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摘要:随着交通的迅猛发展,水泥混凝土路面以其抗磨损、抗压弯、稳定性高等优势,在路面工程中得到广泛使用。本文就水泥混凝土路面工程施工中需要注意的问题展开讨论,包括施工前的路基施工,基层施工等,重点探讨了路面施工中可能出现的问题,针对路面施工中出现的几种常见问题做了分析并给出了解决措施,在混凝土路面施工中具有重要的指导意义。
关键词:水泥混凝土路面,水泥混凝土,路基,路面养生
关键词:水泥混凝土路面,水泥混凝土,路基,路面养生
中图分类号:U415.52 文献标识码:A 文章编号:
中图分类号:U415.52 文献标识码:A 文章编号:
Abstract: with the rapid development of traffic, cement concrete pavement with its wear resistance, resistance to bending, stability, and higher advantages, and the surface projects are widely used. This paper will cement concrete pavement construction project of the need for attention to discuss, including before the construction of the subgrade construction, the construction, and probes into the construction of possible problems, according to occurred during the construction of common problems are analyzed and gives the measures to solve in the concrete pavement construction in has the important meaning.
Abstract: with the rapid development of traffic, cement concrete pavement with its wear resistance, resistance to bending, stability, and higher advantages, and the surface projects are widely used. This paper will cement concrete pavement construction project of the need for attention to discuss, including before the construction of the subgrade construction, the construction, and probes into the construction of possible problems, according to occurred during the construction of common problems are analyzed and gives the measures to solve in the concrete pavement construction in has the important meaning.
Keywords: cement concrete pavement, cement concrete, roadbed, road surface regimen
Keywords: cement concrete pavement, cement concrete, roadbed, road surface regimen
1 引言
1 引言
水泥混凝土路面具有较高的抗压强度和抗弯拉强度,同时水稳定性和热稳定性好,不会像沥青路面那样会出现老化现象,而且其力学强度能随着时间的增加而逐渐提高,耐久性好,养护工作量小,费用低。但是由于混凝土本身的特性,混凝土路面存在一些缺点,首先混凝土路面存在接缝,影响行车的舒适性,同时接缝也是路面的薄弱部分,处理不当会引起路面破坏。其次是路面需要湿治养护,开放交通较迟。因此本文就水泥混凝土路面工程施工中需要注意的问题展开讨论。
水泥混凝土路面具有较高的抗压强度和抗弯拉强度,同时水稳定性和热稳定性好,不会像沥青路面那样会出现老化现象,而且其力学强度能随着时间的增加而逐渐提高,耐久性好,养护工作量小,费用低。但是由于混凝土本身的特性,混凝土路面存在一些缺点,首先混凝土路面存在接缝,影响行车的舒适性,同时接缝也是路面的薄弱部分,处理不当会引起路面破坏。其次是路面需要湿治养护,开放交通较迟。因此本文就水泥混凝土路面工程施工中需要注意的问题展开讨论。
2 路基以及基层施工
2 路基以及基层施工
路基施工包括三个部分,分别是路堤的填筑,路堑的开挖以及路基土的压实工作。路基填筑之前首先要确保路床清理干净,其次注意填筑路堤的土质。路基的填筑按照填土顺序分为两种,分层平铺以及竖向填筑。分层平铺的优点是有利于压实,同时可以保证不同用土按规定层次填筑。竖向填筑是指沿道路中心线方向逐步向前深填的一种方案。依据挖方数量大小及施工方法的不同,路堑开挖按掘进方向分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种,而且还可以在高度上分单层掘进或双层掘进以及纵横掘进混合等类型。由于人工施工破坏掉了路基土体的天然状态,导致土体结构松散,颗粒重新组合。为了确保路基土体具有足够的强度和稳定性,可采用人工压实的方法以提高路基密实度。
路基施工包括三个部分,分别是路堤的填筑,路堑的开挖以及路基土的压实工作。路基填筑之前首先要确保路床清理干净,其次注意填筑路堤的土质。路基的填筑按照填土顺序分为两种,分层平铺以及竖向填筑。分层平铺的优点是有利于压实,同时可以保证不同用土按规定层次填筑。竖向填筑是指沿道路中心线方向逐步向前深填的一种方案。依据挖方数量大小及施工方法的不同,路堑开挖按掘进方向分为纵向全宽掘进和横向通道掘进两种,而且还可以在高度上分单层掘进或双层掘进以及纵横掘进混合等类型。由于人工施工破坏掉了路基土体的天然状态,导致土体结构松散,颗粒重新组合。为了确保路基土体具有足够的强度和稳定性,可采用人工压实的方法以提高路基密实度。
水泥混凝土道路的底基层及基层一般采用水泥或石灰稳定碎石结构,为了达到设计强度,首先要选择好材料,并通过试验确定各组合料的配合比;其次是要控制好施工质量。最好拌和时采用机械化生产,达到设计强度,这样材料的配合比以及拌合的均匀性等都能得到有效合理的控制。
水泥混凝土道路的底基层及基层一般采用水泥或石灰稳定碎石结构,为了达到设计强度,首先要选择好材料,并通过试验确定各组合料的配合比;其次是要控制好施工质量。最好拌和时采用机械化生产,达到设计强度,这样材料的配合比以及拌合的均匀性等都能得到有效合理的控制。
3水泥混凝土路面施工前期问题探讨
3水泥混凝土路面施工前期问题探讨
目前我国高等级水泥混凝土路面工程施工中采用的是滑模式摊铺法,路面摊铺过程是施工中难度较高,技术要求比较严格的工序。
目前我国高等级水泥混凝土路面工程施工中采用的是滑模式摊铺法,路面摊铺过程是施工中难度较高,技术要求比较严格的工序。
1)摊铺前准备工作
1)摊铺前准备工作
在摊铺前的洒水工作中洒水量严格依据基层材料、空气湿度,温度及风速等要素来确定,务必保证摊铺前基层湿润,并且洒布均匀。就施工现场来看,由于基层较干,洒水量不足,容易造成混凝土路面底部产生大量细小裂纹,有些就与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后造成整个路面裂纹增多。还有一项需要注意的是自卸车的卸料问题,在施工过程中,大多数施工者间隔一定距离卸一车料,忽视了基层不平整的变化,这样路面厚度得不到保证,严重影响混凝土路面的平整度。目前我国的施工水平有待提高,路面基层标高和平整度要求不一致,增加了施工难度。在实际混凝土路面施工中,施工者可以对基层表面和路面基准标高线隔段实测来决定卸料量,这样可以避免卸料不均匀,路面厚度不一致的问题。
