摘 要:針對農村公路水泥混凝土路破損形成的原因提出了相當的預防措施。
關鍵詞:農村公路;病害原因;預防措施
中圖分類號:U416. 216 文獻標識碼: C 文章編號: 1008 - 3383 (2007) 12 - 0060 - 01
寧安市近幾年來開展了規模宏大的通村路修建工作,路面結構采用較易于施工的水泥穩定砂礫基層、水泥混凝土面層的結構形式。每年的工程量都有200 km左右。通過這幾年來的修建工作,為寧安市廣大農村的交通提供了非常大的便利。但在這幾年的農村公路修建中出現了一些比較難以解決的問題,其中就有水泥混凝土路面開放交通后出現破損的問題。
1 水泥混凝土路面破損形成的原因
水泥混凝土路面是一種剛度大、擴散荷載能力強、穩定性好、施工方便的路面結構。因此在寧安市的農村公路中均采用水泥混凝土作為路面的面層。但由于農村公路的路基條件復雜而多樣,農村道路的車輛構成復雜,每公里總體投資偏少,路面結構層的標準較低等因素,路面經常受重交通荷載(有時有嚴重超載車輛通過與農用機械通過地上作業) 、環境條件等外部作用,致使水泥混凝土路面使用性能下降,引起路面的斷板,影響了公路運輸的效益和行車安全。
2 水泥混凝土路面破損的預防措施
水泥混凝土路面的施工是保證工程質量的關鍵,要預防混凝土路面斷板,就要切實把好施工質量關。在施工中預防斷板的措施有以下幾個方面。
(1)嚴格控制混合料組成配合比,使施工配合比與設計配合比相符合。在施工中要經常檢查骨料的級配和雜質,發現所購進的骨料級配與原試驗級配不符時,必須及時調整施工配合比,同時還要檢查含泥量,使其不能超標。而在施工中最應注意的是水灰比的控制,如果水灰比忽大忽小,在攤鋪時又不注意攤鋪的均勻性,就會造成水灰比不同的片塊在其交界結合部,由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同,在結合部位形成裂縫和斷板的情況;如果水灰比過大,混合料便偏稀,在其凝固成型時,收縮率就大,一旦縮縫設置和施工仍按正常進行,就會造成縮縫間距相對過長,從而易在較大的收縮應變作用下形成裂縫,如果進一步發展,還會形成貫通的混凝土路面斷板,因此,在施工中要嚴格把住混合料的配比關,特別是水灰比這一關。
(2)施工中嚴格把住材料關是保證混凝土質量的前提。材料是構成混凝土路面的主體,如果由于施工中管理不嚴,購進材料質量低劣,那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的抗彎拉應力就達不到設計要求,很容易在施工期間產生不規則斷裂,或在使用過程出現更多的病害。
(3)在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實。如果水泥混凝土振搗不均勻,將造成水泥混凝土的密實度不均勻。在密度小的區域內混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀,形成了承受應力的薄弱部位或區域,從而易使面板產生斷板。
(4)在混凝土澆筑過程中,要始終保持施工作業的連續性,一旦出現間斷作業,必須設置一道施工縫,并布置傳力桿,以防止因不設施工縫而出現斷板的現象。
(5)施工中及時正確地切縫是預防斷板的有力措施。當水泥達到終凝后,水泥混凝土即告凝固成型,這時水泥混凝土體收縮變形也在不斷進行,并產生了較大的拉應力,當混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個成型凝固產生的收縮拉應力時,在混凝土面板承受拉應力最薄弱的位置就會被拉斷而產生斷板。而如果能夠及時準確地切縫,就能引導混凝土面板凝固收縮力在切縫處規則拉斷面板,從而避免在其他位置產生斷板。根據黑龍江省的具體情況,切縫深度約為板厚的1 /3,同時切縫的時間也要及時,一定要在產生最大收縮應力之前切縫,才能有效。在混凝土抹面后約7 h左右,就可以進行切縫,它可以比較有效地引導裂縫在預定的切縫位置上斷裂,故避免了不規則的斷板。
(6)在基層施工中,使基層表面平整也是預防混凝土路面斷板的一個措施。當基層表面凹凸不平,不僅會使面板與基層間的摩擦力增大,而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區,這樣在不均勻片狀區的邊緣部位和摩阻力集中的區域就最容易形成斷板;另一方面,當基層標高低時,澆筑的混凝土面板就偏厚,而切縫深度又是按正常板厚實施的,這樣在混凝土凝固過程中產生的拉應力的作用下,就會在面板相對比較薄的部分產生不規則裂縫,因此把基層的標高控制準確,表面平整光滑是預防斷板的一個措施。
(7)在施工中盡量避免產生較大的溫差效應。溫差效應過大或突變,容易造成混凝土面板強度形成的不同步。當氣溫高時,上部強度的形成比下部要慢。在這樣的情況下,面板強度的形成不同步,容易出現翹曲變形,一旦有不規則裂縫發生就會使強度較低部位拉斷開裂,形成不規則斷板,所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風天氣施工,或者當混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽、灑水、噴灑養護劑等措施,使混凝土體的表面始終保持潮濕,確保晝夜溫差不至太大,以預防面板斷裂。
(8)正確地在縱坡變化處、平曲線及構造物結合部設置脹縫是預防斷板的有力措施。縱坡變化處、平曲線及構造物結合部都是應力應變集中的位置,在此處設置脹縫是減少或釋放應力應變的最佳方案,它可以大大降低在此處的斷板率。
(9)正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規范要求,按設計進行,使傳力桿與道路中心線及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜,則在傳力過程中會將混凝土頂破,從而形成裂縫而斷板。
(10)在混凝土面板底面與基層頂面間設置滑動層,減少面板與基層間的摩阻力,這樣可以防止面板被拉斷。當基層表面與混凝土面板底面的摩阻力很大,混凝土面板收縮和膨脹不宜自由滑動時,就使板內的拉應力增加,此時基層的裂縫也極容易反射到混凝土面板上而形成斷板。滑動層設置形式一般有:在基層上灑瀝青透層油;設1 cm厚的砂子(或瀝青砂)滑動層;用塑料薄膜設置滑動層。以上方法也可以組合使用。
(11)嚴格控制開放交通的時間,加強養生和養護。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達到設計強度后方可開放交通,并對其及時進行養生、灑水,清掃,確保混凝土路面濕潤、整潔,防止因缺水養生而產生干縮裂縫或斷板。
(12)混凝土面板要在切縫處埋置接縫板,并在接縫板位置上再行切縫,這是預防混凝土早期斷板的有效措施。接縫板的高度是混凝土板厚的2 /3,并應在基層頂面放置,這樣就在此處形成了最薄弱條件,當混凝土面板產生拉應力時,裂縫就在此處產生,從而避免了混凝土面板的早期斷板。
3 結 論
農村公路水泥混凝土路面的病害形成的原因很多,但主要是路基、基層強度不均勻,接縫料失效,不按規范施工,開放交通后養護管理不善造成的。因為水泥混凝土路面一次性投資大,出現病害不好修復,所以從施工、養護管理必須貫徹“預防為主,防治結合”的方針。施工中按規范施工,開放交通后控制超載車輛、對路面有損壞車輛通過,做到預防養護和及時修復損壞部分與處治病害,以達到延長公路使用壽命的目的。經常保持公路的完好狀態,保障行車、安全、舒適。
