浅谈水泥混凝土路面裂缝的预防措施

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浅谈水泥混凝土路面裂缝的预防措施【摘要】水泥混凝土路面产生裂缝是公路工程的通病，认识从设计和施工中采取有效的预防措施才是关键所在。【关键词】混凝土路面裂缝预防中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：水泥混凝土路面产牛了裂缝会引起路面、路基持久性强度的降低及稳定性的破坏，严重影响该路段的承载力和耐久性，甚至危害了公路的正常使用。因此，采取有效的预防措施是保证混泥土路面安全耐用的前提和基础。造成面板开裂沉降和断裂的因素是很多的，只要施工中不谨慎随时都可以出现面板的各种裂缝。当混凝土面板的抗拉、抗折强度低于混凝土的收缩和翘曲应力时，裂缝就会产生，而随着时间、气温变化、雨水渗入及行车作用，会最终导致全部路面的破坏，目前尚无理想的修补方法。对裂缝严重的面板只有铲掉重浇新板，在浇注前应在相邻板的接触面处钻孔埋设传力杆。面板裂缝轻微且不再发展的，可以采取修补。修补工作不但费工费料，外观难看，而且工艺繁朵，使用效果也不及原冇的整体板。为此,施工过程中要严格管理，精心组织，最人限度地降低裂缝的产生。1、保证路基最住密实度路基的沉降会使其强度减弱，要使沉降-点不发生也是不可能的，即 使是路基达到98%的密实度，那么还有2%的空隙率，有空隙就会有沉降。微量的沉降不会造成路基的破坏。因此，为保证路基足够的稳定性，就必须把沉降量减小到最小值，尤莫要避免发生影响严重的不均匀沉降。路基发生沉降有两种情况：-是地基软弱，未做好加固处理，其承载能力低于覆盖在它上面的填土层重力的压缩变形；二是填土层压实不好，密实度小于设计要求，其强度必然不足，在自重和外力作用下就会发生变形，密实度愈小其变形愈大。为使路基有良好的密实度和提高具强度，减少路基的塑性变形和渗透系数，从而增加稳定性，使填土层的沉降量减小到最低限度，结合施工单位的现有碾压设备，在填筑路基时釆取“分层填筑”和“薄层多压”的做法，每层厚度不超过30cm。为保证有均匀的强度，必须强调“分层填筑”,因不同层次有不同的压实度要求。2、提高基层的强度与稳定性混凝土路面的基层材料必须具有刚度大、整体性强和水稳性好的特点。常用的基层结构有石灰粉煤灰稳定碎石、石灰土、工业废渣类等半刚性基层。石灰土宜作为底基层，从面层缝隙渗入的水会使石灰土基层表面水化，降低强度，同时也易使面层滑动。所以道路工程宜采用水泥稳定碎石，它比石灰稳定土好，因为它的水稳性好。在这样的基层上修筑路面不会造成基层松散、滑动，而使面层坑槽、龟裂连片。基层强度的均匀性及平整度对混凝土面板质量影响较人。基层施工时要拌和不匀、不同土质不能混杂使用，灰和土要过筛不能团块多、平整度差，新老路基结合部处理的要好等等。最大限度减少基层强度的不均匀沉 降，否则使路面板断裂。为此，在验收基层交工时，除按中华人民共和国交通部颁布的《公路工程质量检验评定标准》规定的项目外，还应增加检验基层弯沉值、拌和均匀度、含水量等有关项FI,使基层能给混凝土面板提供均匀而稳定的支撑，且能防止唧泥和冻胀等不良影响，保证路面冇较好的整体强度和平整度，达到延长混凝土路面的使用寿命的目的。3、施工温度对混凝土面板的影响3.1温度裂缝产生原因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。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构没计和施工极为重要。3.2温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为三个阶段：早期、中期、晚期。根据温度应力产生的原因可分为两类：(1)自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构木身互相约束而出现的温度应力。 (1)约朿应力：结构的全部或部分边界受到外界的约朿，不能自由变形而引起的应力。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。使混凝土产生裂缝。3、3温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。（1）控制温度的措施有：采用改善骨料级配，用于硬性混凝土掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。