摘 要: 水泥混凝土路面是適應載重大,速度高,密度大的車輛運輸需要的高等級路面,但隨著水泥混凝土路面的發展,該類型路面的許多病害也逐漸體現出來,混凝土板的裂縫作為其主要病害之一,日益引起人們的關注。引起各種裂縫的原因是不盡相同的,有外界因素,設計缺陷,施工問題及其他原因。本文主要從施工方面分析一下裂縫產生的原因及可采取的相應的防治措施。
關鍵詞:公路 混凝土路面 路面裂縫
中圖分類號:U412 文獻標識碼: A 文章編號:1672-3791(2007)03(a)-0072-01
1 路面結構設計的技術標準
(1)底基層設計采用水泥灰土穩定砂,厚度2 0 c m ,配合比為:水泥:石灰:土:砂= 4:1.5:14.5:80
(2)基層設計采用水泥穩定碎石,厚度20cm ,級配符合規范要求。配合比水泥:碎石= 6:94
(3)面層采用混凝土板,厚度25cm,抗折強度為4 . 5 M P a 。
2 施工準備情況
(1)原材料的選擇
在該公路混凝土路面施工中,施工長度2.3km,左半幅寬12.25m,由于工期十分緊迫,在20 天時間內要施工混凝土7043.8m3,共需碎石3319m3( 緊方) ,砂1501m3(緊方),水泥2832t,任務很重。碎石最大粒徑6 0 m m ,并含量較大,級配差。針片狀含量超標,但在工期緊的情況下也只得用,這為后來路面裂縫造成了潛在的因素。
(2)混凝土配合比設計
目前建筑工程施工,完全按照規范要求來作是比較少的,一個標準的混凝土配合比設計需用28 天時間結果才能出來,一個優質的混凝土路面工程,必須得有優化的混凝土配合比設計,路面混凝土必須用抗折強度作為設計的主要指標,我們通過四次拌合后用14 天強度優選了一個配合比用于施工。其比例為水灰比0.46,水泥:砂:碎石= 1:1.37:3 . 0 6 ,每立方米混凝土用料為: 水泥4 0 2 k g ,砂5 5 0 k g ,碎石1 2 3 0 k g ,水1 8 5 k g 。施工坍落度為2 c m 。攪拌時間過短,則拌合不均勻,造成面層強度相差過大,硬化時間及收縮量不同,從而導致裂縫產生;攪拌時間過長,則容易導致骨料破碎、離析,影響混凝土的強度。
3 混凝土路面的施工
水泥混凝土路面施工的全部過程,不僅是一項復雜的操作技術工作,而且必須有嚴格科學的組織工作,必須根據氣候、材料、機械設備及人力進行統籌安排,合理組織,保質保量的完成施工任務。在施工過程中,由于碎石粒徑太大,混凝土罐車的出料口太緩,出料的混凝土造成離析,人工攤鋪時鋪不均勻,形成了混凝土的不均勻性,為混凝土的不均勻收縮創造了條件。
混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環境或內部溫度發生變化,混凝土將發生變形。若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時,即產生溫度裂縫。施工時,由于工序銜接不當,拆模不及時,有的三天還未拆模,一天溫度高低差8 ℃,造成溫度收縮開裂。鋸縫是路面施工中的關鍵工序,鋸縫的時間同溫度、混凝土強度發展有著密切關系,如果鋸縫跟不上即造成脹裂。鋸縫的深度十分重要,一般要求深度為板厚的1 / 4~1 / 3。在實際鋸縫時,由于管理較差。鋸縫深度只有1~2cm,也為混凝土裂縫提供了條件。
混凝土的養護采用覆蓋麻袋,早晚水車澆水養護?;炷翝沧⒑螅绕涫窃谘谉岬奶鞖饣虼箫L天氣里,如果不及時覆蓋,混凝土表面的游離水分蒸發過快,產生急劇的體積收縮,而此時混凝土早期強度很低,其值不能抵抗這種收縮應力而導致開裂。
4 裂縫的產生
混凝土板的破壞主要是斷裂和裂縫,面板由于內應力超過了混凝土的強度而出現橫向及縱向以及板角的斷裂和裂縫,其原因是多方面的,如地基的沉降變形,混凝土的面板面積太大,養生期間的收縮應力過大,以及原材料或施工質量不良,混凝土未達到設計要求等等,均可產生裂縫。該公路混凝土路面正式施工時間為2004 年12 月31 日,至2005 年元月2 日,施工長度單幅(4.25m)計400m,其中有200m 已拆模鋸縫,而另外200m 還未拆模鋸縫,2005 年元月2 日晚即產生裂縫五處,當時晝夜溫差達8℃,每處裂縫間隔約30m,后來在施工過程中斷續出現裂縫,統計至2005 年元月20 日止,已出現單幅裂縫26 條。
在施工15 天后,還出現斷縫,就其原因是鋸縫深度太淺,只有1~2cm 深。
5 裂縫的修補
修補裂縫是件十分繁瑣的工作,首先得把已裂混凝土打掉,再采用相同配合比的混凝土修補,我們采用沿裂縫左右各0.1m 的位置打掉,深度為7 ~1 0 c m ,將打成的凹槽沖洗干凈,沿裂縫垂直方向放置φ 6 -φ10 的鋼筋,鋼筋間距為0.5~0.8m,用小錘把混凝土夯打密實補進凹槽中,待混凝土初凝之后在修補混凝土的四周用粘土圍起,將新補的混凝土浸水養護,保證了修補的質量。
6 結語
水泥混凝土路面裂縫成因,不僅與設計、施工等路面形成前的環節有關,而且與路面形成后的使用、養護等聯系緊密。因此,要消滅水泥混凝土路面開裂現象,延長水泥混凝土路面的使用周期,重要的是提高基層施工質量。在路基施工中,應嚴格按施工操作規程進行。只要我們嚴格按技術規范施工,切實抓好原材料,配合比,施工工藝和管理,切縫時間和深度,基層強度,養生等各環節,不斷總結經驗,深入研究,我想水泥混凝土路面的裂縫是可以有效控制的。
參考文獻
[1] 陳大華,王勇,許憲錦,等.水泥混凝土路面滑模施工[ J ] . 筑路機械與施工機械化,2002,19(4).
[2] 龔洛書.混凝土實用手冊(第二版),1995.
[3] 呂聯亞.混凝土裂縫的成因和治理技術,混凝土,5-98
[4] 曹同芳.商品混凝土早期裂縫的成因及防治措施,混凝土,5-2000.