塑胶跑道面层开裂的预防和处治措施
2020-02-16谭祖荣
谭祖荣
(武汉第七建设集团有限公司 湖北武汉 430000)
目前,国家在体育环境方面的建设,包括学校运动场和民众体育用地的建设都处于迅速的发展中,而塑胶跑道是体育场地中的主要构成部分。塑胶跑道更新迭代的次数频繁,铺设技术的发展也较为迅速,出现了大批新产品和新技术,如目前在市场中存在的产品主要有透气型塑胶跑道,混合型塑胶跑道等。但是几乎每间隔5-10年,体育场塑胶跑道的面层就必须被重新翻新,这也导致了塑胶跑道市场中的宽广范围。
1 导致塑胶跑道开裂的原因
1.1 以沥青为基础的塑胶跑道面层为何开裂
较高级的体育场或者运动场所使用的塑胶跑道通常都是在沥青的基础上建设的,而导致塑胶跑道的因素有如下:①沥青层面和上下层面相交的区域,会因为层面的沉降程度不一而导致塑胶跑道面层开裂;②对于软弱基础的处理不够妥当,或是在水的浸泡中持续过长,也会导致层面的沉降程度不同导致跑道面层开裂;③沥青和混凝土的施工交接部分,可能由于非规范铺设,导致了沥青区域与相邻区域之间的衔接处于过于紧密的状态,而相邻沥青层面的收缩就会导致沥青裂缝,最终形成塑胶跑道面层的开裂。
1.2 以水泥混凝土为基础的塑胶跑道面层的开裂原因
为节省成本,许多塑胶跑道都是设计为以水泥混凝土基础的。而水泥混凝土的基础是属于刚性的。因此,为避免混凝土在气候温度变化的情况下开裂,就需要保留混凝土表层的伸缩缝或将其进行切割。根据标准结构,干收缩应力和塑料缠绕应力不会引起混凝土的整体开裂,因此不会影响流向表层的塑料的开裂。除了由于基础沉积引起的水泥混凝土板破裂而导致的塑胶凹槽表面开裂外,在膨胀缝处还会发生塑料凹槽表面层的开裂。因此,我们专注于扩展步骤,即膨胀节的参数设置:膨胀节的距离和长度,膨胀节的宽度和切割深度。根据设计经验和设计规范,采用塑料墙技术在3~6m的间隔内以塑胶凹槽技术切割伸缩缝,以减少水泥混凝土基础表面上的不规则裂缝。切削深度约为薄板厚度的1/3,大概在30~50mm之间,切割间隙宽度为3~8mm。当用胶水将塑料槽表层粘结到混凝土基础上时,膨胀接头将在周围温度变化的情况下收缩或碰撞,进而导致接头被拉宽或收窄。当温度降低时,混凝土将不可避免地塌陷,伸缩缝将膨胀。特定于每个伸缩缝延伸部分的收缩补偿量并非均匀分布,实际上每一天都是不同的。如果未能实现伸缩缝处的塑胶表面层在拉伸限度范围内的有效缓冲,将会难以承受较高的拉伸力,导致断裂。
2 结合实例解释塑胶跑道面层开裂的必然性
在昼夜温差为20℃的情况下,水泥混凝土的热膨胀系数一般为1×10-5/℃,此时,设定伸缝的间隔30m,缩缝的间隔6m,调整切割缝隙的宽度为3mm,且在无受力状态下,使得缩缝处的塑胶跑道面层在可拉伸的状态下最大拉伸距离为3mm,通过具体计算,6m的水泥混凝土板可以收缩 1.2mm(1×10-5/℃×6000mm×20℃),而在理想状态中,30m 的水泥混凝土板将收缩 6mm(1×10-5/℃×30000mm×20℃),此时缩缝的底层并未完全断开。
对于3mm的伸缩缝区域塑胶跑道面层,仅需要将其再拉伸致4.2mm,就可以达到塑胶跑道面层的国家标准要求,即实现40%的拉断伸长率。结合上述情况,6m的水泥混凝土板的收缩量一般为1.2mm,远远少于30m水凝混凝土板的收缩量。
