[摘要] 本文針對(duì)混凝土路面裂縫特點(diǎn), 分析裂縫產(chǎn)生的原因, 并根據(jù)當(dāng)前路面普遍存在的裂縫現(xiàn)象, 提出先進(jìn)科學(xué)的路面施工方案以及防治措施。
[關(guān)鍵詞] 水泥混凝土; 路面; 裂縫; 原因; 措施
公路的路面直接服務(wù)于服務(wù)對(duì)象, 相對(duì)應(yīng)的, 其服務(wù)對(duì)象和自然環(huán)境對(duì)它的作用也是直接的。路面質(zhì)量的好壞直接影響了行車(chē)質(zhì)量,然而, 路面結(jié)構(gòu)作為道路系統(tǒng)的承載主體之一, 它有一定的設(shè)計(jì)使用年限, 如水泥混凝土路面一般為20~30 年。隨著使用時(shí)間的推移, 交通量的增長(zhǎng), 軸載作用次數(shù)的增加, 水、溫度等自然因素的反復(fù)作用, 路面會(huì)出現(xiàn)損壞, 直至不能滿(mǎn)足使用要求, 這就需要進(jìn)行維修。路面維修就是指在路面損壞時(shí), 通過(guò)采用各種工程技術(shù)手段使它恢復(fù)原有的路面服務(wù)功能的一種行為。為了維護(hù)現(xiàn)有交通狀況, 保持道路服務(wù)水平,必須對(duì)損壞路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修。因此, 對(duì)水泥混凝土路面損壞原因和防治措施進(jìn)行研究更為顯得重要。
一、裂縫形成的特點(diǎn)及原因
1、裂縫類(lèi)型及特點(diǎn)
水泥混凝土路面的裂縫主要有塑性裂縫、干燥裂縫、溫度裂縫、外力和其他裂縫。塑性裂縫是混凝土初、終凝前后( 一般在澆灌完四個(gè)小時(shí)左右) , 在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)泥漿干燥龜裂紋狀的裂縫; 形狀為龜紋狀, 斷續(xù)不連貫, 中間寬兩頭細(xì)形狀不規(guī)則, 也稱(chēng)塑性收縮裂縫。干燥裂縫是在道路養(yǎng)護(hù)完畢, 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后在表面出現(xiàn)的裂縫; 這種裂縫多沿一個(gè)方向分布, 裂縫較細(xì), 長(zhǎng)度一般在2~10cm、縫寬0.1mm、深1~2cm。溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫度差異大而施工時(shí)未及時(shí)采取技術(shù)措施, 使混凝土表面急劇冷卻收縮形成的; 當(dāng)溫度裂縫發(fā)生在表層時(shí), 形成的裂縫比較細(xì), 若發(fā)生在內(nèi)部時(shí)則形成的裂縫貫穿板底, 破壞結(jié)構(gòu)的整體性。外力裂縫和其他裂縫形成是因混凝土在凝固過(guò)程中受外力作用或交通放行后車(chē)流量超過(guò)設(shè)計(jì)流量、車(chē)載荷嚴(yán)重超載等因素形成的破壞性裂縫; 當(dāng)溫度裂縫、外力裂縫引起板面開(kāi)裂時(shí), 裂縫一般長(zhǎng)4~6m 左右、寬0.3~0.5mm, 深度裂至板底。
2、裂縫原因
水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的, 經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)查, 其斷裂原因如下:
( 1) 土基的影響
?、偻粱盍想s亂, 壓實(shí)不好, 不均勻沉降產(chǎn)生裂縫。
?、诼坊叵滤桓? 地質(zhì)條件差, 地基軟弱, 強(qiáng)度低, 在重荷載行車(chē)作用下變形過(guò)大而導(dǎo)致路面斷裂破壞。
( 2) 基層的影響
配料比如欠準(zhǔn)確, 拌和欠均勻, 使用石灰消解不完全, 輾壓不夠密實(shí), 或鋪筑厚度不等, 平整度差, 養(yǎng)護(hù)不及時(shí), 引起基層的裂縫, 而導(dǎo)致路面的裂縫。
( 3) 面層砼自身的影響