在摊铺前的洒水工作中洒水量严格依据基层材料、空气湿度,温度及风速等要素来确定,务必保证摊铺前基层湿润,并且洒布均匀。就施工现场来看,由于基层较干,洒水量不足,容易造成混凝土路面底部产生大量细小裂纹,有些就与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后造成整个路面裂纹增多。还有一项需要注意的是自卸车的卸料问题,在施工过程中,大多数施工者间隔一定距离卸一车料,忽视了基层不平整的变化,这样路面厚度得不到保证,严重影响混凝土路面的平整度。目前我国的施工水平有待提高,路面基层标高和平整度要求不一致,增加了施工难度。在实际混凝土路面施工中,施工者可以对基层表面和路面基准标高线隔段实测来决定卸料量,这样可以避免卸料不均匀,路面厚度不一致的问题。
2)混凝土摊铺机的合理使用
2)混凝土摊铺机的合理使用
振捣器间隔距离对混凝土的密实度产生直接影响。振捣器的间隔一般在厂家安装时加以调整、确定,但是因为不同混凝土的级配、坍落度以及摊铺后的密实度要求,就要对振捣器的间隔做适当调整,这一点操作人员经常忽视。另外许多摊铺机边模板的升降是通过液压缸来调整的,而在实际应用中,边模板与基层间距不能太大,以防止漏浆严重,正是由于这一点,在摊铺行走过程中随着基层变化,边模板有时会与基层直接接触导致严重坍边。
振捣器间隔距离对混凝土的密实度产生直接影响。振捣器的间隔一般在厂家安装时加以调整、确定,但是因为不同混凝土的级配、坍落度以及摊铺后的密实度要求,就要对振捣器的间隔做适当调整,这一点操作人员经常忽视。另外许多摊铺机边模板的升降是通过液压缸来调整的,而在实际应用中,边模板与基层间距不能太大,以防止漏浆严重,正是由于这一点,在摊铺行走过程中随着基层变化,边模板有时会与基层直接接触导致严重坍边。
4水泥混凝土路面施工常见问题探讨
4水泥混凝土路面施工常见问题探讨
在刚性路面中的磨耗层即铺在基层上的混凝土板,主要承受荷载,因此考虑混凝土板的受力问题是必要的。它主要由路基承载力,材料,温度变化以及车轮载荷等因素控制的。如果处理不当,可能会导致以下几个现象的产生。
在刚性路面中的磨耗层即铺在基层上的混凝土板,主要承受荷载,因此考虑混凝土板的受力问题是必要的。它主要由路基承载力,材料,温度变化以及车轮载荷等因素控制的。如果处理不当,可能会导致以下几个现象的产生。
4.1水泥混凝土路面横面断板
4.1水泥混凝土路面横面断板
这种现象是由于浇筑后的混凝土板的收缩和翘曲产生的拉应力,超过了混凝土局部的初期抗拉强度极限,产生横向裂缝,这时引起应力集中,裂缝继续变大,当裂缝扩展到一定程度,应力不再集中,但是混凝土板的平均拉应力大于混凝土的抗拉强度极限,导致出现横贯整个混凝土板的裂缝。根据有关研究总结造成这种横面断板的原因主要有以下原因:混凝土集料的质量;混凝土的配合比;施工过程中温度和湿度变化;混凝土施工养护方法;以及混凝土板的缩缝切割时间等。针对以上原因,主要采取一些措施来避免横面断板现象的出现。
这种现象是由于浇筑后的混凝土板的收缩和翘曲产生的拉应力,超过了混凝土局部的初期抗拉强度极限,产生横向裂缝,这时引起应力集中,裂缝继续变大,当裂缝扩展到一定程度,应力不再集中,但是混凝土板的平均拉应力大于混凝土的抗拉强度极限,导致出现横贯整个混凝土板的裂缝。根据有关研究总结造成这种横面断板的原因主要有以下原因:混凝土集料的质量;混凝土的配合比;施工过程中温度和湿度变化;混凝土施工养护方法;以及混凝土板的缩缝切割时间等。针对以上原因,主要采取一些措施来避免横面断板现象的出现。
1)处理基层。浇筑基层控制好洒水量,降低摩阻系数,减少由于阻力产生的拉应力,还可以阻止基层过多吸收混凝土中水分,以减少湿度和降低翘曲产生的弯拉应力。
1)处理基层。浇筑基层控制好洒水量,降低摩阻系数,减少由于阻力产生的拉应力,还可以阻止基层过多吸收混凝土中水分,以减少湿度和降低翘曲产生的弯拉应力。
2)尽量选用拉弯强度大,低水化热,收缩小的路用水泥。尽量选用同一厂家的同一标号品种的水泥,减少混凝土收缩和保证混凝土早期的强度。
2)尽量选用拉弯强度大,低水化热,收缩小的路用水泥。尽量选用同一厂家的同一标号品种的水泥,减少混凝土收缩和保证混凝土早期的强度。
3)恰当的配合比和合理的施工工艺。合适的配合比对混凝土的强度和收缩的作用非常重要。实践总结,在施工过程中应避免高温施工,应及时抹光混凝土板,提前进入养生工作,以减少混凝土板的翘曲应力;为了提高混凝土的密实度和早期的强度,增强抗拉能力,可采用真空吸水和混凝土二次振捣工艺;
3)恰当的配合比和合理的施工工艺。合适的配合比对混凝土的强度和收缩的作用非常重要。实践总结,在施工过程中应避免高温施工,应及时抹光混凝土板,提前进入养生工作,以减少混凝土板的翘曲应力;为了提高混凝土的密实度和早期的强度,增强抗拉能力,可采用真空吸水和混凝土二次振捣工艺;
4)把握好切缝时机。混凝土板达到一定强度后一定要及时切缝。解决断板问题的重要环节就是切缝时机的把握。切缝时间一般选择在最大拉应力出现之前,具体时间与施工时的气温,湿度等因素有关。
4)把握好切缝时机。混凝土板达到一定强度后一定要及时切缝。解决断板问题的重要环节就是切缝时机的把握。切缝时间一般选择在最大拉应力出现之前,具体时间与施工时的气温,湿度等因素有关。
4.2水泥混凝土路面纵向断板
4.2水泥混凝土路面纵向断板
实际调查显示,水泥混凝土路面纵向断板问题一般是交付运营后在局部路段出现的,可能是有以下一些原因导致的,混凝土早期强度较低,开放较早,重型车辆行驶造成基础薄弱部分产生裂缝;还有就是基层局部路段的坑凹和弹簧层也会导致产生裂缝;改建的道路,新旧基层结合处,由于路基压实度不一样,也能造成混凝土板产生裂缝。
实际调查显示,水泥混凝土路面纵向断板问题一般是交付运营后在局部路段出现的,可能是有以下一些原因导致的,混凝土早期强度较低,开放较早,重型车辆行驶造成基础薄弱部分产生裂缝;还有就是基层局部路段的坑凹和弹簧层也会导致产生裂缝;改建的道路,新旧基层结合处,由于路基压实度不一样,也能造成混凝土板产生裂缝。
4.3水泥混凝土路面干缩裂缝问题
4.3水泥混凝土路面干缩裂缝问题
在水泥混凝土路面路面施工过程中不免会出现干缩裂缝,一般不会影响路面正常使用,但是会降低路面的耐磨性和耐腐蚀性,加剧风化,缩短使用寿命,因此要尽量避免干缩裂缝的产生。产生这种现象的元素主要是施工时气温过高,风速过大等,应及时洒水补充水分,当强度达到一定程度及时养生。
在水泥混凝土路面路面施工过程中不免会出现干缩裂缝,一般不会影响路面正常使用,但是会降低路面的耐磨性和耐腐蚀性,加剧风化,缩短使用寿命,因此要尽量避免干缩裂缝的产生。产生这种现象的元素主要是施工时气温过高,风速过大等,应及时洒水补充水分,当强度达到一定程度及时养生。
4.4水泥混凝土路面摊铺后的养护问题
4.4水泥混凝土路面摊铺后的养护问题
混凝土路面摊铺后需要养生,目前使用最广泛的养生方法是喷洒养生剂同时覆盖薄膜,这是由于水泥混凝土中的水分可以实现充分自养。但是在实际施工过程中,有时会发生养护施工疏忽造成自养水份不足的问题。养生问题规范并未明文规定强制的方式,具体养生方法由施工单位自主决定。路面混凝土施工养生的总原则是:要求水泥混凝土路面养生的前七天内表面不能出现干燥发白现象。
混凝土路面摊铺后需要养生,目前使用最广泛的养生方法是喷洒养生剂同时覆盖薄膜,这是由于水泥混凝土中的水分可以实现充分自养。但是在实际施工过程中,有时会发生养护施工疏忽造成自养水份不足的问题。养生问题规范并未明文规定强制的方式,具体养生方法由施工单位自主决定。路面混凝土施工养生的总原则是:要求水泥混凝土路面养生的前七天内表面不能出现干燥发白现象。
5 结束语
5 结束语
为了确保水泥混凝土路面施工质量,杜绝相关问题的产生,就必须做到各项工序层层把关,丝毫不能松懈,切实加强控制施工质量,发现问题及时分析,解决,事后总结原因何在,为日后的路面施工提供经验。
为了确保水泥混凝土路面施工质量,杜绝相关问题的产生,就必须做到各项工序层层把关,丝毫不能松懈,切实加强控制施工质量,发现问题及时分析,解决,事后总结原因何在,为日后的路面施工提供经验。
参考文献:
参考文献:
[1] 任明科,崔书东等.对水泥混凝土路面施工注意问题的探讨及分析[J].黑龙江交通科技,2006(10).
