段晓杰
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性及耐久性好,经济效益高的优点,能适应重载、高速而繁密的汽车运输要求,因而在我国一些城市道路、工矿道路、停车场普遍采用。我国水泥混凝土路面设计使用年限为30年。但是,由于施工粗糙,违反操作,材料缺乏质量控制,往往在投入使用后不久路面就出现破损,如边角挤碎、面板断裂等。
沿接缝两侧数十厘米宽度内,混凝土路面常出现挤碎、错台、拱起等。
1)传力杆位置不正确,滑动间隙过小,这样便制约了板体的伸缩。当板体伸胀时,传杆将产生弯曲,在混凝土中产生了较大的拉应力,导致板体开裂,负荷能力降低,在车辆的重复荷载冲击下产生损坏。
2)在施工中胀缝内局部有混凝土搭连或落入坚硬的杂屑,阻碍了板体的伸胀,本应作用在胀缝整个立面上的力只通过这些点来传递,造成局部压应力集中。当应力值超过混凝土抗剪强度时,板即发生挤压碎裂。当压应力未超过混凝土抗剪强度时,缝旁两板会向上拱起。
3)交通量过于集中,使基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅沉陷不一致,或者因纵缝设拉杆,使板块产生横向位移,纵缝拉宽或错台;或者缩缝的裂口断面被磨光,集料失去嵌锁作用,传力效果降低,在各种因素作用下,导致错台损坏。
水泥混凝土板体的裂缝大致可分为早期裂缝和后期裂缝两种。
裂缝产生的原因:
1)混凝土搅拌不均匀,配合比不稳定;强度未能达到设计要求,在设计荷载作用下产生裂缝。2)振捣不均匀,出现漏振、过振,造成板体的强弱不均。3)真空吸水时,吸垫相互搭接处,水不易吸出,造成薄弱环节。4)温差影响。尤其在春秋季节,夜间施工,白天曝晒,使混凝土湿胀干缩和徐变特性受到约束,容易出现早期裂缝。5)切缝时间掌握不当;切割深度不够,使混凝土不能按预想从缩缝处断裂。6)道路基层未严格按照施工规范进行施工或管沟回填土不密实,使基层部分软硬不一,强度不均,产生不均匀下沉。在荷载作用下,混凝土板体产生剪切,形成裂缝。
水泥混凝土板块表面的破坏集中表现为脱皮、露骨等。
1)混凝土配合比不正确。2)原材料质量不合格。3)混凝土浇筑后未按要求进行养护或龄期不够而过早加载的影响。4)路面施工时,不是原浆抹面。5)高温下施工,混凝土表面水分蒸发过快,造成干缩;或雨天施工,未采取有效的防护措施,板面受到雨水冲刷,混凝土强度等降低,从而引起脱皮、露骨。
为了消除上述混凝土路面的通病,可以从以下几个方面进行预防:
1)基层是路面的弹性支承,其强度的高低关系到路面质量的好坏。要求平整坚实,接触紧密,受力均匀,稳定性好。在浇筑层面前,对基层须进行全面检查(平整度、密实度、弯沉值、断面尺寸),不符合验收标准的不得进行面层铺筑。
2)管道沟槽回填土施工应严格按照规范要求进行分层回填、分层夯实,使其回填土密实度达到最佳状态。以免形成薄弱地段,引发路基不均匀下沉而产生裂缝。
3)水泥、砂、石子等原材料进场前必须经试验合格后方能进场。对原材料中所含的杂质采取措施,尽量剔除干净。
4)水泥混凝土路面施工前30天,必须由试验室做混凝土配比试验,得出最佳配合比。施工中严格按照施工工艺,确保混合料的水灰比,现场搅拌应有计量装置。凭经验加料加水存在严重的随意性,必须绝对禁止。此外在摊铺混合料之前,必须对基层顶面洒水湿润。
5)混凝土浇筑前,应检查传力杆或拉杆的定位及其固定措施(以及一些边缘钢筋的设置),不可遗漏。浇筑时保证平直、不变位。对胀缝中传力杆的活动端应用套管封闭,避免烧死,套管顶部留空3cm,填以纱头或泡沫屑。
6)胀缝内加有混凝土搭边应用扁凿撬出,直至露出预先安装的嵌缝板顶,以保胀缝贯通,嵌缝板应用无节的软木或合成软板,并经防腐处理,同时预留传力杆孔位。
7)严格掌控真空吸水时间,开始吸水时,不得把真空度提得过高,以免造成假吸水。吸垫搭接处是混凝土产生早期裂缝的薄弱地段,所以在施工时,要尽量减小搭接宽度。
8)严格掌握切割时间,施工人员应24 h值班,切割深度尽量加深,以保证板体在预想位置断裂。在特殊地段切割时要尽量减少锐角。
9)填缝工作应及时,灌缝要饱满,使砂石杂屑不能进入缝内,影响混凝土路面的胀缩。在混凝土路面投入使用后,应经常对其进行养护,填缝料在夏天被挤出,应及时铲除,冬季缝增宽或填缝料丧失脱落,应及时补灌,对填缝料因质量不佳,过早引起老化失去弹性的,应铲除更新。加强养护,养护是保证水泥混凝土充分进行水化作用,增强水泥混凝土强度的关键。根据市区车多的特点,应采用喷洒养护和草苫覆盖相结合的方法。养护时间不少于7 d,养护期严禁机动车上路,以免水泥混凝土路面早期强度遭到破坏。
总之,水泥混凝土路面施工一定要仔细认真,严格按照规范进行,保证道路的施工质量。
[1] 赵广春.水泥混凝土路面通病分析及防治[J].黑龙江交通科技,2001(5):30.
[2] 刘再成,富志鹏,韦 刚.水泥混凝土路面常见病害与预防[J].山西建筑,2010,36(5):260-261.