程一斌
(滁州职业技术学院,安徽滁州239000)
浅析村村通混凝土路面开裂的原因及防治措施
程一斌
(滁州职业技术学院,安徽滁州239000)
目前,我国为改变农村基础设施条件,投入巨资加快村村通公路建设,村村通公路虽然发展速度很快。由于村村通公路大都穿过偏僻乡村,路面高低不平,大型设备不容易进去,施工技术水平低,质量监管难度大,导致村村通公路出现了很多质量问题。而影响村村通公路质量的因素很多,如不引起重视,将来的返修、维护费用十分惊人。本文着重以案例形式分析村村通混凝土道路的质量问题及其原因,并从施工角度提出防止措施。
村村通公路混凝土裂缝原因措施
要想富先修路,这是改革开放以来大家形成的共识。正因如此,近几年我国村村通公路建设突飞猛进。据交通部公布的数据,我国村村通公路每年以2-3%的速度递增。截止2015年底,全国村村通公路(含县道、乡道、村道)总里程达到398.06万公里。其中村道231.31万公里。这231.31万公里的村道,90%以上是水泥混凝土路面。其主要原因是水泥混凝土由水泥、砂、石、水及外加剂按一定比例混合拌制而成,它原料来源广、施工方便、强度高、成本低及维护费用小。但值得注意的是,与城市道路相比,村村通公路显现出来的质量问题愈加突出,有的村村通公路费了好大劲,耗用大量人力、物力和财力,通车不到一年就出了问题,其中,最常见的问题就是路面开裂(见图1、图2)。
图1 :某村村公路建成不到一年断裂
图2 :某村村通公路建成不到两年损坏
路面一旦开裂,雨水通过裂缝向下渗透,浸蚀路基。路基被浸蚀,在车辆重压下又产生新的裂缝,进而形成恶性循环,使原本整体路面很快遭受破坏,严重影响正常交通。
事实上,造成村村通混凝土路面开裂的原因很多,罗列起来有数十种。但施工方法不当是重要原因之一。鉴于此,笔者就村村通公路施工常出现的问题做简要分析,并提出防止措施。
(一)案例
2015年3月,某县城一郊区道路,C30非泵送混凝土,厚20c m。浇注完成20天左右后,出现纵向裂缝(图三)。当时检测混凝土强度合格,施工过程也没发现有什么不妥。从专业角度讲,出现纵向裂缝,不可能是混凝土收缩引起。只能是路基没有压实,浇注混凝土后,由于混凝土自重较大,路基出现不均匀下沉引起。
(二)措施
应严格按规范要求,反复夯实路基(见图3、图4)。
图3 :路基不稳引起纵向裂缝
图4 :振捣不密实引起的蜂窝现象
(一)案例
2014年8月,来安县某村村通混凝土路面正在施工,一周后,实地考察时发现表面多处局部部位出现内部结构疏松、多孔,这一专业术语叫蜂窝现象(图4)。出现蜂窝现象的原因是:振捣工序未达到要求,振捣时间过短或振动力度不够。加上施工时天气炎热,混凝土干的快,也是不可忽视的影响因素。
(二)措施应根据气候温度、入模时混凝土拌合物的干硬程度确定振动时间。混凝土较干时,振捣时间应稍延长;混凝土较稀时,振捣时间稍微缩短,当表面看不到石子,并有浆体出现时方可停止振动。
(一)养护的重要性
浇水养护是混凝土工程十分重要的一个环节。混凝土之所以有强度,主要是水泥水化生成具有强度的产物。如果没有水,水泥水化就难于进行,水化产物难于生成,混凝土强度即停止增长。当混凝土强度不足于抵抗混凝土热胀冷缩产生的拉力时,便从内部结构最薄弱部位产生裂缝,且随着时间延长,裂缝越来越大。如果混凝土浇注后及时洒水养护,混凝土强度不断增加,其抗拉能力大于混凝土热胀冷缩产生的拉力,也就不会产生裂缝。
(二)养护方法根据混凝土工程养护规范,洒水养护的时间间隔不是一成不变,应根据混凝土标号、季节和温度变化而变化。
