王桂安
(中建新疆建工集團(tuán)有限公司,新疆 烏魯木齊 830000)
水泥混凝土路面是一種剛性路面,具有較大的剛度、較強(qiáng)的擴(kuò)散荷載應(yīng)力能力和穩(wěn)定性、較長的使用壽命、施工簡便等特征,但是損壞后對(duì)其的維修、養(yǎng)護(hù)的難度和工程量卻相對(duì)較大。因此,為了保證所鋪筑的水泥混凝土路面的密實(shí)、平整、耐久和安全,必須對(duì)水泥混凝土路面的常見病害及成因進(jìn)行仔細(xì)總結(jié)分析,以建立一套完善的施工技術(shù)對(duì)水泥混凝土路面施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
反射裂縫,即隨著環(huán)境因素(如溫度等)不斷變化,下層舊水泥混凝土板的接縫或裂縫與車輪荷載的反復(fù)作用而產(chǎn)生位移,以致舊混凝土路面加鋪的瀝青罩面產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。舊水泥混凝土面層一般較厚,尤其是在寒冷天氣中,其溫度在面層厚度方向分布不均勻,且隨著深度增加,其收縮量越大,會(huì)引起混凝土面板的翹曲,而導(dǎo)致裂縫或接縫處瀝青面層溫度翹曲應(yīng)力過大而開裂。
交叉裂縫和破碎板是水泥混凝土路面的一種嚴(yán)重破壞形式,對(duì)行車的安全性和舒適性產(chǎn)生較大的影響。目前,隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,公路交通壓力越來越大,且運(yùn)輸超載情況也日益嚴(yán)重,若混凝土路面出現(xiàn)板厚度不足或強(qiáng)度偏低,由于板底脫空而造成基層松散或強(qiáng)度不夠,以及土基的不均勻沉降和地下水位過高路基液化等現(xiàn)象,都可能會(huì)導(dǎo)致路面板出現(xiàn)交叉裂縫或破碎板。另外,如果對(duì)出現(xiàn)縱、橫、斜向等裂縫的路面養(yǎng)護(hù)不及時(shí),路面水會(huì)沿縫隙進(jìn)入到基層或路基,導(dǎo)致基層和路基浸水軟化,隨著重載的反復(fù)作用,造成裂縫擴(kuò)展,以致產(chǎn)生交叉裂縫或破碎現(xiàn)象。
掉角,即對(duì)脹、縮縫或施工縫填料選擇不當(dāng)或者失效,會(huì)造成路面的水沿縫隙下滲。尤其是在板下基層排水不暢,或基層材料細(xì)料過多,基層材料耐沖刷性較差時(shí),在車輛荷載反復(fù)作用下,造成板角應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致路面板出現(xiàn)掉角。為了提高路面板的接縫傳荷能力,以及降低其抗折強(qiáng)度,在施工中,特意用些粗骨料少的混凝土,并進(jìn)行過長時(shí)間振搗,以致表層漿體過多,骨料下沉集中的分層離析;否則會(huì)因振搗不密實(shí),出現(xiàn)蜂窩麻角面,在車輛荷載反復(fù)作用下,出現(xiàn)掉角。
由于對(duì)施工控制不嚴(yán)格以致出現(xiàn)施工質(zhì)量問題,如混凝土材料中夾帶有朽木紙張、泥塊樹葉等雜物,或春季施工水中夾帶冰,因此,混凝土路面表面呈現(xiàn)破損和孔洞。
磨耗層局部脫落是指由于某種車輛摩擦路面而形成破損、緩凝劑級(jí)配不合理或指標(biāo)不穩(wěn)定而耽誤初凝時(shí)間而降低面層強(qiáng)度、振搗過后混凝土板不夠厚度以致使路面面層強(qiáng)度降低,在車輪反復(fù)作用下,出現(xiàn)網(wǎng)裂、脫皮、露骨,甚至麻面現(xiàn)象。
填縫料損壞、接縫碎裂、唧泥以及縱、橫縫啃邊等都是混凝土路面接縫損壞主要表現(xiàn)形式。在混凝土路面施工時(shí)要設(shè)置許多縱橫縫,有縱向施工縫、縱向縮縫、橫向施工縫、橫向縮縫、橫向脹縫、交叉口接縫等。
接縫處的傳力桿設(shè)置不當(dāng),使得接縫處路基和底層受到過大荷載產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土板高低不平而引起錯(cuò)臺(tái),脹縫被堵塞引起的起拱,路基不均勻沉降造成的沉陷等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都是混凝土路面變形損壞的主要表現(xiàn)形式。
