穆杰
摘 要:水泥混凝土具有較強(qiáng)的抗壓、抗寒、耐腐蝕等優(yōu)良性能,被廣泛應(yīng)用于公路路面施工之中,但由于路面施工環(huán)境復(fù)雜,混凝土路面常出現(xiàn)裂縫等問題,不僅嚴(yán)重影響道路力學(xué)性能、耐久性性能,更不利于為人們提供安全的出行條件,所以,在水泥混凝土路面施工時,針對常出現(xiàn)的裂縫情況,需采取有效防治措施,保證道路的正常使用,延長路面使用年限。
關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面;路面裂縫;防控措施
水泥混凝土道路由于其施工操作的便利和良好的性價比,目前在城市小區(qū)、鄉(xiāng)村應(yīng)用仍較為普及,但施工操作稍有不當(dāng)混凝土道路路面極易產(chǎn)生裂縫。一旦不能對路面裂縫及時處理,隨著時間的推移,路面裂縫將加大、加深,嚴(yán)重影響公路整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性,為公路工程埋下較大的安全隱患,由此可見,加強(qiáng)對混凝土路面裂縫成因與防控的分析是非常有必要的。
1 水泥混凝土路面裂縫分類
1.1 結(jié)構(gòu)裂縫
混凝土路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫,主要是從路面較為薄弱的地方開始,例如:地基等,裂縫通過混凝土斷面,上下貫通之后,裂縫會不斷深入,影響路面整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固與安全,嚴(yán)重甚至導(dǎo)致路面整體坍塌。
1.2 溫度裂縫
溫度裂縫通常產(chǎn)生于混凝土斷面比較薄弱的地方,如局部混凝土斷面寬度或厚度較其他地方變小處、局部混凝土振搗不密實(shí)處、沒有經(jīng)過薄膜覆蓋等養(yǎng)護(hù)措施處。溫度裂縫一般都是有規(guī)則的、通長的,裂縫的分布比較均勻,一般出現(xiàn)在混凝土終凝后。
1.3 收縮裂縫
收縮裂縫產(chǎn)生原因有很多,比如:完成對路面的澆筑施工后,混凝土自身不斷硬化時會吸收大量的水分,若此時未能及時的進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù),直接受到風(fēng)吹日曬,則混凝土表面處在游離狀態(tài)的水將快速蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生一定程度的體積收縮,此時由于混凝土還沒有形成足夠的早期強(qiáng)度,所以無法抵抗變形應(yīng)力,使混凝土的表面出現(xiàn)裂縫;混凝土所用原材料的質(zhì)量不合格,比如水泥自身具有很大的收縮率;使用的砂、石料有很大的含泥量;骨料針、片狀顆粒含量過多;在混凝土當(dāng)中添加有并不適宜的外加劑,導(dǎo)致混凝土過度初凝,在表面產(chǎn)生龜裂;由于水灰比較大,在振搗完成后導(dǎo)致某處砂漿過于集中,產(chǎn)生過度收縮現(xiàn)象,導(dǎo)致表面龜裂等原因。
2 水泥混凝土路面裂縫的原因分析
2.1 溫度裂縫產(chǎn)生的原因
在路面混凝土終凝成形之時,混凝土的抗拉強(qiáng)度極低,如果沒有及時切割縮縫,一旦環(huán)境氣溫降低引起混凝土的收縮,在混凝土內(nèi)部會出現(xiàn)很大的拉應(yīng)力,這時極易在混凝土斷面薄弱處產(chǎn)生裂縫[1]。另外,在冬季氣溫較低時澆筑混凝土,如沒有留置脹縫或脹縫留置不合理,當(dāng)環(huán)境氣溫升高后就引起混凝土的膨脹,這時也極易在混凝土斷面薄弱處產(chǎn)生膨脹裂縫。
2.2 收縮裂縫產(chǎn)生的原因
水泥混凝土在硬化凝結(jié)過程,水化反應(yīng)會一直持續(xù),伴隨著一系列的化學(xué)與物理收縮反應(yīng)?;炷猎谀Y(jié)過程中,會產(chǎn)生大量的熱量,混凝土內(nèi)部的水分會加快蒸發(fā),內(nèi)部水分驟減,引起物理收縮;混凝土在水化過程中,會出現(xiàn)水化反應(yīng),導(dǎo)致混凝土自身體積縮小,引起的收縮被稱為化學(xué)收縮。物理收縮與化學(xué)收縮都會直接導(dǎo)致路面裂縫的出現(xiàn)。
2.3 結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因
結(jié)構(gòu)裂縫主要產(chǎn)生原因?yàn)榈鼗驂|層質(zhì)量不合格,未能滿足設(shè)計要求。路面使用時,由于路面受到一定壓力,地基或墊層產(chǎn)生一定不均勻沉降,使路面產(chǎn)生斷裂,嚴(yán)重時還會產(chǎn)生塌陷。比如,地基較為松軟,碾壓不充分,使地基土密實(shí)度無法滿足設(shè)計要求;在雨季施工過程中,如果地基土以黏性土為主,并且含水量相對較大時,未進(jìn)行晾曬或晾曬不徹底直接進(jìn)行碾壓,導(dǎo)致碾壓后的地基變?yōu)椤跋鹌ね痢?墊層施工質(zhì)量不合格, 墊層主要有拌和物墊層與亂石灌漿墊層兩種,其中,對于拌和物墊層,其壓實(shí)度不足,在碾壓完成后墊層實(shí)際密實(shí)度無法滿足設(shè)計要求,或拌和物主要成分及各成分比例不滿足要求或拌和物的拌和沒有達(dá)到均勻,導(dǎo)致墊層強(qiáng)度無法滿足設(shè)計要求。
