来源:期刊VIP网 时间:
篇(1)
2006年来,我县在农村公路建设中大规模修建了水泥混凝土路面。水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式,具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便、对交通等级和环境适应性强、造价低廉等优点,特别适合山区乡村道路路面,因而在农村路建设工程中被广泛采用。但是,在水泥混凝土路面施工中,如果施工配合比、施工工艺等环节控制不严格,水泥混凝土板就会出现较多的早期裂缝问题。现结合施工经验,就早期裂缝产生的施工原因进行分析,并提出防治措施。篇(2)
摘要:本文结合自身的工作经验,对公路水泥混凝土路面产生裂缝的原因及防治进行简要的阐述。
关键词:混凝土;路面施工;裂缝
Abstract: combining with their own work experience, on the highway cement concrete road surface crack causes and prevention briefly explained.
Keywords: concrete; Pavement construction; crack
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
一.水泥混凝土路面具有刚度大、承载力强、耐久性能好、建设使用经济等诸多优点,因此得到广泛应用。在当今交通流量繁重的得情况下,为此减少施工早期裂缝,防止使用期间路面裂缝,提高水泥混凝土路面的使用寿命成为大家共同关注的问题。
水泥混凝土的配合比设计在兼顾技术经济性的同时应满足抗弯强度、工作性、耐久性三项指标要求。在实际施工中要严格执行配合比,计量准确无误。严格控制集料的级配及其含泥量,如果集料中含泥量过大的话,不仅会增加混凝土的收缩,而且会引起混凝土抗拉强度的降低,对混凝土抗裂不利。掺用适合的外加剂,以改善混凝土的性能,可延长混凝土的凝结时间。多雨季节还要随时检查其砂石原材料的含水量,及时调整混凝土中的水用量,控制好混凝土的坍落度和水灰比。
二.混凝土温度应力的影响
温度裂缝产生一般有以下两种因素,一是混凝土硬化期间水泥放出大量的水化热内部温度不断上升,当混凝土内部与表面温差过大时就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比,温差越大,温度应力越大,当温度应力超过混凝土内外的约束力时,就会产生裂缝。二是混凝土中的80%水分要蒸发,约20%的水分是水泥硬化所需的。而最初失去得30%自由水分几乎不引起收缩,随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出,就会出现干燥收缩,而表面干燥收缩快,内部干燥收缩慢。由于表面的干缩受到内部混凝土的约束,而在表面产生拉应力而出现裂缝。
为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手:
1、温度控制措施
(1)、改善骨料级配,用干硬性混凝土掺混合料加外加剂措施以减少混凝土中的水泥用量;
(2)、拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土得浇筑温度;
(3)、热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;
(4)、当混凝土面板较厚时在混凝土中埋设水管,通入冷却降温;
(5)、规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保湿,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
2、改善约束条件的措施
(1)、合理的分层分块浇筑混凝土,利用浇筑面散热,以大大减少施工中出现裂缝的可能性;
