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水泥砼路面裂缝问题浅析

2010-12-31游振贤

中国新技术新产品 2010年2期
关键词:集料路面水泥

游振贤

(揭阳市公路桥梁建设总公司,广东 揭阳 522031)

新建水泥砼路面工程在施工过程中及通车营运一定时期内,在路面某些部位,总会发现裂缝的存在身影。而正是由于这些裂缝的存在,倘若不对以及时处理,它将会由裂缝的形态逐淅发展成其它病害的破坏形态,如断板、角隅断裂,唧泥……等等。而在工程实际建设过程中,导致路面裂缝病害的存在有着太多的因素,它往往会因为设计强度不足?行车超载,或者由于施工方面的原因而达不到设计要求,一旦受上述情况的影响,其裂缝破坏就会迅速发展,以致难以维护,下面就让我们来了解一下,水泥砼面板的裂缝类型及常见的一些裂缝防治措施?

1 水泥砼路面裂缝类型

一般情况下,我们平时所说的水泥砼路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝,这种裂缝可分为几种类型:沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等,各种类型裂缝的相关特征主要如下。

1.1 沉降裂缝

这种裂缝可分为两种情况:一是混凝土浇筑后,因材料自身沉降产生的裂缝;二是因地基沉降导致混混凝土产生的裂缝。第二种原因产生裂缝对工程质量影响巨大。混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降,使该处混凝土产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1-3小时产生,属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理,可重新加压抹平,使裂缝闭合,能达到较好效果。

1.2 温度裂缝

水泥混凝土因具有热胀冷缩性质,加上水化作用,伴随化学反应,因而产生膨胀,而板因气温板内有"差度",造成水文养护前冷却收缩,板面就会产生裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

1.3 干缩裂缝

水泥混凝土浇筑后,在硬化的过程中,由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩,随着混凝土体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度,而产生干缩裂缝。干缩裂缝一般缘于养护不当。在风吹日晒下,混凝土表面水分散失过快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内混凝土的约束,也可引起表面裂缝。

1.4 超载裂缝

由于交通运输业的迅速发展,大吨位的车辆逐年增加,单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍,由于轴载等效换算系数f=(Pi/P0)16,即超载(Pi)与标准轴载(Po)换算成 16 次方关系,所以,超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。

另外,据有关资料披露,我国公路上汽车超载情况相当普遍,超载率达到了60%-80%,有的车辆的超载甚至达到1-3倍,在京珠高速公路上,有的车载重量达到了100 吨,相当于一节火车的载重量。汽车超载严重损害了公路,成为公路的第一杀手。

2 路面裂缝防治对策

从以上的论述我们可以得出这样一个论断:水泥混凝土路面出现裂缝,不是由于一种原因形成的,而是多种因素综合的结果。防治水泥混凝土路面裂缝,可以采取多种措施综合应对。

2.1 根据车辆流量进行道路设计

为了减少水泥混凝土路面的裂缝,公路设计、施工、管理等相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。

2.2 严格控制混凝土材料质量

严格做好材料管理工作,杜绝在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。对于安定性差,游离氧化钙(Ca0)超标及强度不足的水泥强度应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。选择合格的含泥量较少的材料,集料(砂、碎石)含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用。对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。按试验混凝土配合比准确配料;单位水泥用量要精确称量,误差值控制在1%以内。集料的含水量要及时取得,以便控制适宜的用水量,保持水灰比准确;为减少用水量,改善和易性可使用合适的外掺剂;用水量误差不得超过1%,外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料,尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法;集料称量误差控制在3%以内。

2.3 施工中严把每道工序质量关

混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握,最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍;振捣应均匀密实,避免漏振或超振现象产生。混凝土拌和时,若集料温度过高,应采用降温措施后再配料拌和。若采用撒水降温方法,应及时测定含水量,调整拌和用水量,保证水灰比值不变。注意混凝土施工操作方法,减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程,避免混凝土过早凝聚及泌水现象而致微裂。必须坚持做到使混凝土相互粘结密实稳定,有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。

2.4 严格禁止超载超重车辆上路

前面已经说过,超载超重车辆已成为水泥混凝土路面的第一杀手。路面板荷载拉应力的大小,取决于荷载的大小。汽车荷载是冲击荷载,其大小不但与车辆轮胎对路面的静止压力有关,而且车一路的祸合程度有关。要减小轮胎对路面的静止压力,就要对车辆实行限载管理,禁止超载的车辆上路。要削弱车一路的祸合作用,分别从车和路两方面采取措施。对于汽车方面要采取限速措施,降低车辆荷载的震动频率;对于路方面,要提高路面的平整度,降低车辆的震动幅度。

2.5 应严格控制浇筑完成后到开放交通时的时间

开放交通过早,混凝土的强度尚低,不足以承受行车荷载,在荷载作用下,混凝土路面很容易产生裂缝。此类裂缝多发生在城市道路的维修工程中,因为城市道路一般交通繁忙,不可能长时间封闭交通,因此往往在混凝土未达到设计强度、养护时间不足就开放交通了。

3 结束语

由上述可知,水泥混凝土路面裂缝产生成因较为复杂,不仅与设计、施工等相关环节有关,而且还与路面形成后的使用、养护也有很大的关系。裂缝的形成几乎是不可避免的,部分部位、结构甚至是允许带裂缝工作的。但是裂缝的存在不仅影响美观,而且影响使用寿命,对此,在对待路面裂缝病害问题时,在时间上我们必须进行处理及时,在管理上我们必须予以高度重视,将它控制在裂缝的初期形态,不至发展成其它病害类型的破坏。

[1]GBJ97-87.水泥混凝土路面施工及验收规范.

[2]交通部公路管理司..公路养护与管理手册M].北京:人民交通出版社.2000.

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