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浅谈水泥混凝土路面产生裂缝的原因及预防措施

2012-03-23李莉莉

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:水泥混凝土路面预防措施裂缝

李莉莉

摘要:水泥混凝土路面裂缝是当前道路工程的一个质量通病,文章对裂缝产生的原因进行了分析,并提出了合理预防混凝土路面裂缝的主要措施

关键词:水泥混凝土路面 裂缝 原因 预防措施

Abstract: cement concrete road surface crack is the current road engineering of a quality problems, the article to the causes of cracks are analyzed, and puts forward some reasonable prevention of cracks in the concrete pavement main measures

Keywords: cement concrete road surface crack causes the preventive measures

中图分类号: U416.216 文献标识码:A文章编号:

水泥混凝土路面裂缝是当前道路工程的质量通病,它直接影响着道路的耐久性和使用功能,危害性极大。因此对路面裂缝产生的原因进行分析并提出合理的预防措施,是每位质量控制人员的重要职责。对水泥混凝土路面产生裂缝的原因进行科学地分析,采取具体措施加以预防,对保证道路工程质量能起到良好的效果。

1路面裂缝的现象

水泥混凝土路面裂缝的形态具有多样性,主要有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、角隅裂缝、化学反应引起的裂缝、检查井周围的裂缝等几种情况,现象如下:(1)横向裂缝:沿着与道路中心线大致垂直的方向产生裂缝,在行车荷载与温度的作用下,裂缝会逐渐扩展并最终贯穿板厚。(2)纵向裂缝:沿着与道路中心线平行或重合的方向产生裂缝,在运营一段时间后,裂缝往往会变成贯穿裂缝。(3)龟裂:在路面表层出现网状、深度一般在5~10mm之间、浅而细的发丝裂缝,呈小的六角形花纹。(4)角隅裂缝:在混凝土路面板角处,沿着与角隅等分线大致垂直的方向产生裂缝,在胀缝处更易发生。(5)化学反应引起的裂缝:由碱-骨料反应或钢筋锈蚀引起,呈现杂乱的“地图”状裂缝和顺筋开裂,在裂缝处有白色沉淀胶体和锈斑出现。(6)检查井周围裂缝:在检查井或收水井周边转角处呈现放射线裂缝,或在检查井周边呈现纵横向裂缝。这些路面工程的裂缝,是当前建筑施工的一个薄弱环节,其预防措施效果不明显。下面针对这一问题,从人员、材料、机械、方法和环境五个方面分析其原因,并提出预防措施。

2路面产生裂缝的原因分析

2.1人员的素质1)生产工人技术素质低下。目前不少的工人来自农村,没有操作经验和受过系统的岗前培训,没有掌握操作要领,违反操作规程。2)一些类别较低的施工队伍承接工程,技术管理、质量管理薄弱,很多项目专职质检员不到位,对工人违反操作规程的行为纠正不及时,且力度不足。3)很多项目在夜间加班施工,工人疲劳,造成施工工艺粗糙。

2.2工程材料 2.2.1原材料的质量问题。1)水泥品种的选择直接影响工程质量。水泥强度低、抗冻性差、抗干缩能力差、安定性不合格、游离Cao超标等直接造成混凝土路面早期裂缝断板。2)粗集料级配不合理,级配波动较大。粗集料最大粒径控制不严,大粒径集料的混凝土抗弯拉强度相对偏小。粗集料的强度、坚固性不符合设计要求,针片状含量偏大,软弱颗粒含量偏高,从而影响混凝土强度。3)细集料级配不符合要求,细集料含泥量超标降低了混合料的粘结度,降低了混凝土的质量,引起裂缝断板。2.2.2混凝土本身品质的问题。1)水灰比偏大或偏小。水灰比偏大,使混凝土内部密实度降低,强度也随之降低。同时,水灰比偏大,混凝土干缩徐变增大,易造成干缩裂缝。水灰比偏小,和易性差,影响施工操作,也难以振捣密实,使混凝土强度降低。2)计量不准确。施工中配料计量不准确将影响砂石料的级配,混凝土的密实度就难以保证。混凝土中水泥剂量不足或水泥剂量太大,拌和不均匀等都会直接导致混凝土板体内部强度不一致,使混凝土存在薄弱面,这些薄弱面处就是产生裂缝直至断板的根源。2.2.3钢筋质量问题。边缘、角隅、传力杆及检查井四周加固钢筋的设置与数量不符合设计要求,造成路面抗弯拉强度不足而出现裂缝。钢筋的锈蚀会产生体积膨胀,导致混凝土开裂。2.2.4检查井四周回填土质量问题。检查井四周回填土不密实,其沉降使板体产生附加应力而出现裂缝。

2.3机械设备 机具设备对工程质量也有重要的影响。施工机具设备的类型是否符合工程施工特点,性能是否先进稳定,操作是否安全方便等,都会影响混凝土路面的施工质量。如混凝土运输设备落后,使混合料产生离析、泌水、漏浆等现象;混凝土振捣设备不配套,出现漏振或过度振捣现象;面层抹光机性能不稳定,抹光效果差;切缝机性能不符合要求造成切缝深度过浅等,都会导致混凝土路面出现裂缝。

