浅析水泥混凝土路面产生裂缝的原因及控制措施

浅析水泥混凝土路面产生裂缝的原因及控制措施

摘要混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,对一般性混凝土路面出现裂缝的原因、特点等工程中常见的一些裂缝问题进行探讨分析,并针对具体情况提出一些预防、处理措施。

关键词混凝土;裂缝;水泥砼路面;控制措施

裂缝问题一直是困扰公路水泥混凝土路面建设的一个主要问题。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。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2-5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。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,一旦破坏就很难修复。因而,认清水泥混凝土路面的产生病害的原因及相应的预防对策,是当今工程界需要解决的问题。

1路面裂缝产生的原因

1.1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,强度不均匀,表面收缩裂缝增加。2)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。3)养生不及时或养护方法不当。尤其气温高,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,从面形成干缩裂缝。4)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。5)在日温差较大的季度,混凝土表面修整过程中,要避免阳光直射,整修后要及时覆盖养生,防止混凝土白天过多地升温,造成夜间降温时收缩过大。

1.2基层施工原因

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,易在较薄弱路面开裂。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。5)路基发生不均匀沉降,导致混凝土路面开裂。

1.3材料原因

1)原材料不合格。水泥安全性差,强度不足。集料含泥量及有机质含量超标。水泥混凝土中水泥石与集料的界面粘结不良,往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质含量超过规范要求,必然会造成界面缺陷,容易开裂。2)混凝土配合比不当。单位水泥用量偏大。混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分,过多的水泥用量,必然会导致较大的收缩。水灰比偏居。偏大的水灰比,增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度,影响了混凝土强度。施工中计量不准,尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量,会混凝土的配合比的准确性,从而影响其初期强度。

2水泥混凝土路面裂缝预防措施

针对上述造成水泥混凝土路面裂缝原因分析,应采取行之有效的、全面的预防措施,减少裂缝,延长水泥混凝土路面的使用年限,提高行车的舒适性。

2.1基层施工质量控制

1)基层标高、平整度的控制。严格控制基层顶面标高,确保混凝土路面板厚度的均匀一致。按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度,严格按设计及规范要求做透层施工,减少水泥混凝土路面板与基层的摩阻力。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。加强基层养护工作,直到浇筑水泥混凝土路面板。2)路面基层质量的控制。水泥混凝土路面不要求基层有很高的强度,最重要的是基层强度的均匀性、稳定性要好。严格控制细料,以增加基层的水稳性,防止唧泥;确保基层厚度均匀一致,保证强度的均匀;按照设计要求,保证基层的密实度。

2.2施工材料控制

1)不合格材料的控制。严格做好材料管理工作,杜绝不合格材料在水泥混凝土路面施工中使用。对于不合格的水泥严禁使用。集料含泥量超标时应更换料源,选择合格的、含泥量较少的材料,对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。2)严格控制混凝土配合比。按试验混凝土配合比准确配料,采用现代化配料设备准确配料。集料的含水量要及时试验取得,控制适宜的用水量,保持水灰比准确。掺用合适的减水剂,减少用水量,改善和易性。

2.3面层施工工艺控制

1)混凝土路面施工开盘前,要仔细检查发电机、振动梁、提浆机、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,轶面板施工。重新铺装时应按施工缝处理接缝。2)重视混凝土面板养生,采用麻袋覆盖洒水养护。3)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,采用多台

切缝机同时作业,以保证切缝及时。切缝深度为混凝土板厚的1/3-1/4,不宜切缝太浅(少于1/4)或太深(多于1/3),剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。4)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。5)在昼夜温差较大的季节,混凝土表面修整时设遮阳棚,避免阳光直射,修整完成后覆盖养生,以保持温度变化不致太大。6)及时采取措施,封填微裂缝。

3结束语

水泥混凝土路面的养护与修复就成了水泥混凝土路面发展技术中的一项重要内容。水泥砼路面裂缝的产生,是混凝土结构中普遍存在的,它的出现会降低结构的承载能力、耐久性,影响使用等,因此应认真分析各种裂缝产生的原因,采用合理有效的措施防止和处理,确保砼路面的工程质量,并在施工中积累更多的宝贵经验。

参考文献

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[2]闰兴明.水泥混凝土路面接缝破坏原因及预防措施[J].筑路机械及施工机械化,1998,6.

[3]赵茂才.水泥混凝土路面板下封堵设计理论与处治技术[M].黑龙江:哈尔滨工业大学出版社,2003.