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小議預(yù)防水泥砼路面產(chǎn)生裂縫的施工措施

時(shí)間:2024-06-12 18:30:52 建筑學(xué)畢業(yè)論文 我要投稿
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小議預(yù)防水泥砼路面產(chǎn)生裂縫的施工措施

摘要:水泥砼路面具有剛度大、承載力強(qiáng)、耐久性能好、可就地取材、建設(shè)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)。近些年來,隨著水泥砼路面滑模攤鋪技術(shù)的日益成熟,路面機(jī)械化施工程度提高,路面平整度等質(zhì)量指標(biāo)也大幅度提高。因此,它廣泛應(yīng)用于國道、省道等高等級(jí)路面,但隨著高速公路水泥砼路面修建數(shù)量的逐年增多,在建設(shè)和使用過程中也出現(xiàn)不少問題,水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫,防止使用期間路面裂縫,提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問題。
關(guān)鍵詞:水泥砼路面 接縫 施工
        0 引言
        造成面板開裂的因素是很多的,只要施工中不謹(jǐn)慎隨時(shí)都可以出現(xiàn)面板的各種裂縫。當(dāng)混凝土面板的抗拉、抗折強(qiáng)度低于混凝土的收縮和翹曲應(yīng)力時(shí),裂縫就會(huì)產(chǎn)生,而隨著時(shí)間、氣溫變化、雨水滲入及行車作用,會(huì)最終導(dǎo)致全部路面的破壞,目前尚無理想的修補(bǔ)方法。對(duì)裂縫嚴(yán)重的面板只有鏟掉重澆新板,在澆注前應(yīng)在相鄰板的接觸面處鉆孔埋設(shè)傳力桿。面板裂縫輕微且不再的,可以采取修補(bǔ)。修補(bǔ)工作不但費(fèi)工費(fèi)料,外觀難看,而且工藝繁雜,使用效果也不及原有的整體板。為此,施工過程中要嚴(yán)格管理,精心組織,最大限度地降低裂縫的產(chǎn)生。
        1 路面裂縫的成因
        1.1 內(nèi)部因素  
        1.1.1 行車荷載破壞:根據(jù)剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范,我們知道路面應(yīng)力假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置,因此,因行車荷載反復(fù)作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置。
        1.1.2 溫度應(yīng)力:水泥砼具有熱脹冷縮性質(zhì),路面板白天表面溫度高,晚上底面溫度高,上下面溫差導(dǎo)致熱脹冷縮不一致,形成拉應(yīng)力,長期作用下形成裂縫。
        1.1.3 化學(xué)作用:水泥通過水化作用形成強(qiáng)度,在硬化過程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內(nèi),混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明,水泥水化過程中的熱能釋放是變化的,初始較緩慢,25min后增溫,大約在水泥終凝后12小時(shí)的水化熱溫度可達(dá)800C,使砼內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹,產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過砼當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),板塊就會(huì)產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。  
        1.1.4 堿骨料反應(yīng):砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮,產(chǎn)生拉應(yīng)力,產(chǎn)生裂縫;有些水泥在生產(chǎn)過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些過燒的CaO和MgO,它們的水化速度很慢,往往在水泥硬化后再水化,引起水泥漿體膨脹、開裂甚至出現(xiàn)網(wǎng)裂。  
        1.1.5 干縮裂縫:水泥硬化過程中,水份散失的同時(shí),水泥漿體收縮,當(dāng)收縮變形與砼本身的抗拉應(yīng)變和徐變應(yīng)變不相適應(yīng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細(xì)粒料含量等諸多因素,但主要是單位用水量。  
        1.2 外部因素  
        1.2.1 切縫不及時(shí):主要表現(xiàn)為施工中切縫時(shí)間難以控制,切縫不及時(shí),溫度應(yīng)力大于相應(yīng)時(shí)間路面抗拆強(qiáng)度,導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。
        1.2.2 計(jì)量不準(zhǔn):現(xiàn)在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用計(jì)量的大型拌和站,各種材料的稱量精度都有保證。但是,如果施工經(jīng)驗(yàn)不足,不根據(jù)施工環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整施工配合比。在加水量的控制上,死搬設(shè)計(jì)配合比,沒有根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力、溫度、運(yùn)輸距離等因素及時(shí)調(diào)整,致使施工水灰比時(shí)大時(shí)小,形成砼強(qiáng)度的差異,使早期裂縫機(jī)率增大。  
        1.2.3 外加劑因素:砼路面施工中一定要摻加外加劑,但如果摻加了不合格的外加劑,砼就會(huì)出現(xiàn)早凝、慢凝、離析、有害物等問題,直接影響砼的質(zhì)量。           1.2.4 運(yùn)輸?shù)挠绊懀哼\(yùn)輸距離、時(shí)間過長使砼在運(yùn)輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差,影響振搗效果,導(dǎo)致砼板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。  