2.4方法1)基层施工的质量问题引起的裂缝断板。基层整体强度不符合设计要求,在行车荷载与水温的作用下,产生塑性变形导致各种形式的裂缝和断板。基层标高控制不好,顶面高程高于设计高程,导致混凝土路面厚度不足,或表面平整度差,导致面层厚度不均匀,增大了面层与基层间的摩阻力,当摩阻力大于混凝土板抗拉应力时就会产生裂缝断板。另外,基层裂缝没有处理修复,也使面层产生反射裂缝。2)混凝土施工时,基层干燥,混凝土中的水分很快被基层吸收,会引起较大的收缩而产生裂缝。3)施工时,混凝土欠振、漏振,使板体强度不均匀,过度震荡或抹平,使水泥和细骨料过多上浮至表面易产生收缩裂缝。4)切缝不及时引起裂缝断板。切缝时间没有准确控制,或作业面广,切缝不及时,在混凝土板薄弱部位收缩开裂,出现不规则断裂。切缝深度过浅,由于横断面没有明显削弱,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝。5)混凝土浇筑完成后,养护不及时、不充分造成混凝土板内水分大量丢失,产生干缩裂缝,或过早开放交通,强度达不到设计要求,导致混凝土路面开裂破坏。

2.5环境条件 1)高温天气施工,水泥水化作用加快,内部水化热不及时散开而产生温度裂缝,同时,因水分蒸发加快,而使混凝土迅速干燥而收缩,易产生裂缝。2)雨季施工,刚浇筑完成的混凝土板体受雨淋湿,增大了收缩开裂的可能性。3)大风天气施工,由于水分蒸發快,混凝土表面产生塑性收缩裂缝。

3预防路面裂缝的措施

在水泥混凝土路面施工中,针对路面裂缝、断板的质量缺陷的成因,提出采取有效的防治措施。在管理上要采取“防范于未然”的事前控制;施工中对每个环节要采取有效的控制手段和监控措施,着重抓好事中控制;加强对成品的把关检查以及事后控制工作,从而从根本上解决水泥混凝土路面裂缝断板的问题。

3.1事前控制

1)挑选素质好的混凝土工,加强岗前培训和技术交底工作。

2)在审核混凝土施工方案时,应重点对防治混凝土路面裂缝的技术措施进行合理性和有效性审核。

3)严把原材料的质量关。水泥使用前,必须进行化验,确保水泥各项指标满足规范要求,同时应尽量采用低水化热、抗冻性好、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。对已备好的粗细集料,应抽样检测其含泥量、有害物质含量、坚固性、级配等,对粗集料还应抽检其强度、软弱及针片状颗粒含量和磨耗等是否满足规范要求。水泥混凝土路面用钢材的规格、品种、数量应符合设计要求,钢筋表面不得有裂缝、断伤、刻痕等缺陷,对进场的钢筋应进行力学性能检测。

4)控制好基层的质量。在水泥混凝土路面铺筑前,应对其基层施工质量进行检测,基层的压实度、平整度、厚度、纵断高程、横坡度以及强度等必须符合质量检验评定标准的要求,尤其须进行基层弯沉测定,以便验算基层整体模量能否满足设计要求。

5)严格控制施工机械的配置。在混凝土施工前,要审查混凝土搅拌、运输、摊铺与振捣等设备是否配套,数量是否足够,能否保证施工质量等。

3.2事中控制

1)严格按配合比要求进行混凝土控制。在满足施工和易性保证混凝土密实平整的前提下,尽量减少水灰比,采用较低的单位用水量。这样会提高混凝土的强度,尤其是早期强度,降低收缩裂缝。尽量采取真空吸水工艺,降低水灰比,并能提高混凝土的密实度。混凝土配合比计量要准确,并应根据天气情况及粗细集料含水率调整配合比。

2)混凝土施工前,应对基层均匀洒水,将基层和模板湿透,避免吸收混凝土中的水分。施工时,加强振捣工作,不漏振,不过振,保证混凝土面层强度均匀。

3)检查钢筋的安装质量。钢筋网、角隅钢筋、传力杆、加固筋等安装应牢固,位置准确。钢筋安装后应进行检查验收。

4)严格控制混凝土的切缝时间和切缝深度。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。切缝的最佳时机一般按250~300℃h来掌握。切缝深度应为板厚的1/4-1/3。

3.3事后控制

1)水泥混凝土路面为刚性路面,纵横向缝应及时进行填充,填料应与板的粘结力强,适应混凝土板的收缩,如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。

2)水泥混凝土面层成活后,应及时养护。可选用保湿法和塑料薄膜覆盖等方法养护。气温较高时,养护期不宜少于14d;低温时,养护期不宜少于21d。在面层混凝土弯拉强度达到设计强度,且填缝完成前,不得开放交通。

3)对已完工的水泥混凝土面层进行检查验收。水泥混凝土的抗压强度、抗折强度、厚度、平整度、相邻板高差、纵断高程、横坡度、板长度、板宽度、总宽度、井框与路面高差、顺直度、板边垂直度、板边蜂窝麻面面积等项目应满足设计要求和施工规范规定。

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