(2)避免基础过大起伏;
(3)合理的安排施工工序,避免混凝土施工面长期暴露。
三、混凝土路面施工中混凝土的浇筑振捣工艺
现场浇捣混凝土路面时,振捣或插入不当,漏振、过振或振捣棒抽撤过快,均会影响混凝土的密实性和均匀性,诱导裂缝的产生。浇筑混凝土振捣时,振捣捧要快插慢拔,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣器在每一位置振捣的持续时间,以拌合物停止下沉,不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准。避免过振或漏振,振捣不足,易使混凝土中出现气孔、蜂窝,在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝。
四、施工中应处理好混凝土路面的接缝
1、胀缝
普通混凝土路面的胀缝应设置胀缝补强钢筋支架、胀缝板和传力杆。胀缝施工工艺复杂,要求高。胀缝应与路面中心线垂直,缝壁必须垂直,缝隙宽度一致,缝中不得连浆。传力杆必须与路面平行,以保证其伸缩方向。传力杆与路面不平行,混凝土板伸缩时,传力杆对混凝土板产生压应力,引起混凝土板拉裂。传力杆的活动端要能灵活自由,面板胀缩时才不会顶坏或拉破。
2、缩缝
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力,缩缝主要采用假缝的形式,一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中,从而使裂缝在切缝处产生。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。切缝太早,粗骨料会从砂浆中跳脱,缩缝就残缺不整齐;切缝太晚,内部应力已经产生,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。一些施工单位不注意随着外界环境的变化调整切缝时间,致使切缝时间过晚,产生裂缝。切缝时间一般遵循的原则是"能切就切,宁早勿晚"。切缝深度应控制为板厚的1/4~1/5。切得太深,则不规则断裂面积过小,板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅,混凝土截面的强度削弱得不够,难以保证断裂在缩缝处产生,面层上会产生不规则裂缝。
3、填缝
混凝土路面填缝处理应在混凝土养护期后立即进行,灌填料前,缝中清除干净,缝壁必须干燥、清洁,以促进缝料与缝壁面结合紧密不渗水。接缝处如处理不好,则极易出现问题。首先是接缝渗水,由于接缝材料不能与混凝土板壁紧密粘结在一起,或者接缝料施工质量差,灌缝不饱满,导致路面水渗入基层,基层软化,混凝土板在荷载作用下出现裂缝。其次,如果接缝材料性能差,则杂物极易嵌入缝中,使接缝失去胀缩作用,板产生断裂。
五、混凝土路面的早期养护
混凝土路面浇筑完成应及时进行养护,可采取喷洒养护剂或保湿覆盖等方式。混凝土的早期养护主要目的在于保持适宜的温度、湿度条件,已达到以下两方面效果,一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,达到设计的强度和抗裂能力。
水泥混凝土路面养护时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定,应特别注重前7天的保湿(温)养护。在混凝土未达到设计弯拉强度前不能开放交通。
六、路基、基层对面板裂缝的影响
(1)基层平整度差,导致混凝土面层厚度不匀,离散性大,在行车荷载及温度翘曲应力作用下,使得路面应力集中。当应力超过极限强度时,就会在厚度薄弱处产生裂缝。
(2)地基强度不均匀,路基填料混杂或压实不好,产生不均匀沉降,导致混凝土板产生裂缝。
(3)路基软弱,未压实,或路面基层强度不足,沉降量过大,混凝土板受弯产生裂缝。