[1] 任明科,崔书东等.对水泥混凝土路面施工注意问题的探讨及分析[J].黑龙江交通科技,2006(10).
[2] 杜瑞民.浅谈水泥混凝土路面质量控制[J].中小企业管理与科技,2009.
【关键词】平整度影响因素 提高
【 abstract 】 this paper analyzes the concrete road surface roughness on the quality of the road surface and influence factors of influence degree, and combined with actual situation proposed to guarantee and improve the cement concrete pavement roughness of the measures.
【 key words 】 factors affecting flatness improvement
中图分类号: U416.216+.3 文献标识码: A 文章编号:
混凝土路面因其具有强度高、稳定性好、美观及使用寿命长等优点,因此在市政道路建设中被应用广泛,尤其在新型开发区及经常重型交通的道路,混凝土路面的优点更为突出。笔者于2010~2011年参与了邯郸市西环道路工程,该工程全长6.38km,因为考虑邯郸钢铁集团的车辆出入,设计快车道面层为36cm厚的水泥混凝土,施工中通过实际操作及观察路面运行状况,切身感受到水泥混凝土路面平整度的好坏直接影响路面的使用质量和行车的舒适性。先将实际感受总结如下,与大家分享:
工程实例:2010~2011年施工的邯郸市西环市政道路工程,全长6.38km,双向六车道,路面单幅净宽15m,绿化带6m;结构形式:抗折强度为5.0MP混凝土面层板厚36cm,8cm 厚沥青混凝土垫层,40cm厚水泥稳定碎石垫层;于2010年7月 10日开工,2010年12月20日快车道竣工。
在完成试验段及几个重要路口的面层施工后,我们发现了一些问题:在单位板块范围内有鼓包、缓坑、浅搓板状波浪;在混凝土板面上留下了脚印及其他养护覆盖物的痕迹并发现放行路段有汽车行驶颠簸迹象等。针对以上问题,项目部特召集所有技术管理人员现场查原因找问题,从技术、材料、人员及机械操作、后期养护等方面逐一分析排查,总结分析如下:
1、影响市政道路施工中水泥混凝土路面平整度的因素
(1)搅拌时水灰比控制不严。
(2)原材料使用剂量不准及原材料级配不合理的影响。
(3)施工时振捣不实或振捣过度,或提浆刮平不好。
(4)模板控制不好,人工及机械难以找平。
(5)胀缩缝和施工缝影响路面的平整度。
(6)水泥混凝土路面施工机械和施工工艺的落后,以及施工中的操作不认真。
(7)施工中使用不合格的原材料及施工时间没有掌握好。
2、提高市政道路施工中水泥混凝土路面平整度的施工工艺
从水泥混凝土路面施工工艺和施工流程来看,要想提高水泥混凝土路面的平整度,必须从施工工艺和施工方法上下功夫,从混合料的拌和到水泥混凝土路面的成型应采用先进的大型拌和设备和施工机械设备,以满足施工的连续性和减少水泥混凝土路面施工缝。 为此要求所有施工人员在施工中做到:
(1)坚持配料过磅,并要检查砂石含水量、含泥量及袋装水泥亏重情况,以保证配料准确。 最好使用带电子计量设备的集中拌合塔。并根据天气情况适当调整电子计量设备的使用数值。
(2)必须有专职技术人员检查拌料时间和坍落度,以保证拌和料的均匀性和水灰比准确。
(3)对施工的工作面,必须提早洒水湿润,防止基层吸收混凝土的水份,导致含水量不均。
(4)模板尽量采用钢模,其刚度较好,易于支承稳固,模板平整光洁,使用期长。
(5)对拌和不均匀或运输过程中发生离析的混合料,摊铺前必须重新翻拌均匀,严重时直接返厂废弃,否则不得进行下道工序的施工。摊铺时混合料不得抛掷,不准用铁锨推平。摊铺时要考虑振捣下沉值,并尽量铺平。
(6)本项目要应用平板振捣器及插人式震捣棒来配合使用,要纵横向全面振捣,相邻行列重叠20cm左右,防止漏振和振捣不足,也要防止振捣过度,一般以混合料停止下沉表面泛浆不再冒泡为度,以免产生分层离析。
(7)搓平板和抽浆刮平时,要注意前后工作的衔接,避免出现横向痕迹。
(8)抹面是提高平整度的关键工序。为避免模板不平和模板接头错位给平整度带来不利影响,横向搓刮后还要进行纵向搓刮,同时要辅以3m直尺检查。搓刮前一定要将模板顶清理干净。 同时要掌握施工时间,尽量避开每天温度最高或最低的时候操作。
(9)用拉毛压纹的方法来提高路面的平整度。压纹器应尽量短,以20cm为宜。掌握好压纹的方法,使压纹出来后均匀、深浅一致。
在制定了详细的施工要求后,各级管理人员以身作则,严格施工。施工中做好了事前、事中、事后的控制。实测平整度和相邻板块平整度均达到90%以上。重点解决了混凝土相邻板块的平整度存在有凹坑,接茬不顺,边角收口存在不平整,大幅板块实测平整度不过关等问题,也为顺利移交此项目奠定了良好的基础。
关键词:高速公路;水泥混凝土路面;病害;养护
中图分类号: U412.36+6 文献标识码: A 文章编号:
以往我国在高等级公路建设中广泛采用水泥混凝土路面结构形式的原因,一是,当时国产沥青的生产质量难以保证,沥青路面结构形式的使用寿命难以保证,而养护措施合理的情况下水泥混凝土路面较为经久耐用;二是当时沥青的生产及施工需要较大的资金投入,而水泥混凝土经济方便、设备简便、工艺简单,同时施工时间不受季节影响,可行性较高。但是设计缺陷、施工不规范、养护不足使高速公路水泥混凝土路面在近年来出现大量损坏,不得不投入高额的修补费用。