?、偈褂盟鄻?biāo)號(hào)、廠牌、品種及出廠日期繁雜。由于水泥的硬化時(shí)間及收縮時(shí)間不一致, 造成混凝土裂縫的產(chǎn)生, 另外, 使用安定性差的水泥, 凝結(jié)硬化時(shí)的收縮量大, 使砼板產(chǎn)生微小裂縫, 在外部荷載及自然因素作用下, 產(chǎn)生更嚴(yán)重的裂縫。
②級(jí)配不合理, 水灰比控制不嚴(yán), 砼混合料中含砂量過(guò)大, 或砼石料含泥多, 影響砼的和易性和強(qiáng)度, 造成砼板的斷裂。③因基層的平整度差, 而導(dǎo)致面層砼板薄厚不均, 砼板較薄處容易被砼的收縮應(yīng)力拉裂, 造成的橫向裂縫。
( 4) 砼施工操作的影響
①鋪筑砼前, 未濕潤(rùn)基層, 致使砼過(guò)早失水而造成砼板塊的裂縫。
②真空吸水過(guò)程中, 吸墊未搭接好, 使得局部漏吸, 造成不均勻開(kāi)裂。
③砼澆筑后的養(yǎng)護(hù), 尤其是初期養(yǎng)護(hù)未用草袋、草簾覆蓋, 養(yǎng)護(hù)時(shí)間、干濕程度掌握不嚴(yán)而造成砼板的裂縫。
④切縫不及時(shí), 砼板長(zhǎng)度過(guò)大, 收縮時(shí)產(chǎn)生裂縫, 或因切縫深度不夠, 造成砼板的裂縫。
?、莅韬晚诺臅r(shí)間不勻, 或是真空吸水時(shí)間不勻, 也是引起裂縫產(chǎn)生的原因。
?、揲_(kāi)放交通過(guò)早, 砼強(qiáng)度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%, 即開(kāi)放了交通。
( 5) 材料質(zhì)量不良。如水泥中硅酸二鈣和鋁酸三鈣含量偏高即水泥安定性不合理, 或水泥細(xì)度過(guò)細(xì)且配合比不正確, 都會(huì)使混凝土收縮值增大, 產(chǎn)生裂縫。當(dāng)骨料含泥量大, 妨礙集料與水泥石的依附, 遇水膨脹, 失水收縮, 也易使混凝土由于性能不穩(wěn)定而產(chǎn)生砼結(jié)構(gòu)性裂縫, 甚至破壞。
二、路面施工方案的選擇
1、連續(xù)配筋混凝土路面
連續(xù)配筋混凝土路面( 簡(jiǎn)稱(chēng)CRCP) 是國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家重交通道路常用的一種路面結(jié)構(gòu)形式。它在路面縱向配有足夠數(shù)量的不間斷連續(xù)鋼筋, 以抵抗水泥混凝土路面板因縱向收縮而產(chǎn)生橫向裂縫。這種路面結(jié)構(gòu)形式可以有效減少普通水泥混凝土路面由于橫向脹、縮縫等薄弱環(huán)節(jié)而引起的各種病害, 改善路用性能, 延長(zhǎng)道路的使用壽命, 被認(rèn)為是一種合理的路面結(jié)構(gòu)形式。
(1) 、連續(xù)配筋混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)
?、俾访娼涌p少, 行車(chē)舒適平順。
?、谀途眯院? 極少養(yǎng)護(hù), 年養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低。
?、墼黾恿寺访姘宓恼w強(qiáng)度, 提高了路面的承載能力。
?、芸梢晕磳?lái)的罩面加鋪提供良好的支承條件, 不存在反射裂縫等一般水泥混凝土路面加鋪罩面常見(jiàn)的問(wèn)題。
(2) 連續(xù)配筋混凝土路面的缺點(diǎn)
?、倥c普通水泥混凝土路面相比造價(jià)高。
?、谒娩摻顢?shù)量多。
③施工工序多, 且要求嚴(yán)格。
④路面端部、與橋梁及其他結(jié)構(gòu)物連接的部位需進(jìn)行特殊錨固處理。
⑤國(guó)內(nèi)未有大規(guī)模鋪筑的經(jīng)驗(yàn)及長(zhǎng)期使用的效果評(píng)價(jià)。
2、鋼纖維混凝土路面
鋼纖維混凝土就是在普通水泥混凝土中摻配一定數(shù)量的短而細(xì)的鋼纖維所組成的一種新型高強(qiáng)復(fù)合混凝土材料( 簡(jiǎn)稱(chēng)SFRC) 。由于鋼纖維阻滯基體水泥混凝土裂縫的產(chǎn)生, 它不但具有普通水泥混凝土的優(yōu)良性能, 而且具有良好的抗彎拉、抗沖擊、抗疲勞性能以及收縮率小、韌性好、耐磨能力強(qiáng)等特性。鋼纖維混凝土在路面工程中應(yīng)用可以明顯減薄路面厚度, 改善路面性能。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要用于公共汽車(chē)站、收費(fèi)站和行駛重型汽車(chē)的路面以及舊路面的加鋪層。