(4)半填半挖路段,填挖交接处未按要求进行处理或处理不好,或填方部分未压实,导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。
(5)老路拓宽,新填土部分施工方法不当,与劳碌结合不好,导致混凝土板产生裂缝。
结束语
综上所述,裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,它的出现不仅会降低公路工程的抗渗能力,影响公路的使用功能,而且,会引起混凝土的碳化。降低材料的耐久性,影响公路路面的承载能力。因此,要对水泥混凝土裂缝进行认真研究,区别对待,采用合理的方法进行处理。并在施工中采用各种有效的预防措施来控制裂缝的出现和发展。
篇(3)
摘要:水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式,以其强度高、稳定性和耐久性好、耐高温、耐磨耗以及养护费用少等优点而得到了广泛的应用。但是近年来,道路交通量大幅增长,重轴车辆增多,汽车超载现象严重,加速了路面的破坏。本文详细介绍了水泥混凝土路面的防止裂缝的措施与裂缝维修技术。以期给业内人士提供参考。
关键词:水泥混凝土;路面;裂缝;修补
一、水泥混凝土路面实际使用状况
按照现行路面设计理论,路面结构各层性能正常、层间界面接触理想、设计和施工质量良好的水泥混凝土路面,一般要经过长期使用且达到其设计使用年限后才会开裂破坏。但实际状况是,相当多的路面在使用2一5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。重则引起路面产生结构性损伤,导致路面承载能力不足,轻则路面表面行驶功能下降,严重影响行驶的舒适性和安全性。同时,水泥混凝土路面的维修成本高,养生时间长,维修期间交通干扰严重,一旦损坏难于修复,对于水泥混凝土路面防裂与维修技术的研究显得越来越重要。
二、预防水泥混凝土路面出现裂缝的措施
产生水泥混凝土路面板块裂缝的原因是很多方面的,病害出现了,只要认真调查分析,研究找出断裂的主要原因,研究制定防治措施,改进设计与施工工艺,加强工程管理,混凝土路面的断裂病害是能够根治的。具体防裂措施如下:
(一)加强土基、基层的施工质量
首先要保证土基有足够的稳定性和强度的均匀性。压实度应满足设计要求,加强排水设计,采取必要的防水排水措施,减少路基受水侵害的影响。路基的填筑材料也是防止路面裂缝的措施之一。采用整体性、稳定性好,且具有较大刚度的半刚性材料做基层,可以确保混凝土路面使用品质,延长寿命。另外,基层还应具有较好的抗冻性以避免出现板底脱空和错台现象。同时在基层施工中加强基层顶面标高、基层平整度的控制,防止混凝土板薄厚不均,受力不匀而产生断板。
(二)增加混凝土路面板的厚度
混凝土板是水泥混凝土路面最重要的结构层,它具肴较高的力学强度、弹性模量,具有较大的承载能力和扩散荷载的能力。由于水泥混凝土的抗弯拉强度比其抗压强度小得多,在车轮荷载的反复作用下,混凝土路面板受弯拉部分最易产生断裂而破坏。因此,弯拉应力是面板的主要设计根据。为了使混凝土路面板能够受荷载的反复作用必须具有足够的抗弯拉强度和厚度。
(三)减小温度收缩的措施
1、避免高温和大风天气下施工,由于混凝土面迅速失水,引起混凝土表面干缩,产生表面裂纹。
2、降低水泥用量,减少温度收缩。使用低热水泥及减少水泥用量也可以降低混凝土温升。水泥水化热对混凝土的升温影响很大,水泥品种不同,水化热相差很大,所以要使用低热水泥或中热水泥。减少水泥用量的主要措施是选择粗细骨料级配良好且最大粒径尽可能大的骨料。另外砂率小,比表面积小也能节省水泥。采用粗砂比细砂可以省水泥,满足混凝土和易性条件下尽可能降低塌落度,这样可以减少用水量和水泥用量、掺减水剂、也可以减少水泥用量。
(四)减少干燥收缩裂缝的措施
尽量减少混凝土的单位用水量。混凝土干缩主要是混凝土中多余的水分不断蒸发所致。据有关研究表明,水泥水化所需的水量只有水泥重量的2%左右。而实际工程上应用的水灰比要比这大的多,因而干缩也比较大,因此必须严格控制水灰比,减少混凝土单位用水量。
