在拌制、运输和摊铺过程中,操作不规范,混凝士发生离析现象。使混凝土表面骨料少、干缩快,发生麻面蜂窝;或使混凝土面板产生裂缝、强度降低。③施工不连续。由于运输机械、电源动力等发生故障时,造成混凝土施工长时间间断不连续,前后浇筑的混凝土凝结时间不同,整体性不好,形成断板。④由于模板接缝不严实,发生跑浆、漏浆,造成接缝处混凝土强度骤然降低,致使混凝土板在此开裂。⑤假缝做的不好,形成该开裂的地方不开裂,不该开裂的地方反而开裂。
3裂缝预防措施
3.1合理設计
为了防止水泥混凝土路面的裂缝,各有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家,对水泥混凝土路面的设计理论及规范要求,进行深入细致地研究和讨论,根据当地的地理位置,环境、地形、沿线工程地质和水文地质,特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况,提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求,以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统,提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求。
3.2优选配合比
①选用连续级配的配合比。由于各地各批材料的粒径是有差别的,因此必需根据实际情况在施工前经过多组配合比设计的筛选,最后确定指导实际施工的最佳配合比。②水灰比的控制。水灰比是影响混凝土强度最主要的原因,根据施工经验,水泥混凝土水灰比不宜>0.5。③水泥用量的控制。在满足设计要求的前提下,将32.5水泥用量控制在450kg/m3以下,42.5泥用量控制在360kg/m3以下。④砂率的控制。水泥混凝土中的砂率控制在30%~33%之间,如果砂的粒径偏细,可以适当降低砂率,但不得<27%。
3.3严把材料关
水泥:用于路面混凝土的水泥一般采用道路专用水泥或≥32.5级普通硅酸盐水泥,水泥应早期强度增长快、收缩性小、抗冻与耐磨性能好,施工中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。砂、石料:砂应用级配良好的中粗砂,尤以河砂为准,避免采用不清洁的含泥量过大或含杂质的砂。石子应质地坚硬、级配良好,最大粒径应≤40ram,严禁采用强风化的石子。砂石料的含泥量应符合规范要求,不干净的应采取冲洗、过筛等措施,并重新检验合格后才能使用。
3.4精心组织施工
①严格控制路基、基层的质量,保证其密实、稳定、平整,路基弯沉及基层强度必须达到要求。特别是半填半挖路段及挖方路段,需要认真处理,加强压实。②认真按施工配合比及规范要求进行混凝土的拌和,使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质,发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时,必须及时调整施工配合比,同时还要检查含泥量,使其不能超标,并严格控制水灰比。③注意施工温差,尽量避免在高温或低温及温差较大的气候条件下安排施工。
④浇筑混凝土时,由专人负责振捣,保证振捣均匀,振捣间距和振捣时间要掌握合理,保持施工作业的连续性,一旦出现间断作业,必须设置施工缝,并布置传力杆。⑤正确安装传力杆。传力杆的安装必须遵照规范要求,按设计进行,使传力杆与道路中心线及路面平行。⑥及时锯切横缩缝,缝深必须达到设计要求深度,在缩裂发生前及早形成弱断面。需要时,还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设诱导裂缝的木块,使弱断面效应更加显著。⑦在混凝土终凝后用草袋、砂或土工布等全面均匀覆盖并充分洒水保湿养护,保证混凝土路面14~21天的潮湿状态,使用混凝土的水化作用充分。
3.5成品保护与管理
混凝土路面施工完毕后,要做好工程成品保护工作,设立路障,未达到设计强度不允许通车使用。加强对车辆控制,严禁超载车辆通行,超过设计荷载能力的特种车辆需要通行,应先进行论证并采取减少路面损害的措施。
4结语
水泥混凝土路面裂缝成因,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此,要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病,延长水泥混凝土路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾必将得到有效控制。
关键词:水泥混凝土;路面裂缝;质量控制
1前言
水泥混凝土路面所體现的优点都以施工质量有保障为前提。水泥混凝土路面自身缺点,加上质量达不到要求,都会大大地减少设计使用寿命,造成不应有的经济损失和不良的社会影响。水泥混凝土路面的裂缝断板问题已成为公路建设者普遍关心和探讨的课题。
2水泥混凝土路面裂缝成因分析
2.1水泥混凝土的徐变与收缩
混凝土在长期恒定荷载作用下,不仅会产生瞬时的弹性变形和塑性变形,而且还会产生随着荷载作用的时间而增长的非弹性变形,这种变形称为混凝土的徐变或称蠕变。在受载初期,徐变变形增长较快,经过较长时间后逐渐趋于稳定,但徐变应变值约为瞬时应变值的1~4倍。徐变变形会使截面中的应力产生重分布,致使混凝土面板出现裂缝和断板现象。
2.2基层强度不足或不均匀造成断板