        1.2.5 漏振或振動(dòng)不夠:攤鋪機(jī)施工過程中振動(dòng)器損壞還繼續(xù)施工,使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強(qiáng)度,使路面發(fā)生裂縫或斷板。  
        1.2.6 氣溫變化:施工中有時(shí)氣溫突然變高或變低,甚至輔以刮大風(fēng),造成砼中水份失去過快,形成表面網(wǎng)裂。汕梅高速公路K96+250處,因中午氣溫過高,施工時(shí)未采用防護(hù)措施,路面攤鋪過后不到4小時(shí)就發(fā)生連續(xù)11塊路面板網(wǎng)裂;K93+420處施工時(shí)下午刮大風(fēng),在路面成型后2個(gè)小時(shí)就有兩處網(wǎng)裂。如果施工期間夜間有寒流,不采取加蓋保溫措施的話,那么第二天肯定有斷板。  
        1.2.7 養(yǎng)生不及時(shí)、不充分:砼中硬化過程中失去的水分未能得到及時(shí)補(bǔ)充,使砼產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。  
        1.2.8 基層問題:基層塑性變形量過大,使水分浸入基層,反復(fù)作用就會(huì)使底板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。 
        1.2.9 路基問題:路堤填方高度高、沉降大;填挖方分界;橋頭沉降;軟基處理不徹底等諸因素導(dǎo)致不均勻沉降。經(jīng)行車荷載反復(fù)作用,導(dǎo)致砼板裂縫、斷板。
        1.2.10 養(yǎng)護(hù)問題:表現(xiàn)在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面;
        2 水泥混凝土路面裂縫的預(yù)防措施 
        2.1 提高混凝土本身的性能水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸應(yīng)變值太小,不足以抵抗干縮變形和溫度變形。
        為了提高混凝土的極限拉伸應(yīng)變值或抗拉強(qiáng)度值,改善路面的抗拉能力,可采取以下措施:①混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強(qiáng)度的提高而有所提高,因此提高混凝土的抗壓強(qiáng)度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用m2C30、C35較高標(biāo)號(hào)的混凝土。②采用碎石配制混凝土。因?yàn)椴捎盟槭渲频幕炷恋臉O限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。③控制混凝土骨料的最大粒徑。采用最大粒徑較小的骨料配制混凝土?xí)r,可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規(guī)范》中限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過40mm,在高等級(jí)公路中不超過35mm,甚至限制在25mm以下。 
        2.2 提高基層施工質(zhì)量水泥混凝土路面基層應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、較高密實(shí)度和較好的水穩(wěn)性。因此,在路基施工中,應(yīng)嚴(yán)格按施工操作規(guī)程進(jìn)行,做到分層填筑、分層碾壓、分層測(cè)試。每層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)度、平整度及路拱都要滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求。 
        2.3 提高混凝土施工質(zhì)量 ①為了防止混凝土路面產(chǎn)生表層裂縫,一是在配制混凝土?xí)r嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,選擇合適的集料級(jí)配和砂率;二要在混凝土路面澆注后及時(shí)用潮濕材料覆蓋,防止強(qiáng)風(fēng)和烈日暴曬。尤其在炎熱季節(jié)施工時(shí),應(yīng)澆完一段,養(yǎng)護(hù)一段。②及時(shí)切縫很重要。實(shí)踐證明,適當(dāng)?shù)那锌p時(shí)間對(duì)保證混凝土的整體質(zhì)量有很大關(guān)系,切縫遲了,由于大面積混凝土約束會(huì)出現(xiàn)裂縫,擴(kuò)展后形成斷板。一般混凝土的切縫時(shí)間是在拆模后12h左右(可以根據(jù)氣溫的高低適當(dāng)調(diào)整切縫時(shí)間)。③加適當(dāng)?shù)耐饧觿R话銇碚f,加減水劑可以減少混凝土的用水量,改善混凝土的和易性,降低水分蒸發(fā)速度,減少混凝土的收縮值。④模板需涂脫模劑,使混凝土與模板之間形成一層薄膜,減少混凝土與模板間的粘結(jié)作用。這樣不易產(chǎn)生裂縫,也便于拆模。另外,在澆注混凝土路面時(shí),要將基層和模板澆水濕透,避免吸收混凝土中的水分。 
        由于設(shè)計(jì)、施工、使用過程中存在的某些不足,也由于混凝土內(nèi)在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形的影響,在水泥混凝土路面上難免發(fā)生各種類型的裂縫。但只要嚴(yán)格執(zhí)行施工操作規(guī)程和技術(shù)要求,在施工中切實(shí)抓好基層強(qiáng)度、混凝土的配和比設(shè)計(jì)、施工工藝、切縫時(shí)間和深度、混凝土的養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié),通過改善混凝土的質(zhì)量和路面結(jié)構(gòu)并采取有效的澆注后的防治措施,水泥混凝土路面的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。

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