因而做好高速公路混凝土路面养护,避免路面损坏对于延长高速公路服务性能和服务寿命有着重要的意义。
1.水泥混凝土路面常见病害及其成因分析
根据高速公路水泥混凝土路面病害的常见类型,分析路面损坏的原因,不但为高速公路水泥混凝土路面设计和路面施工提供了经验,更为水泥混凝土路面的养护工作提给出了有力的依据。纵观近年来我国高等级公路水泥混凝土路面损坏的原因,主要包括以下几种情况:路面设计不合理、施工操作不规范、交通载重量过速增长、超载、基层材料选用不当、排水系统设计缺陷、养护不当等等。养护措施完善的条件下,水泥混凝土路面的使用年限要比其他路面形式长,但水泥混凝土路面一旦出现损坏则会迅速发展为严重的破损。高速公路中常见的水泥混凝土路面病害包括以下几种情况:
1.1接缝病害
接缝病害指的是高速公路水泥混凝土路面的接缝处混凝土爆裂,或者填缝处的填料老化脱落从而形成散失、缺损的现象。接缝碎裂的形成大多是由路面工程施工过程中对传力杆的控制不当造成的;而填料散失一方面是由于填缝材料选用不当,与混凝土的结合能力较差,另一方面是由于填缝材料更换不及时。
1.2路面变形
高速公路水泥混凝土路面变形包括两种情形:一是路面错台。路面的错台一般发生在接缝和裂缝处,由于水渗入这些地方,水的特质使其发生冲刷作用,基层组成发生改变,部分出现粉细料质地,车辆经过时板块间具有抽吸力作用,导致粉细料向内聚集,出现版块的高度差异,接缝的质量也影响版块和基层碎屑的向内移动,另外还有版块拱起的原因,一般是两块相邻的水泥板之间发生明显的拱起,由于板下的基材发生膨胀,这种情况一般发生在发生在陡坡或者弯道等地方,大部分都是因为纵向失稳形成的。
1.3路面裂缝
路面裂缝由龟裂、线裂、破碎裂三种缝隙组成。大部分都是施工时产生的,少数的是由自然原因所引起的,主要因素对已浇路面养护不及时,遇到恶劣干燥天气,强度无法抵御这种天气,而混凝土收缩过于急速造成开裂;基层材料或混凝土材料不能充分拌匀,造成强度不均衡形成裂缝;由于锯缝不及时或切缝深度过浅,应力没有及时释放而致裂缝;路面板的分隔尺寸较大造成直力不能彻底释放导致收缩断裂;此外,路面基础不均匀沉降,路面的强度不足,以及水泥标号的差异均可以引起应力裂缝;路面的检查井周边也由于各种不同因素的存在而出现裂缝。
2.高速公路水泥混凝土路面的养护对策
高速公路水泥混凝土路面的养护中要预防性养护、重点养护和经常性养护相结合,既要针对上文所述常见病害采取预防性养护对策,又要针对已经形成的病害进行重点养护,同时做好经常性养护提升水泥混凝土路面的整体强度以防破损产生。
2.1预防性养护
混凝土的的破坏一般都是从微小裂口开始的,针对混凝土路面的特点,我们通过预防性的养护达到节约资金、降低养护费的、又能提高道路使用寿命的目的,例如,发现有损害较轻的采用压浆法处理,基本原理是通过吧水泥灌注的方法进行空隙填充,并把内部已经成液化的泥浆弄出来,使板和基层增强联接,防止地表水下渗,根据板块的裂缝大小和相邻板块的裂缝情况来决定是否压浆。
预防性养护即根据高速公路水泥混凝土路面的常见病害加强观察,当发现细微裂缝或破损时就根据水泥混凝土的破坏特点采取有效的养护和修补措施,预防病害的产生和发展。例如:一)在混凝土板块微裂缝或裂缝初期,采取用环氧树脂胶灌缝的办法,灌填混凝土板块的裂缝,以阻止裂缝的继续发展和防止地表面水往下渗透,以达到延缓和阻止混凝土板块破坏的目的,主动预防砼路面早期破坏;二)对于病害较轻的路面般采取压浆法处理。该方法的原理是通过加压把水泥砂浆灌注到砼板底,填充板底的空隙,并把板底已液化的泥浆挤出,从而增强板与基层的联结,防止地表水下渗。原砼板是否进行压浆,取决于板块裂缝的多少,相邻板块的裂缝情况,是否具有压浆价值。
2.2重点养护
重点养护分为“ 逐块换板法” 和“ 整段加铺法”两种。“ 逐块换板法” 就是对已破坏混凝土板块挖除以后 , 进行基层处理( 多数为低标号混凝土作为基层) , 再在其上重新铺筑混凝土板块。“ 整段加铺法”就是针对大纳路川境段的特殊路段, 即排水不良, 路面破损相当严重的路段 , 采取将原已破坏的混凝土路面进行补强处理 , 在原路面上重新铺一层混凝土面层作为路面。
2.3经常性养护
高速公路水泥混凝土路面的经常性养护可归结为:一)对路面保持清洁,经常进行清除,对混凝土接缝处进行重点处理,对混凝土板的延伸缝进行重点养护处理,这是路面使用质量的重中之重,对路肩草这样可积水的地方进行处理,防止道路旁出现积水,最少每个季度处理一次,保持道路旁边畅通,暴雨之后进行查看处理;二)必备需要的交通工具,协助设置有效合理的路面标志,协助搞好路面管理,要对公路绿化进行统筹管理。
3.总结
综上所述,高速公路水泥混凝土路面在适当的养护条件下具有较长的使用寿命,但一旦发生破损将迅速发展为严重的路面病害。因而应强化高速公路水泥混凝土路面的养护,认真分析常见病害的类型、成因,并结合水泥混凝土路面破损规律采取针对性的养护对策,通过预防性养护、重点养护、经常性养护相结合的养护方式保证水泥混凝土路面的强度和完整性,进而延长其适用寿命和提升其服务性能。
参考文献:
[1]赵欣.探讨水泥混凝土路面的养护.[J].科技与生活.2010(18):92.
[2]程航.水泥混凝土路面预防性养护.[J].黑龙江科技信息.2011(10):294.
[3]张占强、高建筑、王紫印.浅议水泥混凝土路面养护.[J].中国房地产业.2011(6):283.
[4]张智刚、段沁.浅谈水泥混凝土路面养护与修复.[J].商情.2012(6):222.
[5]王稷良、田波、张擎.路面水泥混凝土的早期塑性开裂性能.[J].公路交通科技.2012,29(4):1-5.