3 水泥混凝土路面裂縫防控措施
3.1 結(jié)構(gòu)裂縫
路床開挖施工結(jié)束后,需要以基土實(shí)際含水量為依據(jù)確定是否需要進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺疂櫇?。若施工是在雨季進(jìn)行的,則基土實(shí)際含水量必然較大,此時要做好晾曬處理;而如果基土很干燥,則需要進(jìn)行灑水潤濕處理。在對路床進(jìn)行碾壓之前都要對基土實(shí)際含水量進(jìn)行準(zhǔn)確測算,確保基礎(chǔ)實(shí)際含水量始終保持在符合要求的水平,以此使完成碾壓處理的基土, 其平整度和密實(shí)度都能滿足設(shè)計及規(guī)范要求。完成對路床的碾壓施工后, 應(yīng)組織相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行查驗(yàn),及時發(fā)現(xiàn)和清除路床中存在的坑穴、硬物及淤泥[2],并采用換土法進(jìn)行分層夯填。在冬季施工時,注意不可在氣溫低于0℃進(jìn)行施工,否則會使基土受凍。對于管溝和地溝而言,其埋深應(yīng)達(dá)到一定要求,同時其上平標(biāo)高應(yīng)處于墊層結(jié)構(gòu)以下。對路面進(jìn)行澆筑施工時,需在構(gòu)筑物的周圍進(jìn)行伸縮縫的設(shè)置。
3.2 材料方面
施工材料是決定水泥混凝土路面施工質(zhì)量關(guān)鍵性因素,所以應(yīng)嚴(yán)格把控施工材料質(zhì)量。在選擇水泥時,應(yīng)盡量選擇干縮程度較小的水泥,粉煤灰水泥與普通水泥相比較,干縮程度較小,但是在使用過程中,要優(yōu)選F類Ⅱ級以上粉煤灰。水泥在進(jìn)行水化反應(yīng)時,會產(chǎn)生大量熱量,出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象,導(dǎo)致水泥自身體積發(fā)生變化,為了有效控制水泥體積變化, 在施工時應(yīng)采取中低熱水泥拌制,能夠確保水泥硬化效果,有效緩解水泥收縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力,避免水泥路面出現(xiàn)裂縫,夏季施工時,添加緩凝型聚羧酸外加劑,有效抑制水化速率。在進(jìn)行水泥混凝土攪拌時,應(yīng)使用純凈、無雜質(zhì)的水源,能夠避免在攪拌過程中水泥產(chǎn)生其他不良反應(yīng),尤其是一旦與鹽類發(fā)生反應(yīng),將對導(dǎo)致水泥膨脹,造成路面出現(xiàn)裂縫。
3.3 表層收縮裂縫的防控措施
(1)混凝土拌和物的原材料必須經(jīng)過化驗(yàn)合格后方可使用,石子以及砂的雜質(zhì)含量應(yīng)低于國家、行業(yè)規(guī)定的數(shù)值,水泥最好采用收縮率小的普通硅酸鹽水泥。(2)根據(jù)環(huán)境溫度和濕度,設(shè)計使用合適的水灰比。(3) 在夏季高溫環(huán)境下施工時,可以在混凝土中適量添加緩凝劑,適量添加緩凝劑的摻入可以適當(dāng)延長混凝土的凝結(jié)時間,降低早期水化放熱[3],避免或減少收縮裂縫的產(chǎn)生,同時又不影響混凝土的后期強(qiáng)度。(4)混凝土的攪拌、振搗要均勻,振搗既不能過度,也不能漏振。(5)路面混凝土澆筑成型硬化后,要及時覆蓋塑料薄膜保濕保溫。(6)路面混凝土澆筑后, 在混凝土初凝后終凝前,要對壓平抹光過的路面勤觀察、細(xì)觀察,如果發(fā)現(xiàn)路面有“龜裂”出現(xiàn),要及時處理??捎媚ス鈾C(jī)對“龜裂”處的路面進(jìn)行二次抹壓,使混凝土表面更加密實(shí),閉合收縮裂縫,以消除“龜裂”(7)合理考慮配筋率,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度(8)配合比設(shè)計要充分考慮增加摻合料用量,以降低水泥水化熱,選用連續(xù)級配粗骨料,選用低砂率,減少開裂風(fēng)險(9)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范留置伸縮縫。
4 結(jié)束語
綜上所述,水泥混凝土路面有著強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等諸多有點(diǎn),得到了大量的實(shí)際應(yīng)用。但其自身也有容易開裂的問題。因此,要求我們從原材料選擇、配合比設(shè)計、施工作業(yè)、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理,并制定相應(yīng)的解決措施,以減少水泥混凝土路面裂縫的數(shù)量。
參考文獻(xiàn):
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