劉偉
摘 要:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,道路運輸在國民經(jīng)濟中發(fā)揮的作用越來越明顯。水泥混凝土由于具有取材方便、施工簡單、抗壓強度高、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點而越來越多的被人們使用,同時混凝土具有抗拉能力差、容易開裂等缺點,導(dǎo)致路面出現(xiàn)龜裂、縱向、橫向、交叉裂縫等現(xiàn)象,影響了水泥混凝土路面的美觀、使用效果及壽命。為此,本文主要對水泥混凝土路面裂縫的類型及預(yù)防措施進行了分析與探究。
關(guān)鍵詞:水泥混凝土;路面;裂縫;預(yù)防措施
1 水泥混凝土路面裂縫的類型
1、溫度裂縫
對于體積較大、散熱較差的大體積混凝土,經(jīng)常會存在溫度裂縫,水泥混凝土路面也是如此。所謂溫度裂縫一般是指由于混凝土體存在溫度差,再加上水泥混凝土的熱脹冷縮特性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各處變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的裂縫。比較常見的溫度裂縫主要出現(xiàn)在混凝土澆筑期間,水泥水化過程中會釋放出大量熱能,由于混凝土體積較大,大量的熱能散發(fā)不出去就會使得混凝土的內(nèi)部溫度急劇升高,導(dǎo)致內(nèi)外溫差快速拉大,在混凝土表面產(chǎn)生一定的應(yīng)力,若應(yīng)力大小超過了混凝土的約束能力,就會在混凝土中產(chǎn)生裂縫。還有一部分溫度裂縫產(chǎn)生在水泥混凝土路面使用過程中,特別是在炎熱的夏季,白天路面溫度較高,而夜間溫度急劇下降,晝夜溫差較大也會產(chǎn)生較大的應(yīng)力,使得混凝土出現(xiàn)裂縫。
溫度裂縫一般只產(chǎn)生在混凝土表面,裂縫走向沒有一定的規(guī)律,通常是縱橫裂縫相互交錯,裂縫寬度隨季節(jié)變化,夏季相對較窄,冬季相對較寬。溫度裂縫若不及時治理很有可能會引起水泥混凝土碳化,影響路面各項路用性能。
2、干縮裂縫
干縮裂縫主要是由于水泥混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)程度不盡相同,變形不同,產(chǎn)生應(yīng)力而引起的,因此干縮裂縫主要出現(xiàn)在水泥混凝土的養(yǎng)護階段。在水泥混凝土澆筑后大約7到10天時間內(nèi),混凝土外部受光照、風(fēng)吹等條件影響水分蒸發(fā)較快,變形相對較大,而混凝土內(nèi)部的水分散發(fā)不出去,變形很小,表面的干縮變形所產(chǎn)生的應(yīng)力若超過了混凝土的約束力,就會產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫寬度相對較窄,多出現(xiàn)在水泥混凝土表面,裂縫呈網(wǎng)狀或平行線狀。干縮裂縫若不及時處理,會增大路面的滲水性,對路面結(jié)構(gòu)和路基的強度產(chǎn)生影響,同時也會產(chǎn)生水力劈裂進一步影響路面的承載力。
3、塑性收縮裂縫
水泥混凝土路面的塑形收縮裂縫一般是指混凝土在凝結(jié)前,因表面風(fēng)干作用失水較快而產(chǎn)生收縮所引起的裂縫,裂縫多發(fā)生在比較干燥炎熱或大風(fēng)天氣。塑形收縮裂縫多發(fā)生在混凝土凝結(jié)過程中,特別是混凝土在終凝之前強度相對較小,混凝土表面受高溫或大風(fēng)的作用失水過快,使得混凝土內(nèi)產(chǎn)生了較大的負壓導(dǎo)致混凝土體積收縮,當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土強度時就會產(chǎn)生裂縫。塑形收縮裂縫長短不一,中間較寬兩邊較窄,一般互不連接,裂縫長度相對較長,有的能達到2m之長。水泥混泥土的塑形收縮裂縫受凝結(jié)時間、水灰比、溫度、風(fēng)速等因素的影響,在工程中應(yīng)予以重視。
4、沉陷裂縫
水泥混凝土的沉陷裂縫主要是因為路面的路基承載力不足產(chǎn)生不均勻沉降而引起的,軟土地基處理不當(dāng)、填土不實、土基浸水都有可能引起水泥混凝土路面產(chǎn)生沉陷裂縫。沉陷裂縫裂縫寬度與路基的沉陷情況相關(guān),多為貫穿性裂縫,裂縫走向也受路基沉陷情況影響,但是在地基變形穩(wěn)定后,沉陷裂縫不會繼續(xù)擴展,基本保持不變。對于寬度較大的沉陷裂縫必須引起足夠重視,大的沉陷裂縫一般會伴有一定的路面錯位,對路面的使用性能具有很大影響。
2 水泥混凝土路面裂縫的防護措施