（2）改善约束条件的措施有：合理地分缝分块；避免基础过大起伏;合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；添加外加剂，为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之-。4、严格掌握混凝土的配合比和水灰比混凝土的配合比和水灰比对强度起至关重要的作用。-般都能做到依据水灰比与强度关系曲线进行计算和选配合理的配合比，但关键是在实际施工中要按采用的配合比严格执行，坚决杜绝上料不过秤。在两条胀缝间尽量选用同-厂家生产的同-品种水泥。特别是胀缝处最 好使用同-批号的水泥，避免因水泥不同影响面板混凝土强度的均匀性。5、认真做好混凝土路面的接缝5.1胀缝温度升高出现混凝土的热胀，易使胀缝出现破损现象。此时若胀缝板和传力杆施工时位置不正确、传力杆活动端不自由以及胀缝面不垂直、缝内掉人石子等硬粒、缝两侧强度不均等均会造成面板的破损、错台现象。胀缝施工工艺复朵，要求高，不合格的胀缝会加剧对面板的破坏，因此胀缝施工时必须认真操作。胀缝应与路面中心线垂直，当遇到斜交桥涵处，应设置不小于3块板长（约15米）的渐变段，以逐渐调整缝的方向，并在渐变段内配置钢筋网和传力钢筋。缝壁必须上下垂直，缝隙宽度-致。胀缝的传力杆在水平和垂直两个方向的位置都要正确，固定后的传力杆必须平行于板面及路面中线。5.2纵缝简单的是做成平竖直缝，两幅面板处的纵缝，用螺纹钢筋制成的拉杆连接，拉杆位置在1/2板厚处。纵缝侧面用石油沥青均匀涂刷2至3遍，但应避免将热沥青涂刷在螺纹钢筋的拉杆上。5.3缩缝为抵抗混凝土的冷缩应力而设置的缩缝，均应使用切缝法。有时也配合使用压缝法，即在每隔25米先压-道缝，然后再每隔5米-道切缝，以防混凝土面板过早开裂。压缝施工若工艺不细，极易造成压缝处平整度差,缝边｝昆凝土易破碎，所以-般不提倡使用。《施工规范》明确规定在机场 和高速公路上必须采用切缝法。切缝法主耍是用切缝机切割，操作时要做到缝宽-致，-般缝宽为6-8min,过窄的缝，填缝时有困难，但目前市场出售4mm厚的锯片，使缝宽趋向变窄。缝深不小于4cm（有的资料提出深度不小于板厚1/3）,口深度要-致，防止两端浅中间深的不均现象。切缝时间要及时，过早会破损混凝土，过晚面板会断裂，-般以混凝土达到设计强度的25〜30%时为宜,FT前也有的单位用时250-300个温度小时来掌握切缝时间（浇筑后的时间与日平均气温之积）。外观力求美观整齐，横向相邻的缩缝要对齐，平曲线处更应注意按孤度等分功缝。5.4施工缝其位置应与胀、缩缝的设计位置相吻合，其设置方法和要求与胀缝相同。施工缝应尽可能减少，在H前缺少机械化施工的条件下，大多是以人工作业居多，每个作业面-般日进度为150-200米，因而这种施工缝实际上都成了胀缝形式。5.5填缝填缝是-道仔细的工序，它的质量好坏直接影响到路面的使用和行车的效果。近年来随着修建混凝土路面的增多，莫重要性逐渐被认同。填缝要在混凝土养护期立即进行。填缝时应将缝隙吹干净，以促进缝料与缝壁面结合紧密部渗水。常用的填缝料有：聚录乙烯胶泥、沥青橡胶、沥青混合料。 6、重视混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成的。寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此，混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重耍。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低丁混凝土试用期的稳定温度；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温度、湿度条件，以达到两个方面的效果。一方面是使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩，另一方面使水泥水化作用顺利进行，达到设计的强度和抗裂能力。从理论上分析，新浇筑的混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。综上所述，水泥混凝土路面的裂缝课题是一个施工中出现比较频繁的问题，本人只是阐述自己在具体工作中的几点小体会以供广大的同行们参考和共同学习。参考文献 [1]张向东，刘功勋，于崇•北京市沥青混凝土IH路路面病害调查与有效治理措施[J]•科学技术与工程，2006年21期.[2]张志耕•老集高速公路软土地基处理及沉降监测试验研究[J]・内蒙古公路与运输，2006年01期.[3]常立杰•沥青路面早期破坏原因的分析[A].第四届亚太可持续发展交通与环境技术大会论文集[C],2005年.[4]用生石灰粉处理渣油表处路面底层翻浆的实践[J].中南公路工程，1980年01期.