1、夏天气温高,砼初凝后应立即进行养护。优先采用蓄水养护方法连续养护。如做不到蓄水养护,应在其表面提供潮湿的覆盖层,并定期洒水;也可采用养护剂养护。白色养护剂所形成的薄膜可有效阻止混凝土内部水份蒸发。
2、春、秋季节,可以不采用蓄水养护,用薄膜覆盖方法养护。因为这个季节的风大,空气干燥,薄膜密封养护,可有效防止水分流失。
3、冬季气温低,不主张洒水养护,更不能用蓄水养护。宜用薄膜覆盖后铺上草帘。薄膜可以防止水份流失,草帘可以保持一定温度,促进水泥水化。
4、混凝土标号高,水化速度快,水的消耗速度也快,应加强洒水养护,但如混凝土温度较高,要防止洒水后表面温度骤降,引起混凝土内外温差过大。
5、入模的混凝土拌合物较干时,混凝土凝结硬化快,需水量大,同样应加强洒水养护。
(一)案例
2016年6月初,某村村通道路混凝土浇注一周后路面出现多条横向贯穿裂缝,裂缝与裂缝间距基本一致。经现场调查,项目负责人强调他们是按照以前的施工经验,当天浇注,第二天切缝,切缝时很费劲,因为浇注时混凝土很干(图5)。这明显是混凝土路面切缝太迟引起的质量事故,主要责任在施工方。造成这一事故的原因是,施工方缺少必要的专业知识,仅凭已有的经验行事。不管气温及原材料是否发生变化,仍一成不变地按以前经验施工。
(二)措施
图5 因切缝迟引起的横向贯穿裂缝
图6 切缝深度不够引起的裂缝
水泥混凝土道路最佳切缝时间主要受混凝土强度影响。根据规范,道路混凝土强度等级达到设计标号的25%左右开始切缝。但如何判断出混凝土强度大约达到设计强度的25%,这要依据混凝土入模时的稀稠程度及环境温度进行综合考虑。切缝时间过早,易产生缺边掉角破坏现象;过晚,温度应力得不到及时释放。当温度应力超过混凝土抗折强度时就会发生断板,因此最佳切缝时间的选择主要由水泥混凝土强度随时间增长规律来确定。通常,混凝土浇注后12小时内切缝,这只是一般规律。如果混凝土入模时很干,则凝结硬化速度必然很快,这种情况下依然按以往的经验12小时切缝,肯定错过了最佳切缝时间。
(一)案例
2016年9月13日,来安县某村村通道路混凝土工程,厚约40c m。浇注后及时切缝,缝隙深度7c m,切缝前路面外观未发现任何异常。但切缝完第二天,路面出现两条横向贯穿性裂缝,每条裂缝均位于切缝附近,与切缝大约成300角(图6)。经分析,混凝土原料及配合比正常,推测原因主要是切缝深度过浅。
(二)措施
《公路水泥混凝土路面设计规范》(J T G D40-22)中规定,混凝土路面必须及时切缝,切缝深度不应小于路面厚度的1/3。但是,上述道路混凝土路面,切缝深度7c m,仅是路面厚度的1/5。远未达到规范规定的切缝深度要求,因而起不到释放收缩产生的能量目的。要避免类似质量事故的发生,必须严格按道路施工规范要求进行切缝。
总之,近几年的村村通道路建设,的确给老百姓的衣食住行带来了很大便利,也极大地推动了地方经济快速发展。但就村村通道路建设表现出来的质量问题而言,村村通公路混凝土施工队伍的专业技术及施工水平亟待进一步提高。夯实路基、加强混凝土振捣和养护、正确切割混凝土路面,坚决按规范要求组织施工,是确保村村通混凝土工程质量的前提和基础。
[1]林祖宏.建筑材料[M]北京:北京大学出版社,2014:55.
[2]张海峰,浅析混凝裂缝产生原因及预防措施[J],今日科苑,2008,(04):20-24.
[3]曾力军,浅析混凝土裂缝的原因、预防和处理[J]江西建材,2007,(03)33-35.
[4]王铁梦,工程结构裂缝控制[M],中国建筑工业出版社,1999.
U416.216
A
1671-5993(2017)02-0056-02
2017-03-29
程一斌(1964-)男,安徽滁州人,滁州职业技术学院副教授。