作者简介:
关键词:水泥混凝土路面;裂缝;防治;措施
水泥混凝土路面具有强度高、承载能力强、维护费用低、稳定性好等特点,逐步在道路建设及城市道路工程中广泛使用。与此同时国家加大基础设施建设的力度,水泥混凝土路面施工在乡村也较以往增加。因此,应该注重公路路面的工程质量,尽量减少水泥混凝土路面的裂缝。裂缝是水泥混凝土路面常见的问题之一,水泥混凝土路面的损坏,80%是由裂缝引起的。但水泥混凝土的裂缝又是一个难以根除的难题,要想延长公路的使用寿命,必须在施工中提高施工质量,尽量减少裂缝(根除裂缝不可能)的产生;在道路投入使用后,控制车辆的荷载重量。现将减少混凝土路面裂缝的措施总结如下。
1水泥混凝土路面裂缝的3个阶段
一般情况下,水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂缝,公路投入使用后,由于荷载作用,微裂缝变成宏观裂缝;宏观裂缝继续发展,最后造成公路断板。这个过程大致可以分3个阶段:第1阶段是在浇筑和凝结过程中产生的初期损伤和开裂,形成微裂缝;第2阶段是使用期间荷载造成的损伤加剧和裂缝扩展,形成宏观裂缝;第3阶段是断裂破坏阶段。
2水泥混凝土路面裂缝的几种类型
2.1沉降裂缝
可分为2种情况:一是混凝土浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时产生泌水,在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动,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 h发生,属硬化前裂缝。待沉降终止时迅速进行处理,重新加压抹平,使裂缝闭合。
2.2温度裂缝
混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。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。防止温度裂缝应合理选择级配,采用水化热较低的水泥,减少水泥用量及用水量,降低混凝土膨胀值。在施工管理中应重视人工降温措施,切缝要及时。
2.3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。干缩裂缝多发生在高温炎热季节,混凝土表面水分散失快,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,也会引起表面裂缝。
2.4超载裂缝
由于交通运输业的迅速发展,超载车辆越来越多,造成水泥混凝土路面损坏,致使路面开裂断板。据有关资料记载,汽车超载情况相当普遍,超载率达到了40%~80%,超出限载吨位2~3倍,车载重量达到了60 t,相当于一节火车的载重量,汽车超载严重损害了公路。
3防治混凝土路面裂缝的措施
3.1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。
3.2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(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测定,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。
3.3施工中严把每道工序质量关
混凝土拌和时,如果集料温度过高,应采用降温措施后再配料拌和的办法。如果采用撒水降温方法的方法,应及时测定含水量,调整拌和用水量,以保证水灰比值不变。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。
3.4严格禁止超载超重车辆上路
超载超重车辆已成为破坏水泥混凝土路面的首要因素。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,其与车辆轮胎对路面的静止压力有关。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。同时要采取限速措施,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。
水泥混凝土路面裂缝产生的原因是比较复杂的,它和设计、施工及原材料的质量均有密切关系,但通过一些措施,可以最大限度地减少裂缝的产生,延长道路的使用寿命,改良路况。总之,要减少水泥混凝土路面的裂缝,首先,在设计施工时严格按质量要求完成每一道工序;其次,在道路养护过程中,严禁超载超重车辆上路。把握好了这2点,工程质量就会达到理想的效果,道路也会在设计寿命期间安全使用。
4参考文献
[1] 中国建筑科学研究院.GBJ 50204―92混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2] 中华人民共和国交通部.GBJ 97―87水泥混凝土路面施工及验收规范[S].北京:中国计划出版社,2000.
【关键词】水泥混凝土路面;裂缝病害;防治
路面通常有沥青混凝土和水泥混凝土路面,相比于沥青混凝土路面水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、使用寿命长、施工简单等特点,在市政道路中应用广泛。由于路面结构直接承受交通荷载的作用,同时受气候、水、温度等因素的直接影响作用,因而在使用过程中是最容易受到破坏的结构层。根据多年市政道路混凝土施工和维修养护经验,同时笔者结合在陕西省西安市东二环高架桥工程和西安市内环路维修改造工程实践经验,对水泥混凝土路面常见的裂缝及其成因进行分析,并提出预防和治理的个人见解,供同仁探讨。
1 水泥混凝土路面裂缝病害与成因
1.1 横向裂缝
横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝,西安市内环路维修改造工程施工前,经项目部组织对原混凝土路面病害进行统计调查发现,旧水泥混凝土路面存在的主要裂缝为横向裂缝,几乎每个10m就有至少一条横向裂缝。而在陕西省西安市东二环高架桥工程时由于施工切缝不及时出现了横向裂缝,根据分析,我们初步认为横向裂缝主要产生原因是水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝,一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期。陕西省西安市东二环高架桥工程出现早期裂缝后,项目部及时组织相关人员对裂缝产生原因进行分析,认为由于施工切缝不及时导致横向裂缝的产生,由于当时施工时间为7月份,正是西安市的气温较高的期间,头天施工的混凝土,等到次日进行切缝,由于混凝土失水干缩导致裂缝产生,为此项目部决定,在施工时及时切缝,当天早晨施工的路面,必须在下午进行切缝,采取这一措施后,再未产生横向裂缝。
1.2 纵向裂缝
纵向裂缝是指跟路线走向平行或基本平行的裂缝。通过对西安市内环路旧水泥混凝土路面纵向裂缝的调查后发现,纵向裂缝产生原因主要是由于路基沉降的不均匀导致出现不均匀裂缝,路基填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当导致路基沉陷引起路面纵向裂缝;市政工程地下沟槽等隐蔽构造物施工质量不好,它的沉陷导致水泥混凝土面板悬空,从而导致纵向裂缝的产生;新旧路接触部分处理不好导致不均匀沉降产生纵向裂缝;基层碾压不实,未达到压实标准,基层搅拌不匀导致不均匀沉降,产生纵向裂缝;过早的开放交通,在混凝土强度未达到设计强度就开放交通导致产生纵向裂缝。
1.3 板角断裂
在水泥混凝土路面施工时由于板块四角振捣不实板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝。从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生。
1.4 胀缝、施工缝、锯缝处剥落或碎裂
接缝碎裂是指水泥混凝土路面板接缝两侧倾斜的剪切挤碎现象。在西安市内环路改造前期旧路面病害调查时发现,旧路面胀缝、施工缝、锯缝处均存在剥落与碎裂现象,项目部组织相关人员进行详细的分析病害产生原因认为主要为以下原因:各种缝填料不合格或未填满,导致泥砂碎石等杂物堵塞胀缝、施工缝阻碍了板块的热膨胀,从而导致应力集中使板端胀裂;施工缝先施工板块边缘养护不足时为了赶工期在浇筑相邻板块时,没有做好成品保护,导致先施工板块边缘混凝土强度未达到强度就破坏,在车轮荷载作用下,很快反映到表面上来产生局部剥落或裂缝。
