李红兵 于铭霄
摘 要:厂区道路一般均采用素砼,简称砼路面。它的面层一般由C25以上砼现浇而成,除根据需要在接缝区和局部范围(边缘和角隅)外均不配置钢筋。但厂区道路在多种因素的作用下容易产生裂缝等病害,因此应加强对厂区道路病害的防治及路面养护工作。本文即分析了厂区混凝土道路病害的类型及成因,并详细阐述了混凝土道路病害的防治及路面的养护要点。
关键词:厂区道路;混凝土;裂缝;养护;错台
中图分类号:TU375 文献标识码:A
一、厂区混凝土道路病害的类型及成因分析
砼路面的破坏,从损坏的现象分析,大致可分为接缝破坏和路面板损坏两个方面;从损坏的性质来分,它又可分为功能性破坏与结构性破坏两个范畴。无论是接缝破坏或是面层损坏,都将导致面的结构整体性破坏,从而影响道路的行车功能,在厂区道路的工程实际中,较为常见的砼路面破坏大多接缝破坏。
(一)接缝挤碎
由于厂区道路的设计交通量较小,因此,往往只在胀缝及施工缝处要求设置传力杆,而缩缝往往做成无传力杆的假缝。传力杆的设置要求布置在板厚的中央,且设有套筒的活动端应在缝的两侧交错布置。在施工时,这点往往被忽略,致使传力杆位置不正确而降低功效,甚至完全失去功效,阻碍了板的自由伸缩。当板在热天中受热而无法伸张,板就会产生中部隆起的倾向,但上面又受到板自重及车辆荷载等的约束,致使砼受到较高的挤压应力,当其超过砼的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。
(二)接缝溅泥
接缝出现溅泥病害主要是由于道路基层细料含量和塑性指数过高造成。因为砼面层将车辆荷载传递到基层,基层将产生一定的塑性变形,车辆荷载的重复作用,使塑性变形累积,累积变形使基层与面层脱空,地面水沿缝隙下渗并积聚在脱空的空隙内,当车辆荷载作用时,积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,沿接缝缝隙喷溅出来。经过车辆的反复作用,面层边缘部分渐渐失去支承,最终导致面板产生横向裂缝,甚至产生面板断裂。[1]
厂区道路施工,往往忽视道路基层的作用,有时采用大块石做基层,施工中密度难以控制,也不易压实,往往会松动失稳;或采用的基层砂石级配置不够合理,细料含量过多;再有的企业新建厂,为了厂区施工行驶重型车辆,方便铺设地下管网等,往往先施工泥结碎石路面,而后以泥结碎石路面作为基层,这些都是导致砼路面产生溅泥的主要因素。
(三)路面板起拱
砼路面要经受一年四季气候的反复变化,路面板夏季膨胀、冬季收缩。为防止路面板不规则破坏,路面设计时往往通过设置伸缩缝、胀缝来调节路面板在膨胀时产生的热压应力,在缝内填塞一些柔性材料,如热沥青或乳化沥青等。有时在施工填缝料前未将缝隙清理干净,缝内的垃圾阻碍面板的热胀;或由于面层收缩时缝隙张开,而填缝料却已失效,此时缝内就会塞满碎、砂石等碎屑,使面层在热胀时产生较大的热应力,从而出现纵向压曲失稳,使路面面层产生起拱现象。起拱的面板在车辆荷载的反复作用下,最终将导致裂缝的产生,从而造成结构破坏。
(四)路面错台
路面错台主要发生在横向接缝的两侧路面板间,往往是当胀缝下部的嵌缝板与上部缝隙未能对齐,或由于施工时胀缝两侧的砼壁面不垂直,使缝旁的两块路面板在热胀挤压过程中,上下错开而形成了错台。有时也会由于接缝附近的路基承载力不足或接缝传递荷载能力不足,或传力效果降低、失效等导致产生横缝错台。
二、厂区道路病害的防治对策
(一)裂缝的处理
1、材料的选择
(1)水泥选择
因为大量的水化热会使大体积混凝土出现裂缝,故要选择中热或低热品种的水泥,如 325#的矿渣硅酸盐水泥,其龄期为 28 天的水化热比较。
(2)骨料选择
混凝土中骨料的材质因素对混凝土有很大的影响。
①粗骨料的选择
对于大体积的混凝土,要根据配筋间距选择粗骨料最佳的最大粒径。在施工条件允许的前提下,尽量选用粒径较大、级配良好的石子。因为大粒径的石子在拌和时可减少用水量,混凝土的收缩也会随之减少;此外,还可减少水泥的用量,从而降低了水化热。一般在施工中,采用粒径为5 mm~40 mm 的石子,拌制 1m3混凝土可减少拌和水15 kg,减少水泥用量20 kg。
②细骨料的选择
在拌制混凝土时,一般选用中砂或粗砂,因为这样可减少用水量和水泥的用量,从而减少了混凝土的收缩和降低了水化热。
