水泥混凝土路面的裂縫防治
水泥混凝土路面具有強度高、承載能力強、維護費用低、穩定性好等特點,逐步在道路建設及城市道路工程中廣泛使用。與此同時國家加大基礎設施建設的力度,水泥混凝土路面施工在鄉村也較以往增加。因此,應該注重公路路面的工程質量,盡量減少水泥混凝土路面的裂縫。裂縫是水泥混凝土路面常見的問題之一,水泥混凝土路面的損壞,80%是由裂縫引起的。但水泥混凝土的裂縫又是一個難以*的難題,要想延長公路的使用壽命,必須在施工中提高施工質量,盡量減少裂縫(*裂縫不可能)的產生;在道路投入使用后,控制車輛的荷載重量[1]。現將減少混凝土路面裂縫的措施總結如下。
1水泥混凝土路面裂縫的3個階段
一般情況下,水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂縫,公路投入使用后,由于荷載作用,微裂縫變成宏觀裂縫;宏觀裂縫繼續發展,zui后造成公路斷板。這個過程大致可以分3個階段:第1階段是在澆筑和凝結過程中產生的初期損傷和開裂,形成微裂縫;第2階段是使用期間荷載造成的損傷加劇和裂縫擴展,形成宏觀裂縫;第3階段是斷裂破壞階段。
2水泥混凝土路面裂縫的幾種類型
2.1沉降裂縫
可分為2種情況:一是混凝土澆筑后,水泥和骨料自然下沉,同時產生泌水,在沉降過程中發生的裂縫;二是混凝土澆筑后,水泥和骨料在下沉階段,如受到鋼筋和其它預埋件的局部阻礙及模板移動,使該處混凝土產生拉應力和剪應力時,該處就會產生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1~3 h發生,屬硬化前裂縫[2]。待沉降終止時迅速進行處理,重新加壓抹平,使裂縫閉合。
2.2溫度裂縫
混凝土澆筑后,表面沒有及時覆蓋,在炎熱或大風天氣,表面游離水分蒸發過快,混凝土體積急劇收縮,導致開裂。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。防止溫度裂縫應合理選擇級配,采用水化熱較低的水泥,減少水泥用量及用水量,降低混凝土膨脹值。在施工管理中應重視人工降溫措施,切縫要及時。
2.3干縮裂縫
水泥混凝土澆筑后,在硬化的過程中,由于水泥水化生成物的體積比原來物質的體積小,加上游離水在空氣中蒸發及凝膠體失水而緊縮,隨著混凝土體積收縮產生拉應力,當拉應力大于當時混凝土的抗拉強度,而產生干縮裂縫。干縮裂縫多發生在高溫炎熱季節,混凝土表面水分散失快,體積迅速收縮,而內部溫度變化小,收縮小,表面收縮變形受到內混凝土的約束,也會引起表面裂縫。
2.4超載裂縫
由于交通運輸業的迅速發展,超載車輛越來越多,造成水泥混凝土路面損壞,致使路面開裂斷板。據有關資料記載,汽車超載情況相當普遍,超載率達到了40%~80%,超出限載噸位2~3倍,車載重量達到了60 t,相當于一節火車的載重量,汽車超載嚴重損害了公路。
3防治混凝土路面裂縫的措施
3.1根據車輛流量進行道路設計
為了減少水泥混凝土路面的裂縫,公路設計、施工、管理等相關部門應認真及時地組織設計人員和有關專家,對水泥混凝土路面的設計理論及規范要求,進行深入細致地研究和討論。根據當地的地理位置,環境、地形、沿線工程地質和水文地質,特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況,提出符合實際的軸載設計參數、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求,以設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統,提出合理經濟的水泥混凝土配比設計及要求[3]。
3.2嚴格控制混凝土材料質量
嚴格做好材料管理工作,杜絕在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保證混凝土質量的必要條件。對于安定性差,游離氧化鈣(CaO)超標及強度不足的水泥應禁止使用;不同標號、不同廠家、不同種類、不同批產的水泥嚴禁混合使用;盡量采用旋轉窯生產的發熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。選擇合格的含泥量較少的材料,集料(砂、碎石)含泥量超標時應更換料源或將其認真沖洗至達到要求方可使用;對有機質含量超標的集料應嚴格禁止使用。按混凝土配合比準確配料,單位水泥用量要稱量,誤差值控制在1%以內。集料的含水量要及時測定,以便控制適宜的用水量,保持水灰比準確;為減少用水量,改善和易性可使用合適的外摻劑;用水量誤差不得超過1%,外加劑控制在2%以內。采用電子稱或其他現代配料機械設備準確配料,盡量不采用人工手推車按車計量的配料方法,集料稱量誤差控制在3%以內[4]。
3.3施工中嚴把每道工序質量關
混凝土拌和時,如果集料溫度過高,應采用降溫措施后再配料拌和的辦法。如果采用撒水降溫方法的方法,應及時測定含水量,調整拌和用水量,以保證水灰比值不變。注意混凝土施工操作方法,減少從攪拌到成型之間的時間和運輸路程,避免混凝土過早凝聚而致微裂。必須堅持做到使混凝土相互粘結密實穩定,有效消除界面裂縫和砂漿裂縫。
3.4嚴格禁止超載超重車輛上路
超載超重車輛已成為破壞水泥混凝土路面的首要因素。路面板荷載拉應力的大小,取決于荷載的大小。汽車荷載是沖擊荷載,其與車輛輪胎對路面的靜止壓力有關。要減小輪胎對路面的靜止壓力,就要對車輛實行限載管理,禁止超載的車輛上路。同時要采取限速措施,降低車輛荷載的震動頻率;對于路方面,要提高路面的平整度,降低車輛的震動幅度。
水泥混凝土路面裂縫產生的原因是比較復雜的,它和設計、施工及原材料的質量均有密切關系,但通過一些措施,可以zui大限度地減少裂縫的產生,延長道路的使用壽命,改良路況。總之,要減少水泥混凝土路面的裂縫,首先,在設計施工時嚴格按質量要求完成每一道工序;其次,在道路養護過程中,嚴禁超載超重車輛上路。把握好了這2點,工程質量就會達到理想的效果,道路也會在設計壽命期間安全使用。