2 水泥混凝土路面病害防治方法
2.1 水泥混凝土路面裂缝预防措施
(1)严把材料关。施工中严格按规范要求选材,集料选择应不具有碱活性且耐磨、坚硬、洁净,水泥选择低热、低收缩的不低于42.5级水泥,保证水泥早强和减少收缩。
(2)严格按照市政道路路基施工规范进行路基施工,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑,严格按照路基施工要求,保证路基施工质量,保证路床的稳定度与压实度;基层应具备较高的密实度、足够的强度和水稳性应使用水泥和石灰水稳层,尽量使用低碱性水泥或掺粉煤灰的保证基层质量。
(3)提高混凝土本身的性能,水泥混凝土产生裂缝的根本性原因在于极限拉伸应变值太小,不足以抵抗变形,可采用较高标号的混凝土、采用碎石配置混凝土、采用较小粒径的碎石提高混凝土极限拉伸值,配置混凝土严格控制水灰比和水泥用量,根据经验人工铺筑的水灰比不宜>0.45,机械摊铺不宜>0.5选择合适的集料级配和砂率;可以适当的减水剂和早强剂等外加剂起到减小水灰比、节约水泥、缩短养生期,并提高混凝土的面板的使用寿命和外观质量,较少裂缝有很多作用。
(4)通过试验段施工来核准所用材料配比、拌和方式、机械实效、松铺系数、允许延迟时间、每个作业段适宜长度等问题。经试验段铺筑积累经验,在全面施工中严格按照施工段总结的方法施工,并在过程中加强水泥混凝土拌和均匀,振捣完全充分密实;保证切缝的温度和时间,切缝要及时;养生到位;搞好施工缝、缩缝、胀缝的处理;构建科学的排水设施,防止路表水渗入。
(5)混凝土浇筑后及时覆盖养生,尤其在夏季要交完一段养生一段。凭一般经验,养护的标准时始终使混凝土表面湿润,并保证养生期。
(6)避开高温、大风、降雨天气施工,如果施工根据实际情况调整用水量和养生时间。
(7)及时切缝,适当的切缝时间对保证混凝土施工整体质量有很大关系,切缝迟了,由于大面积混凝土约束会出现裂缝,一般混凝土切缝时间为拆模后12h。
2.2 水泥混凝土出现裂缝的处治措施
(1)对于水泥混凝土板裂缝的现象,可采用灌浆处理,可采用HZ/HD补裂缝材料进行灌浆处理,4h后开放交通。对裂缝的彻底处理,可在裂缝两边各30~40cm范围内将混凝土板凿除,放置钢筋网再浇筑与原来面板标号相同的混凝上,夯捣密实后,磨光拉纹,两侧应设置缩缝,缝内填充沥青材料防止雨水渗入;对于基层已遭破坏的裂缝,或发生断板烂板及胀缝破坏的路面,需将混凝土板大面积凿除,结合实际对基层进行处理后,再沿用以上办法处理。
(2)对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀缝、施工缝、缩缝处的局部破坏现象,要在比破损范围大10cm~20cm区间内全板块长度和宽度范围将板块全部凿除重做,必要时增设钢筋网重新浇筑
(3)对于水泥混凝土断裂,一般采用将整块板凿除在处理好基层以及路基后,重新浇筑新的凝混凝土板。
3 结语
由于设计、施工、使用过程中存在某些不足,也由于混凝土自身的原因和路基、基层的施工质量、道路通行情况、导致水泥混凝土路面产生各种不同裂缝。只要严格执行施工操作规程和技术要求,施工中切实抓好路基、基层、水泥混凝土的施工规程,抓好施工管理,科学施工、规范操作,必将有效降低混凝土裂缝的出现几率,保证道路的正常使用周期。
【参考文献】
[1]中华人民共和国交通部.JTG F30―2003 公路水泥混凝土路面施工技术规范 [S].
[2]中华人民共和国交通部.JTG F30―2003 公路水泥混凝土路面养护规范[S].
Abstract: Cement concrete pavement has been widely applied to road construction, as its large carrying capacity and good stability. According to the crack problems in the actual construction of the road, in the paper, we attempt to study the causes of cracks by analyzing temperature deformation, shrinkage, subgrade settlement, materials and construction quality. Also, the corresponding preventive measures are provided.
关键词: 水泥混凝土路面;裂缝;原因;预防措施
Key words: cement concrete pavement;crack;reason;preventive measure
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)33-0067-02
0 引言
水泥混凝土路面,它具有承载能力大、稳定性好、整体性好、使用寿命长、经济性好等优点而被广泛应用到道路建设中。但它也存在着不足的一面,像水泥混凝土路面施工材料用量大、开放交通迟、接缝较多、修复困难等缺点。倘若哪一环节出现问题解决不好,都将会影响路面的正常使用。从我们施工过的新老校区、住宅区路面的使用情况看,常发现一些质量问题,诸如混凝土板体下沉、错台、裂缝等等,尤以裂缝最多见。这种结构性破坏现象,对混凝土路面的使用寿命危害极大,如何防治混凝土路面裂缝的发生仍是丞待解决的技术难题之一。
1 工程概况
郭杜新校区环道、北大门、东大门道路工程,道路为12m宽,双坡4车道。道路路面结构:由上至下依次为200mm厚C30水泥混凝土路面、表面机刻纹;20mm厚粗砂垫层;200mm厚3:7灰土基层,压实系数≥0.95;素土夯实(压实密度≥98%);抗折强度4.5MPa。道路开放使用以来,整体上看路面施工质量还是不错的。但是,存在的问题也不容忽视,比如路面发现有不少裂缝存在,裂缝宽度在1.5~3mm左右,长度3~5m,多出现在缩缝附近,基本与板体垂直。它不仅影响美观,在行驶荷载作用下也会加速其发展成贯通裂缝,严重影响车辆正常行驶,通过实际路面的施工,观察使用效果,分析总结出水泥混凝土路面裂缝产生的原因以及防止裂缝产生的控制措施。
2 水泥混凝土路面裂缝产生的原因
2.1 温度变化引起的裂缝 混凝土板体由于受温度的变化产生体积膨胀和收缩。温度变化取决于施工季节、施工温度、施工养护等因素。比如白天的高温,使板体顶面温度高于底面温度,这种温差会造成板体中部的隆起;夜晚温度降低,使板顶面温度低于底面温度,使得板体的边缘翘起。而这些变形会受到板底与基层表面之间的摩擦阻力和粘结作用以及板的自重和车轮荷载等的约束,使板体产生过大的拉应力,板体就被拉裂,产生裂缝。
2.2 收缩引起的裂缝 混凝土路面在夏季施工时,由于气温高,混凝土表面水分蒸发速度过快,在板面产生干缩,这种干缩变形又受到内部混凝土的约束,导致表面裂缝的产生。如果在后期遇到气温的骤然降低时,也会在混凝土表面引起很大的拉应力,当拉应力超出混凝土的抗裂能力时,就会在混凝土表面产生裂缝。
2.3 路基沉降引起的裂缝 路基由于强度和稳定性不够而产生不均匀的沉陷,使混凝土板体失去支承能力,加上混凝土又是一种脆性材料,这样在行车荷载作用下板体因脱空产生过大的拉应力而造成破坏,产生断裂裂缝。
2.4 材料或施工质量不良引起的裂缝 使用的水泥安定性不合格,集料含泥量超标或水灰比过大等,使混凝土达不到设计强度要求,抗裂性能变差,加上切缝不及时、养护不当等因素的存在,使混凝土因自身水化反应的收缩、温差引起的收缩产生的拉应力超过混凝土板体自身的抗拉强度,混凝土板就会裂缝。还有基层标高、平整度控制不好,使得路面板体厚度不一致,造成板在薄弱部位(过薄或薄厚交界处)产生裂缝。
3 水泥混凝土路面裂缝的预防措施
3.1 认真把好原材料检验关 合格的原材料是保证水泥混凝土质量的必要条件。路面混凝土使用的水泥应选用强度较高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好的水泥。尽量采用同一厂家同一牌号的水泥,对水泥的各项性能指标要抽样检验,合格后方可使用。选择性质优良和合格的集料,这是保证混凝土具有良好的耐久性和强度等重要性能的先决条件。细集料要用洁净、坚硬、耐久、级配良好的中、粗砂,且细度模数不宜小于2.5,粗集料应满足坚固性、耐磨性等指标要求,并严格控制集料的含泥量。