1、加大開工前的檢查力度。對每天要澆筑水泥混凝土板的施工路段的基層,對其進行全面檢查,檢查內(nèi)容為基層的破損、碾壞、縱橫向斷裂、隆起以及基層灑水濕潤情況。當(dāng)基層被碾壞造成基層料松散、成坑或破損面積不大的部位,要挖除并采用素混凝土進行修復(fù);當(dāng)基層產(chǎn)生縱向擴展裂縫時,要在縱向裂縫所在的整個面板內(nèi),在距離混凝土板底1/3處的高度增設(shè)補強鋼筋網(wǎng),且補強鋼筋網(wǎng)到裂縫端部不能小于5cm。
2、嚴格控制基礎(chǔ)質(zhì)量。對基礎(chǔ)的要求首先要保證有足夠的穩(wěn)定性和強度的均勻、平整、堅固、密實,同時要加強排水設(shè)計,采取必要的防水排水措施,使之遠離路基,減少路基受水侵害的幾率。
3、盡早開始養(yǎng)護。選擇適宜的養(yǎng)護方法及最佳的養(yǎng)護開始時間,盡早開始養(yǎng)護并保持混凝土表面濕潤,可以防止蒸發(fā),減少收縮,保障混凝土表面水化順利進行。因此,一定要加強混凝土的早期養(yǎng)護,在表面收漿后及時予以覆蓋和灑水養(yǎng)護。尤其是在炎熱的天氣或大風(fēng)天氣里,如果不及時覆蓋,混凝土表面的游離水分蒸發(fā)過快,產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時混凝土早期強度很低,其值不能抵抗這種收縮應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。同時必須保證養(yǎng)護的時間,實際養(yǎng)護天數(shù)根據(jù)混凝土強度增長情況而定,一般宜為14~21天。
4、優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計。配合比設(shè)計不當(dāng)直接影響混凝土的抗拉強度,是造成混凝土開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大,水灰比大,含砂率不適當(dāng),骨料種類不佳,選用外加劑不當(dāng)?shù)龋@幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗資料顯示:用水量不變時,水泥用量每增加10%,混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時,用水量每增加10%,混凝土強度降低20%。就混凝土本身的性質(zhì)而言,在混凝土水灰比不變的情況下,水泥漿和砂漿含量較多時,其極限拉伸值也較大。因此,如果采用過大的石料粒徑,也容易產(chǎn)生裂縫。通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計,選用級配良好的大粒徑集料,減少水泥用量,減小水灰比或摻加能減小收縮、防止開裂的材料或外加劑等,可以有效地減少水泥混凝土塑性收縮和干縮,提高混凝土的抗裂性能。
5、減少溫差效應(yīng)。夏季高溫季節(jié)施工時,要將暴曬于烈日下的砂石料灑水潤濕,并盡量避開烈日高溫施工,以防止早期裂縫的產(chǎn)生。冬季施工要備好擋風(fēng)、保暖棚,并采取相應(yīng)的冬季施工措施?;炷辆哂袩崦浝淇s性質(zhì),當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形。若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時,即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?/p>
6、掌握合理的拆模時間??v縫施工時,對已澆混凝土板的縫壁要均勻地涂刷二道60 # 瀝青,以減小側(cè)面的摩阻力,并把先澆與后澆的混凝土板隔開,防止斷裂傳遞。在模板接頭處,從模板內(nèi)側(cè)用油毛氈或水泥袋紙堵縫,防止?jié)仓甑陌鍓K側(cè)面暴露,同時,達到拆模強度時及時拆模,消除模板造成的板塊側(cè)面受力不均。
3 結(jié)束語
綜上所述,造成水泥混凝土路面裂縫的原因有很多,既包括內(nèi)在原因,同時也包括外在因素。因此在施工中要認真分析可能造成混凝土路面早期裂縫的原因,采取積極有效的措施,加強施工質(zhì)量安全監(jiān)督管理,以達到科學(xué)施工目的。
參考文獻
[1] 沈金安,李福普,陳景.公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策[M].北京:人民交通出版社,2012.
[2] 吳國雄,易志堅,何兆益.水泥混凝土路面開裂過程研究[J].公路,2011(10).
[3]蘇清林. 水泥砼路面裂縫成因及預(yù)防措施[A].沿海企業(yè)與科技, 2007(04):137-140.
[4]李偉. 水泥混凝土路面裂縫的原因及維修措施[J]技術(shù)研發(fā), 2011(10)