(五)完善水泥混凝土路面的施工工艺
加强对施工工艺各个环节的管理,减少影响混凝土产生裂缝的因素
1、加强驻地化验室的建设。
2、混凝土摊铺一定要平整均匀,混凝土表面浆体不均匀,易产生不均匀干缩,产生裂缝。
3、严格控制混凝土振捣时间,既要振捣密实又要避免过振,过振导致离析,使表面砂浆过厚,易产生收缩裂缝。
4、加强切缝时间的管理,遵循宁早勿晚原则。同时,在符合设计规范的条件下,混凝土板块尺寸的设计采用下限为好。
5、加强水泥混凝土路面的初期、中期、后期的养生,尽量延长开放交通的时间。
三、水泥混凝土路面裂缝修补技术
水泥混凝土路面裂缝的修补技术是水泥混凝土路面预防性养护的首选技术之一,它对减少水泥混凝土路面的养护成本,延长水泥混凝土路面的使用年限具有重要意义。
(一)宽度小于等于0.5mm的水泥混凝土裂缝
一般采用环氧树脂浆液灌缝,但是由于环氧树脂本体延伸率低,脆性大,当与老混凝土胶接时,接头承受外力会造成缺陷区扩展,裂缝蔓延,导致胶层开裂,使接头不耐疲劳,因此,必须对环氧树脂进行改性,降低其脆性,提高延伸率。国内产品主要为聚硫改性环氧、环族甘油环氧等灌浆材料,也可采用二丁脂一丙酮环氧树脂修补材料,其中二丁脂是增韧剂,可以增加浆液的韧性,提高抗弯强度和抗剥离强度;丙酮、糖醛是稀释剂,作用是降低浆液粘度,提高树脂浸润能力,方便操作。
(二)宽度大于0.5mm小于等于3mm的水泥混凝土裂缝
一般采用改性环氧树脂水泥砂浆,其制备材料为环氧树脂、丙酮、糖醛、二丁脂、703、乙二胺、中砂、水泥按一定工艺流程配制而成。
(三)宽度大于3mm大于等于25mm的水泥混凝土裂缝
一般采用低模量、高弹性的修补材料一聚氨脂类、橡胶沥青类材料,其中以橡胶沥青类材料为好,该材料的密封机理为在193℃高温下,液体密封胶与沥青混合料渗透融合,冷却后产生高粘结力,并依靠较强的弹性随裂缝胀缩而发生弹性变形,始终保持其密封作用。弹性橡胶材料有黑色和白色两种颜色,应根据需要采用碑胶沥青材料和硅胶材料,橡胶沥青材料具有势施工,有弹性,夏季高温下的低粘性和冬季低温下的高弹性的性能特点;硅胶材料具有冷施工、高弹性、不用大型灌缝机的特点,上述两种材料的使用寿命均在4年以上,克服了传统普通沥青材料当年灌缝、当年开裂的弊病。
(四)补块维修技术
当混凝土板的裂缝大于3mm,且已形成整块板断裂,板在平面或竖面上产生了位移,裂缝呈现交叉,且形成实际上的破碎,就应当采用局部或较大面积的水泥混凝土补块维修。实际上,上述破坏也由于程度不同而在补块时采用不同的方案。当混凝土板的破损仅局限于上部时,裂缝虽贯穿混凝土板全厚,但宽度小于25mm,一般可根据情况采用部分深度补修,而对于其它更严重的破损则应采用全深度补块维修。为缩短水泥混凝土封闭养生的时间,针对水泥混凝土路面的快速修补,我国己研究开发了不同类型的早强混凝土,早强外加剂有JK型、JM型、KS型、AS型、SC型、G一S型、L型等混凝土修补剂,这些修补剂不仅具有快硬、高早强的特点,而且收缩小,与老混凝土粘结力强、耐磨等特点,己经在混凝土路面的快速修补工程中获得了成功的应用。
结语
水泥混凝土路面必须重视日常养护问题,主要是接缝的养护。产生水泥混凝土路面板块裂缝的原因是很多,只要认真调查分析,研究找出断裂的主要原因,研究制定防治措施,改进设计与施工工艺,加强工程管理,混凝土路面的断裂病害是能够根治的。水泥混凝土路面裂缝的修补技术是水泥混凝土路面预防性养护的首选技术之一,它对减少水泥混凝土路面的养护成本,延长水泥混凝土路面的使用年限具有重要意义。
参考文献
[1]李树高等.水泥混凝土路面防裂技术研究[A].第三届国际道路和机场路面技术会论文集.北京:人民交通出版社等,1998
[2]王树吉,宋涛,许航.水泥混凝土路面裂缝的预防措施[J].吉林交通科技,2002(3):14一18
[3]刘东超,刘灿.水泥混凝土路面裂缝问题分析[J].技术与市场.2011.12