3.2 严格控制水泥混凝土配合比 混凝土的配合比应根据混凝土所需要的强度、和易性及路面的耐磨性、抗冻融等耐久性要求进行设计。严格控制水灰比,路面混凝土的水灰比应不大于0.5,冬季施工不应大于0.45。在满足施工要求的前提下,尽量减少混凝土的用水量。现场施工时,按照现场测试的粗细集料的含水量,将设计的混凝土配合比换算为施工配合比。
3.3 抓好路基和基层的施工 路基是混凝土路面的基础,必须有足够的强度和稳定性,路基的压实度应符合《公路路基设计规范》的要求,路基验收合格后才可铺筑基层。基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度,基层标高要准确控制,铺设要坚实、稳定、均匀、平整、整体性好,特别是局部低凹补料的部位,要认真压实,基层施工完毕要严格验收,不符合要求坚决不能进行混凝土面板施工。
3.4 加强减摩层(混凝土板体底面和基层顶面间)施工质量 板体在刚浇筑后,混凝土强度不足,当温度发生变化时,混凝土产生伸缩变形,过大的粘结力会导致板块早期开裂。因此在混凝土板体底面与基层顶面间设置滑动层,以减少板体与基层间的摩阻力。在施工过程中,可采用沥青喷涂层或设置砂子垫层等层间减摩的技术措施,减摩层一定要按设计要求的厚度铺设均匀。
3.5 重视混凝土板体接缝的施工 混凝土板体接缝的施工,直接影响着路面的平整度,也是影响路面寿命的重要环节,必须精心设计、精心施工,切实保证接缝的质量与作用。按照设计图纸规定,合理布置胀缝、缩缝及施工缝。胀缝可按间隔30m设置,每隔6m设置一道缩缝,纵缝每隔一个车道宽度3m设一道。而切缝质量的好坏也直接影响着混凝土板体的质量,切缝深度要符合规范要求,切缝时间不宜过早或过迟,应根据气温的不同掌握适宜的切缝时间,一般参照下表来确定。
3.6 做好路面混凝土的养护 混凝土的合理养护,是确保其质量的关键。混凝土路面浇筑后,经过抹面、拉毛完毕,要及时进行养护。当混凝土表面已有相当硬度,用手指轻压没有痕迹时,随即开始养护。高温施工时,混凝土要严防暴晒,以免水分损失过快而产生过量的收缩,低温施工时要做好保温工作。一般是采取上面盖湿草帘、湿麻袋,每天洒水,经常保持潮湿状态,以避免混凝土受到温度、湿度的不同变形而引起的冷缩和干缩。
4 结语
在水泥混凝土路面施工中,要树立牢固的质量意识,加强质量监督,严格按照设计文件及有关施工规范进行施工,采取积极有效的措施,科学管理,杜绝以上各种不利因素发生,才能彻底解决混凝土路面的裂缝问题,提高混凝土路面的工程质量。
参考文献:
[1]中国建筑科学研究院混凝土研究所主编《混凝土实用手册》[M].北京:中国建筑工业出版社,1987:683-717.
【关键词】水泥混凝土路面;病害形成原因;防治措施
1前言
水泥混凝土路面是适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面,具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等诸多优点,因而在许多省市广泛应用。但随着水泥混凝土路面的发展,该类型路面的许多病害也逐渐体现出来,混凝土板的裂缝作为其主要病害之一,日益引起人们的关注。水泥混凝土路面的裂缝按其表现形式可分为龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝等主要的几种。引起各种裂缝的原因是不尽相同的,有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因,作为一名施工管理人员,我主要从施工方面分析一下裂缝产生的原因及可采取的相应的防治措施。
2 裂缝原因分析
2.1 产生龟裂的原因
龟裂指混凝土路面表面产生网状、浅而细的发丝裂缝,呈小的六角形花纹,深度为5~10mm。其原因如下:
2.1.1混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。
2.1.2混凝土在拌制时水灰比过大,模板与基层过于干燥,吸水大。
2.1.3混凝土配合比不合理,水泥用量、砂率过大。
2.1.4混凝土表面过度振捣,使水泥和细骨料过多上浮至表面,导致缩裂。
2.2 产生横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝的原因
横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝指沿着道路中线大致相垂直、平行、斜交的方向产生的裂缝,这几种裂缝往往在行车和温度作用下逐渐扩展,最终贯穿板厚、贯通板面,将混凝土板分割成两块或三块;交叉裂缝是指裂缝相互交叉,将板分割为三块以上(又称破碎板)。
以上几种裂缝在外观和产生原因上具有相似性,严格区分原因有一定困难,故综合谈谈我个人的认识:
2.2.1重复荷载应力、翘曲应力及收缩应力等综合作用。其具体情况有高温下浇筑混凝土,水泥水化速度快,水分蒸发快,使板面产生拉应力,温度降低后,板底产生拉应力,温度梯度作用使路面板翘曲变形;或严重失水,造成干缩缝;或养护不及时、中断,使顶面水分丧失快,收缩迅速,板底则水分丧失慢,收缩慢,导致翘曲产生裂缝;等等。
2.2.2由于施工间隙、延误等原因(如夜间休息、混合料供应不及时使摊铺机械停工等)造成水泥混凝土路面板的搭接、衔接接缝。
2.2.3未按规范要求切缝,切缝时间太迟、切缝深度不够、切缝缝间距过长或浇筑延续时间长,导致混凝土收缩产生的实际拉应力大于混凝土的容许值,而在切缝附近开裂。
2.2.4施工中单块板长、宽值未按设计和规范执行,选用不合理;在设计缝中不能及时填充料或填充材料选用不当,造成渗漏到路基中的水结冰膨胀或落入石子等硬物导致路面起拱开裂而破坏。以上原因易形成纵、横裂缝。
2.2.5由于基层存在问题造成裂缝。具体情况有:
1)土基或基层强度不足;
2)基层混合料拌和不均匀,强度差异大,产生不均匀沉降,导致混凝土路面板开裂;
3)基层平整度不符合要求,使水泥混凝土面板厚度不等,强度有差异,造成面板薄弱部位产生裂缝;
4)软弱基础处理不好,基础湿软或碾压不密实,导致混凝土路面脱空,开裂成缝。
2.2.6施工中只按配合比设计值拌制混凝土,未结合实际找出正确的施工配合比,使混凝土标号失控,水灰比不能严格控制,而产生裂缝。
2.2.7使用质量不合格的原材料或混合料;不同性质的水泥或不同厂家的水泥混用;不同型号、规格、性能的钢筋混用,使得纵横向钢筋直径差异过大;等等。这些因素也是导致裂缝的重要原因。
3 裂缝防治措施
3.1 龟裂防治措施
3.1.1预防措施
为防止混凝土路面产生龟裂,在配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量,选择合适的粗集料级配和砂率。
在浇筑混凝土路面前,将基层和模板湿透,避免吸收混凝土中的水分。振捣混凝土应严格按规范操作,防止过度振捣,使砂浆集聚表面,砂浆层厚度控制在2~5mm范围内。浇捣完毕的混凝土路面应及时用潮湿材料覆盖,认真浇水养护,防止强风和曝晒。大面积浇捣混凝土路面时,应浇筑一段,养护一段,炎热季节要加强表面浇水养护。
2 浅谈水泥混凝土路面裂缝原因及防治措施
3.1.2治理措施
如混凝土板在初凝前出现龟裂,可用铁抹子反复压抹的方法来消除,再加强湿润覆盖养护。必要时可注浆进行表面涂层处理,封闭裂缝。
如在通车使用中出现龟裂,可采用罩面法治理,即将一定范围内的混凝土路面表面破损及疏松的混凝土凿除,刷洗干净后用快速修补材料进行罩面的一种方法。
3.2 横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝防治措施
3.2.1预防措施
1)混凝土路面的结构组合与厚度设计应满通需要,特别是重车、超重车的路段。
2)避免高温作业,温度宜控制在35℃以下,注意昼夜温差,并掺减水剂等外加剂以保持水分;避免大风天气施工,防止表面水分丧失过快;水泥混凝土终凝后即覆盖洒水养护,防止水分丧失过快,产生干缩裂缝,养护时间由水泥混凝土强度增长情况而定,不得少于7天。
3)施工缝尽可能设置于构造物外,不可避免时,应保证施工缝接缝处两侧面板混凝土振捣密实,并有足够的间隔时间,以形成强度。当与原有混凝土路面相接时,应采用机械将原路面连接缝处切割整齐,并清除表面浮尘及松动石子,用水将连接缝处清洗干净后再按规范要求进行接缝。
4)严格控制混凝土的切缝时间和切缝深度。碎石混凝土一般在抗压强度达到6.0~12.0 Mpa左右即可切缝,以切割整齐、无碎裂为度,尽可能及早进行,尤其是夏季,昼夜温差大,更需注意;当连续浇筑长度较长,而切缝设备不足时,可在二分之一长度处先切,然后再分段切。切缝深度应至板厚的1/4~1/3处甚至更多一点。