混凝土路面的許多常見病害都與路面混凝土的強(qiáng)度息息相關(guān),而混凝土路面的強(qiáng)度直接與澆筑路面混凝土的材料相關(guān)。因此在水泥混凝土路面質(zhì)量控制過程中,原材料占有比較重要的地位,是保證混凝土強(qiáng)度的首要因素,因此嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量是保證水泥混凝土路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵?;炷谅访娌牧现饕ㄋ唷⒋旨?、細(xì)集料、外加劑。水泥作為混凝土路面的主要原材料,其各項(xiàng)指標(biāo)必須符合國家標(biāo)準(zhǔn),必須采用抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、化學(xué)成份等檢測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格檢查。若必要時(shí),應(yīng)控制游離氯化鈣及堿含量,以防止發(fā)生堿骨料反應(yīng),影響路面的耐久性。粗集料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、清凈的材料,如火成巖和變質(zhì)巖,以保證巖石的強(qiáng)度,進(jìn)而保證混凝土的抗彎拉強(qiáng)度,采用反擊式、沖擊式或錘式二級(jí)破碎設(shè)備對(duì)粗集料進(jìn)行加工處理,以滿足其針片狀含量要求。細(xì)集料選擇時(shí),應(yīng)重點(diǎn)控制其含泥量,因?yàn)槠浜嗔恳坏┏瑯?biāo),將大大降低混凝土路面的抗折強(qiáng)度并增加干縮變形。對(duì)外加劑的選用也是控制水泥混凝土路面材料質(zhì)量的關(guān)鍵之一,在外加劑的選擇方面,首先,應(yīng)與水泥性質(zhì)相適應(yīng),否則會(huì)增加混凝土的離析現(xiàn)象而降低混凝土路面的抗折強(qiáng)度;其次,要符合設(shè)計(jì)要求的抗折強(qiáng)度;再次,應(yīng)滿足施工方法對(duì)拌和物工作性能的要求;最后,滿足混凝土路面的最小變形和耐久性要求。
對(duì)混凝土路面原材料質(zhì)量的控制并不能絕對(duì)保證混凝土路面的質(zhì)量,因此在對(duì)原材料進(jìn)行配合比時(shí),應(yīng)保證混凝土路面的強(qiáng)度,需考慮其工程經(jīng)濟(jì)成本。在混凝土工程中,并不是水泥用量越大越好,若水泥用量過大,會(huì)使水泥漿增多,集料之間的嵌鎖力減小,抗折強(qiáng)度提高并不明顯,且會(huì)增加干縮變形,影響路面平整度,易產(chǎn)生開裂,從而白白增加了工程的經(jīng)濟(jì)成本。因此,路面混凝土的單位水泥用量應(yīng)按規(guī)范規(guī)定確定。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),合理控制集料級(jí)配,級(jí)配組成要合理,且根據(jù)水泥混凝土的特殊要求,要控制好外加劑的質(zhì)量、種類和用量。
施工質(zhì)量控制主要可分成以下幾個(gè)部分:拌和質(zhì)量控制、鋪筑質(zhì)量控制以及后期的拆模和養(yǎng)護(hù)等。拌和物應(yīng)均勻一致,有離析、外加劑成團(tuán)或其他非均質(zhì)現(xiàn)象的拌和物嚴(yán)禁用于路面攤鋪。拌和物的坍落度最大允許偏差為±10mm,拌和坍落度應(yīng)為最適宜攤鋪的坍落度值和當(dāng)時(shí)氣溫下運(yùn)輸坍落度損失值之和。鋪筑時(shí)間不能超出混凝土的初凝時(shí)間,夏季不超過30~40min,冬季不超過60~90min,以防止時(shí)間過長而導(dǎo)致固結(jié)而無法成型,影響混凝土路面的質(zhì)量;振搗方式應(yīng)合理選擇,以免造成混凝土分層、離析、表面浮漿和麻面等質(zhì)量問題。若必要時(shí),在初凝前進(jìn)行二次振搗或多次搓壓表面以防止表層裂紋;澆筑完的混凝土必須遮蓋來保溫或者防雨以防止由于溫差、淋雨等原因而造成混凝土路面因收縮不均而產(chǎn)生裂縫等病害。
除了以上幾個(gè)方面外,水泥混凝土路面施工還有一些關(guān)鍵點(diǎn)需要注意質(zhì)量控制?;炷恋呐浣?、接縫傳力桿的質(zhì)量都會(huì)影響到水泥混凝土路面的使用性能,其質(zhì)量問題也是不容忽視。與此同時(shí),施工全部完成后的質(zhì)量檢驗(yàn)也必不可少,只有各項(xiàng)指標(biāo)全部合格,才是高質(zhì)量的水泥混凝土路面。
根據(jù)對(duì)混凝土路面狀況的廣泛調(diào)研分析,本文對(duì)混凝土路面可能出現(xiàn)的病害及成因進(jìn)行了深入的分析,并結(jié)合筆者的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)水泥混凝土路面施工動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制和重要性進(jìn)行了分析,找出了水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。
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