①基层强度低于设计要求,将难以承受由混凝土面板传来的荷载作用,在重复荷载作用下,将产生破坏变形,由此造成基层与板体脱空,产生裂缝或断板。②基层稳定性差、整体性不好,在车辆荷载及温度、风、雨、水等自然因素的影响下,会出现较大的变形,不均匀的形变,同样会引起路面板的破坏。③透水性大的基层,也会对路面板的使用质量受到影响。在地表水作用下,基层内部很容易渗水,使粘结料内部含水,不易排出,而产生冻胀,使基层结构产生破坏,造成路面板的断裂。④基层高程及平整度控制不好,板厚不均,造成基层摩阻力过大约束。混凝土板在温度变化时的混凝土收缩与徐变,板块产生应力集中导致断板。⑤软土地基、地下管道(线)等,如处理不当,使得局部断面强度不匀,极易造成基层强度不均匀,从而引起路面断板。
2.3混凝土施工不当。造成路面板裂缝与断板
①拌制混凝土时,用水量控制不当,引起配合比改变;用水量少会引起混凝土干缩;产生裂缝用水量大,会引起水灰比增大,造成断板。②混凝土在拌制、运输和摊铺过程中,操作不规范,混凝士发生离析现象。使混凝土表面骨料少、干缩快,发生麻面蜂窝;或使混凝土面板产生裂缝、强度降低。③施工不连续。由于运输机械、电源动力等发生故障时,造成混凝土施工长时间间断不连续,前后浇筑的混凝土凝结时间不同,整体性不好,形成断板。④由于模板接缝不严实,发生跑浆、漏浆,造成接缝处混凝土强度骤然降低,致使混凝土板在此开裂。⑤假缝做的不好,形成该开裂的地方不开裂,不该开裂的地方反而开裂。
3裂缝预防措施
3.1合理設计
为了防止水泥混凝土路面的裂缝,各有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家,对水泥混凝土路面的设计理论及规范要求,进行深入细致地研究和讨论,根据当地的地理位置,环境、地形、沿线工程地质和水文地质,特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况,提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求,以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统,提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求。
3.2优选配合比
①选用连续级配的配合比。由于各地各批材料的粒径是有差别的,因此必需根据实际情况在施工前经过多组配合比设计的筛选,最后确定指导实际施工的最佳配合比。②水灰比的控制。水灰比是影响混凝土强度最主要的原因,根据施工经验,水泥混凝土水灰比不宜>0.5。③水泥用量的控制。在满足设计要求的前提下,将32.5水泥用量控制在450kg/m3以下,42.5泥用量控制在360kg/m3以下。④砂率的控制。水泥混凝土中的砂率控制在30%~33%之间,如果砂的粒径偏细,可以适当降低砂率,但不得<27%。
3.3严把材料关
水泥:用于路面混凝土的水泥一般采用道路专用水泥或≥32.5级普通硅酸盐水泥,水泥应早期强度增长快、收缩性小、抗冻与耐磨性能好,施工中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。砂、石料:砂应用级配良好的中粗砂,尤以河砂为准,避免采用不清洁的含泥量过大或含杂质的砂。石子应质地坚硬、级配良好,最大粒径应≤40ram,严禁采用强风化的石子。砂石料的含泥量应符合规范要求,不干净的应采取冲洗、过筛等措施,并重新检验合格后才能使用。
3.4精心组织施工
①严格控制路基、基层的质量,保证其密实、稳定、平整,路基弯沉及基层强度必须达到要求。特别是半填半挖路段及挖方路段,需要认真处理,加强压实。②认真按施工配合比及规范要求进行混凝土的拌和,使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质,发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时,必须及时调整施工配合比,同时还要检查含泥量,使其不能超标,并严格控制水灰比。③注意施工温差,尽量避免在高温或低温及温差较大的气候条件下安排施工。
④浇筑混凝土时,由专人负责振捣,保证振捣均匀,振捣间距和振捣时间要掌握合理,保持施工作业的连续性,一旦出现间断作业,必须设置施工缝,并布置传力杆。⑤正确安装传力杆。传力杆的安装必须遵照规范要求,按设计进行,使传力杆与道路中心线及路面平行。⑥及时锯切横缩缝,缝深必须达到设计要求深度,在缩裂发生前及早形成弱断面。需要时,还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设诱导裂缝的木块,使弱断面效应更加显著。⑦在混凝土终凝后用草袋、砂或土工布等全面均匀覆盖并充分洒水保湿养护,保证混凝土路面14~21天的潮湿状态,使用混凝土的水化作用充分。
3.5成品保护与管理
混凝土路面施工完毕后,要做好工程成品保护工作,设立路障,未达到设计强度不允许通车使用。加强对车辆控制,严禁超载车辆通行,超过设计荷载能力的特种车辆需要通行,应先进行论证并采取减少路面损害的措施。
4结语
水泥混凝土路面裂缝成因,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此,要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病,延长水泥混凝土路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾必将得到有效控制。