5)水泥混凝土路面为刚性路面,纵横向缝应及时填充材料,填料应与板的粘结力强,适应混凝土板的收缩,如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理,防止渗水,避免杂物进入缝内。
6)基层应具有较好的密实度、足够的强度和水稳定性,应采用石灰或水泥稳定基层来满足要求。填方路基应严格按规范要求进行,分层填筑,分层碾压,分层测试,做到密实、均匀,以保证路基的稳定、无沉陷。施工还应加强自检,严格控制基层的平整度符合要求,软弱基础应选用合适的加固方法进行处理,并加强碾压质量的控制,保证密实度。
7)通过做试验段取得准确的数据,计算好水泥用量,确定合理的施工配合比。
8)加强原材料及混合料的检验,通过实验严把质量关,不合格的材料严禁使用。同时施工中必须使用同一厂家、同一标号的水泥拌制混凝土,使用的钢筋也必须性能同一,纵横向钢筋直径尽可能一致。
3.2.2治理措施
当板块裂缝较大时,应先沿裂缝两侧一定范围划出标线,标线与中线垂直或平行,然后沿线切齐,凿去标线间混凝土,浇筑新混凝土。
当路面板断裂、破碎或板角断裂时,可将部分或整块破损的混凝土板全部凿除,处理好基层后重新浇筑混凝土。
或者还可使用聚合物灌浆法封缝或沿裂缝全深度开槽嵌入弹性或刚性粘合修补材料,进行封缝防水,使板体恢复使用功能。
关键词:水泥混凝土路面;病害;预防措施;处治方法
Abstract: As one of the main forms of China's highway pavement, the cement concrete pavement plays a significant role in the development of our national economy. Due to the advantages of high strength, high stiffness, low cost, little impact of temperature, long service life, the cement concrete pavement is applied in all grades of highway. However, many diseases occur in the use process of the pavement. In the paper, the types of the diseases and the causes for each disease are analyzed. And based on that, the preventive measures and processing methods against the cement concrete pavement diseases are put forward.
Key words: cement concrete pavement; disease; preventive measure; processing method
中图分类号:U416.216文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
0引言
目前,我国现有的水泥混凝土路面,有相当一部分己接近或超过设计年限,有的虽未达到设计年限,但由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化或设计、施工方面等的种种原因,而出现不同程度损坏、道路使用品质下降的情况,有些水泥混凝土路面的损坏是非常严重的。为此,本文针对水泥混凝土路面病害产生的原因,提出了水泥混凝土路面病害的预防措施和处治方法,为水泥混凝土路面的养护维修及加铺改建提供参考。
1水泥混凝土路面病害及产生的原因
水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等。
1.1表面不规则裂缝
表面不规则裂缝产生的原因大部分是施工中水泥用量大、气温高、养护失水而造成混凝土表面快速失水,引起的干缩裂缝。
1.1.1横向裂缝(胀缝、缩缝)主要由水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等引起。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝,一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期;冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。
1.1.2纵向裂缝主要是路基体填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等,导致路基不均匀沉降,从而使路面板在自重和行车压力的作用下产生纵向裂缝。
1.1.3交叉裂缝产生交叉裂缝的主要原因有:①水泥混凝土路面自身强度不足;②路基和路面基层的强度和水稳定性差;③使用了性能不稳定的水泥,导致浇筑的水泥混凝土路面板产生大面积的龟裂。
1.1.4板角断裂板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素的综合作用产生的。
1.2表面损坏
1.2.1纹裂、网裂、板面起皮和剥落产生的原因主要是水泥混凝土水灰比过大、施工时过度抹面、养护不及时、在水泥混凝土拌和过程中用了含盐量偏高的水和质量低劣的集料,或水泥中的碱与集料中的特定矿物质发生碱硅反应等。为此,在施工过程中,应对集料的质量严格把关,严控用水量,必要时对水的质量进行检验。
1.2.2麻面、露骨麻面一般是水泥混凝土路面施工时,在混凝土初凝前遇雨所致。路面混凝土保护层脱落导致骨料的现象称为露骨,其产生的原因主要是混凝土表面灰浆不足,泌水提浆,从而造成混凝土路面表层强度不足。
1.2.3磨光磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低、水泥及集料等原材料耐磨性差或路面使用时间较长等。
1.2.4坑槽、孔洞坑槽、孔洞产生的原因主要是由于集料含泥量过大,混凝土内有泥土或其他杂物所致。
1.3接缝损坏
接缝包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝。接缝设置的目的是减少或避免由于水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏作用。接缝设置不当或损坏会降低路面的整体使用性能,甚至使路面板更快地遭到破坏。
1.3.1填缝料损坏填缝料损坏的主要原因有:填缝料本身质量不合格,填缝料在长期外界环境作用下老化、脆裂,或由于混凝土路面板受热膨胀、挤压胀缝,致使填缝料被挤出,不能正常复原等。
1.3.2接缝碎裂接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏,泥、砂等杂物侵入胀缝,导致路面板再次膨胀时受阻,或雨水渗入基层和垫层,使基层强度降低,从而导致路面接缝处的变形和破损。
1.3.3唧泥唧泥产生的原因是填缝料破坏,雨水下渗等。
1.4变形损坏
水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处产生的错台、拱起和沉陷等现象。
1.4.1错台错台产生的原因是横缝处未设置传力杆,由于基层或路基体压实不均匀,致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下,产生不均匀沉降。
1.4.2拱起和沉陷拱起产生的原因主要是胀缝被硬物阻塞,或胀缝设置过少,使路面板受热时不能自由伸张。沉陷产生的原因主要是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗,软化基层,甚至软化路基体,使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降,路面板跟着下沉。拱起和沉陷都会对车辆行驶的舒适性和安全性造成很大的影响。施工时合理设置胀缝,运营中有效维护好接缝,可以有效避免此类损坏的发生。
1.5断板
断板产生原因:①混凝土板伸缩缝设置不当;②施工中切缝不及时,时间掌握不当,切缝深度不够;③重车及超荷载车辆的重复作用所致。
1.6桥头搭板下沉
由于台背回填压实度达不到要求,引起搭板下沉。
1.7表面孔洞
由于混凝土中含有泥块所致。
2.水泥混凝土常见病害的预防措施