③控制砂石的含泥量
因为含泥量过大,不仅会增加混凝土的收缩,也会降低混凝土强度。因此,要将砂、石洗干净,以控制石子的含泥量不超过 1%,砂的含泥量不超过 2%。
2、控制混凝土浇筑时的温度
(1)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。
(2)在混凝土中埋设循环水管,通入循环冷水以降低混凝土的内部温度。
(3)气温骤降时对混凝土进行表面保温,以免混凝土表面产生过大的温度梯度而引起裂缝。
(4)混凝土出机后,经过运送、卸料、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度,即为浇筑温度。我国规范规定,浇筑温度应控制在 25 ℃,因此在浇筑混凝土时,合理控制振捣时间,浇筑完后要加强混凝土的养护工作。
3、掺入外加剂也可以减少混凝土的开裂
考虑到控制大体积混凝土的开裂问题,还要掺入外加料,其品种主要有:
(1)掺入木质素黄酸盐类,如木质素黄酸钙减水剂,能明显改善混凝土的可易性。如果在混凝土中掺入水泥用量 0.25%的木质素黄酸钙,可减少 10%的拌和水,节约 10%的水泥,从而降低了水化热,而减少混凝土的开裂。
(2)加入适量的粉煤灰。由于粉煤灰的粒状呈球状,具有“ 滚球效应”,能起到润滑作用,改善混凝土的黏塑性和可泵性,从而降低了水化热,而减少混凝土的开裂。
(二)错台处理
在处理路面面层错台病害时,应针对不同的病害类型,采取不同的补修措施。对完整的砼面层之间的错台,可用沥青砂或细粒式密级配沥青砼接顺,也可采用细粒式水泥砼或水泥砂浆修补,修补时可用具有亲水性的环氧粘结剂;若错台是因为砼路面板下基础沉降而产生的,则可向板下注浆或采用顶开与注浆相结合的施工法来维修;若错台的砼板已碎裂,则宜至少锯切翻挖1米以上宽度,处理好土基和基层,然后在重新铺筑砼。[2]
(三)路面板起拱
这种病害不常见,但一旦出现,则严重威胁行车安全。处理方法是:一旦发现应立即锯切起拱部位板体,锯切挖除约1米宽板块,然后及时重新铺筑挖除部位的砼路面。
三、厂区混凝土路面的养护
砼路面的经常性养护工作,主要是清扫路面上的砂石和其他堆积物,面板接缝填封料的修理,防止和减少砼面板的损坏等。具体可归结为以下几个方面:
(一)勤扫
路面要经常清扫,保持清洁,尤其对于丢弃在路面上的石料、金属等硬物应及时扫除,以免行驶在路面上的车辆辗压摩擦路面而引起损坏,对泄露在路面上的焦碳、油品等污染物,应及时冲洗干净,以减少污染物对路面的损害。
(二)勤灌缝
砼路面的养护重点在接缝处。砼面板的伸缩缝及纵缝等缝隙是路面的薄弱环节,要在不同季节及时填充或铲除填缝料。灌缝材料通常用聚氯乙烯胶泥或沥青橡胶等,应经常填满接缝,夏季被挤出的多余填缝料要及时铲除;冬季砼面板及收缩使填缝料欠缺,应予填补。填封前要清除已老化的填缝料和缝内杂物,再灌填缝材料。填缝料要与路面齐平,以保持接缝的完好,表面平顺,行车舒适。
(三)勤削
高于路肩的土或路肩草应经常削,以防路肩积水向路基内渗水,浸软路基,导致路面损坏。
(四)勤疏
两侧边沟应及时疏通,特别是暴雨之后,路堑式路基道路更应注意疏通水沟,否则容易浸软路基或冲毁路基边坡。
(五)混凝土浇筑养护
混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的潮湿条件, 一方面使混凝土免受不利的温度、湿度的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化顺利进行, 以使混凝土达到设计的强度, 满足混凝土的整体性和耐久性要求。
理论分析可知, 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常引起水分的损失, 特别是在夏季白天室外温度达到 30 ℃~40 ℃, 不利于水泥水化的进行, 所以浇筑后的混凝土初期阶段的养护是非常重要的, 早期养护好, 混凝土产生裂缝的几率就越小, 在施工中必须引起高度重视。
参考文献
[1]杨俊欣,杨艳萍.沥青混凝土路面裂缝产生的原因及防治措施[J].中国科技信息, 2011.11.
[2]周守国.阳江核电主厂区道路裂缝处理措施[J].中华建设,2013.11.