水泥混凝土路面早期断板原因及预防措施
2011-08-15李胜科
李胜科
(石家庄市公路勘测设计院)
1 早期断板形成原因
1.1 基层施工工艺不当
(1)基层标高失控造成路面厚度不一致,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时难以承受拉应力而开裂。
(2)基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱面开裂。
(3)用松散材料处理基层标高失控或不平整时,上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收,使下部混凝土变得疏松,强度下降。
(4)基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,强度降低,导致开裂。
1.2 面层施工工艺不当
(1)搅拌不足或过分,振捣不密实,形成的混凝土强度不足或不均匀,易导致早期开裂断板。振捣时间不宜过长,否则会造成分层,粗颗粒沉入底层,细颗粒及水留在上层,造成混凝土强度不均匀,表面收缩裂缝增加。
(2)混凝土拌和时,如果水泥和集料温度过高,再加上水泥的水化热,会使混凝土拌和物的温度很高,在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,导致开裂。
(3)混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断,再浇筑时未按施工缝处理,新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致,会形成一条不规则的接缝。
(4)养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高、湿度小、风速大的不利条件下,就会使混凝土表面水分蒸发太快,从而形成干缩裂缝。
(5)切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。
(6)施工车辆过早通行。某些施工作业面,由于受到地理条件的限制在混凝土强度不足条件下过早地通车,产生荷载应力,这是产生裂缝的又一个原因。
2 水泥混凝土路面裂缝预防措施
2.1 施工工艺控制
(1)路基质量的控制。
①路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值,特别是桥涵、构造物附近(死角部位)更应加强压实工作,保证路基有足够的,均匀的强度;②排水设施应完善,并要充分考虑地下水对路基稳定的影响;③路基填筑中,不同种类的土壤应分层填筑,避免土壤类型在路基上突变造成沉降不一致,影响路面板结构性能;④对于填挖交界,半填半挖结合处应按路面板的要求进行特殊设计,施工中要对路槽以下部分进行处理;⑤对于路基不稳定,特殊软弱土基、湿陷性黄土、采空区、陷穴滑坡等路段应避免采用水泥混凝土路面,其他特殊路基应经过特殊处理后方可进行水泥混凝土路面施工。
(2)基层施工质量控制。
①严格控制基层顶面标高,确保混凝土厚度的均匀一致。②按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度,采取加铺塑料薄膜等方法减少水泥混凝土路面板与基层的摩阻力。③对于标高不足的基层应坚决返工重做,禁止采用抛撒松散基层材料填补标高的方法。④加强基层养护工作,保持基层湿润状态,直至浇筑水泥混凝土路面板。
(3)面层施工工艺控制。
①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。②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。③混凝土路面施工开盘前,要仔细检查发电机、振动梁、运输车辆等机具设备,确保其完好。现场中要有备用机具,严禁故障机具施工,并检查施工运料道路是否通畅,确保施工的连续性。配料、拌和、运输、摊铺作业面要有序配合,对于气候突变、停电、停料等情况,应提前做好准备工作,调整工序,暂停面板工作。重新浇筑时应按施工缝处理接缝。④重视混凝土面板养生,采用优质养护剂或湿法养护,不要采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。⑤及时切缝,根据施工现场气温及水泥品种试验确定最早切缝时间,一般应采用多台切缝机同时作业,以保证切缝及时。切缝深度为混凝土面板厚的1/3~1/4,不宜切缝太浅(少于1/4),剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。⑥控制交通车辆,避免在混凝土强度不足的条件下,过早开放交通,养护车辆也应尽量避免直接在面板上通行。⑦采用真空吸水工艺时,一定要注意两吸垫之间重叠足够尺寸,避免漏吸。⑧正确安装传力杆,防止上下翘动,可采用双模板控制。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青层。⑨在昼夜温差较大的季节或地区,混凝土表面修整过程中,要设遮阳棚避免阳光直射,修整完成后要覆盖养生,以保持温度变化不大。
2.2 施工材料控制
2.2.1 不合格材料的控制
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。
(1)对于安定性差,游离氧化钙(CaO)超标及强度不足的水泥应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批号的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的道路硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
(2)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禁止使用。
2.2.2 严格控制混凝土配合比
(1)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。
(2)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。
(3)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。
总之,与水泥混凝土路面裂缝有关的因素很多,而强度、气温、材料、施工方法等是比较主要的因素。因此,在水泥混凝土路面施工中,要使用合格的原材料,控制现场配合比,确定合理的施工工艺,精心施工,科学管理,才能最大限度地避免和预防断板发生。