(1) 、鋼纖維混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)
?、倏箯澙瓘?qiáng)度高, 面層可減薄, 其厚度約為普通水泥混凝土路面的0.65~0.75 倍。
?、谘娱L(zhǎng)了縮縫間距, 使橫向接縫少, 其橫向所縫間距一般按6~10m 設(shè)置。
?、塾捎诤穸葴p薄, 接縫減少可使施工工期縮短。
?、茉谝欢ǔ潭壬咸岣吡诵熊?chē)舒適性。
?、菘箾_擊、耐疲勞性能強(qiáng), 耐久性好, 可延長(zhǎng)路面的使用壽命。
?、其摾w維混凝土路面的缺點(diǎn)
?、僭靸r(jià)高, 單位體積鋼纖維混凝土價(jià)格比普通水泥混凝土要翻倍, 其造價(jià)比普通水泥混凝土面層高約20%, 其面層造價(jià)約為130~150 元/m2 。
?、谠牧弦髧?yán)格, 如碎石最大粒徑不超過(guò)2cm, 鋼纖維單價(jià)高。
③施工工藝復(fù)雜, 施工控制要求嚴(yán)格。否則易出現(xiàn)鋼纖維成團(tuán), 或表面易露出鋼纖維, 拌和物工作性差, 泌水等問(wèn)題。
?、?chē)?guó)內(nèi)未有大規(guī)模鋪筑的經(jīng)驗(yàn)及長(zhǎng)期使用的效果評(píng)價(jià)。
三、預(yù)防措施
根據(jù)以上分析, 提出如下防治措施, 具體措施如下:
①路基的填料盡量統(tǒng)一, 并保證足夠的壓實(shí)度, 土基層的排水應(yīng)暢通。
?、诨鶎邮┕r(shí)必須嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行, 所用于的石灰必須消解完全, 厚度、平整度、壓實(shí)度均達(dá)到規(guī)定指標(biāo)要求。
?、壑匾曉牧系馁|(zhì)量。不同標(biāo)號(hào)、品種的水泥不能混用, 砂石料含泥量不得超過(guò)標(biāo)準(zhǔn), 水泥必須經(jīng)復(fù)驗(yàn)采可使用。
?、鼙ＷC砼的施工質(zhì)量, 配合比要嚴(yán)格控制, 含砂率不宜過(guò)大, 建議采用0.32- 0.36, 水灰必須控制在0.5 以?xún)?nèi)。砼的單位用水量按用料情況, 施工時(shí)溫度經(jīng)試驗(yàn)確定。施工中經(jīng)常測(cè)量砼拌和料的坍落度, 坍落度以2- 3cm 為宜。
?、菁訌?qiáng)砼板的早期養(yǎng)護(hù), 路面壓紋后即灑水養(yǎng)護(hù), 待切縫后還應(yīng)用草袋、草簾等覆蓋, 同時(shí)保證充分灑水濕養(yǎng)。另外切縫的時(shí)間應(yīng)掌握好, 在砼達(dá)到強(qiáng)度的30%左右進(jìn)行切割, 不應(yīng)過(guò)早也不宜太晚, 切縫深一般為板厚的1/4- 1/3 為宜。
?、薨匆?guī)定開(kāi)放交通, 不過(guò)早開(kāi)放交通是防止砼板裂縫的必要措施。
四、結(jié)束語(yǔ)
水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因是復(fù)雜的, 它和設(shè)計(jì)、施工及原材料的質(zhì)量均有密切關(guān)系。了解露面產(chǎn)生的裂縫原因, 可以采取正確的措施對(duì)路面的裂縫進(jìn)行預(yù)防, 有利于延長(zhǎng)路面使用周期, 降低養(yǎng)護(hù)成本; 同時(shí)更要求加強(qiáng)前期準(zhǔn)備工作, 嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程, 在施工過(guò)程中盡可能采用先進(jìn)的施工技術(shù)、工藝和管理辦法。實(shí)踐證明, 如果在各方面把好關(guān), 從根本抓起, 是可以將裂縫等缺陷降低到最低限度的。
參考文獻(xiàn):
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