因此,若在塑胶跑道的施工过程中,并未结合塑胶跑道的实际工程特征来调整施工计划,只是依照一般简单的施工规范来施工,必定会导致塑胶跑道面层的开裂成为普遍情况。
3 预防以及处治措施
3.1 以沥青为基础的塑胶跑道面层开裂防治
3.1.1 完善设计方案
沥青基础层面与其他基础层面的衔接区域,以及软弱基础这两方面是设计方案中的重点,必须结合工程实际特点,设计规范。此外,如果铺设环境排水效果不佳,应该在跑道外围设置排水沟。沥青和混凝土的双层搭建高度应当为60mm或以上,通常情况下,是上层厚度为20~30mm,下层厚度为40~60mm。
3.1.2 规范接缝处的摊铺
在摊铺沥青层面与混凝土层面的衔接区域时,必须依照规范标准。比如,上下层之间的纵缝须间隔15cm以上,其中表层的纵缝要顺直,把控好划线处的停留。邻接的两幅以及上下层面之间的横向接缝都必须有大于1m的间隔。
3.2 以水泥混凝土为基础的塑胶跑道面层开裂防治
3.2.1 注重基础勘探,规范结构设计
勘探时必须以基础为重点,并且在设计跑道结构时必须结合工程特点。有些区域是需要被特别关注的,比如基土是否软弱,基层材质是否均匀,还有高低跨、基炕边缘处等,这些都是常常导致水泥混凝土板块裂开的区域。如果在设计前对这些因素考虑周全,就能对开裂起到比较好的防止效果。另外,在配比混凝土成分时,若由于混凝土收缩导致基础裂缝宽度不够,则可以根据情况添加适量的混凝土膨胀剂,这样就能对面层处的裂缝宽度进行补偿。
3.2.2 结合工程实际合理设计伸缩缝
具体学习填缝材料、伸缩缝施工、切缝和灌缝方面的要求,根据规范进行伸缩缝的设置。切割伸缩缝的时机,应当混凝土达到25%或30%的强度之后。此外,根据实践中的施工经验来看,伸缩缝的设计可以分为如下几种方案:对于温度较高的夏季,缩缝间隔可以为3~5m,伸缝间隔可以为20m,而对于温度较低的冬季,缩缝间隔的上下限相较夏季均增加1m,伸缝间隔则需要增加5m。伸缝处也可以铺设厚度2cm,宽度可贯穿混凝土板的防腐松木板,可以起到一定的防开裂作用。
3.2.3 保证原材料与塑胶面层材料的质量
在根据既定设计方案与施工规范进行施工的同时,也需要保证原材料与塑胶面层材料的质量,合理规划施工程序。首先,要在伸缩缝干燥的情况下进行填缝处理;此外,伸缩缝内部以及混凝土表面的杂物应当被及时清理,保证混凝土面层与塑胶跑道面层之间有良好的粘合。
3.3 若塑胶跑道面层的开裂问题已经产生
首要的步骤为检查开裂原因,接着结合原因和实际情况,对照以上防治措施进行补救,在完成基础部分的修正后,对塑胶跑道面层的其余部分进行完整的修补。
4 结束语
对于塑胶跑道面层开裂的预防来说,在跑道设计包括防开裂设计过程中,加入实际情况进行考虑是非常重要的,其中需要特别注重某些容易导致开裂的区域;此外,施工规范和材料质量也是关注的重点,其中包括保持填缝处理时伸缩缝的干燥,及时清理缝内和混凝土表面的杂物,以及严格检查原材料与塑胶面层材料的质量。最后,一旦塑胶跑道面层的开裂问题产生,需要第一时间检查开裂原因,结合实际采取先基础后整体的补救措施。