张天东
【摘 要】沥青路面是目前高等级公路广泛采用的结构形式,在实际工作中,沥青路面裂缝是一个广泛存在的顽疾,始终很难彻底解决。文章重点就高速公路基层裂缝产生原因及防治措施进行研究分析,旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
【关键词】高速公路;基层裂缝;产生原因;防治措施
沥青路面在使用期开裂是世界各国普遍存在的问题,且不论其基层是柔性的还是半刚性的。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分,使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,产生松散、沉陷、坑槽、翻浆等严重病害,从而加速路面的破坏。
一、高速公路基層裂缝产生原因
(一)温差引起的裂缝
高速公路路面基层施工产生裂缝的一个主要原因是水化热高,配比大体积混凝土之后,水泥的水化作用所产生的大量的热量无法向外散热,导致混凝土内部温度升高,而混凝土外部散热较快,混凝土内部与外部就会产生较大的温差,同时路面框架结构中的构件不同,热力学性质不一样,使得路面的内部和外部因温差而变形,在表面形成较大的表面拉应力。此时的混凝土抗拉强度很低,在温差≥25℃时,表面拉应力超过混凝土的抗拉强度极限,高速公路表面就会产生裂缝。现代广泛应用的商品混凝土等级越来越高,水泥的使用量也越大,混凝土的收缩及水化热增加,进行大容积的混凝土浇筑时,若水化热计算产生误差,控温工作做得不好,使混凝土内部温度与外部温差相差太大,就很容易产生温度裂缝。
(二)收缩变形引起的裂缝
高速公路路面基层施工中,混凝土浇注后硬化,水化散发,混凝土体积收缩变形也比较严重。收缩变形了一段时间后,高速公路路面就会出现明显的收缩裂缝。收缩裂缝一般是出现在混凝铺设之后的第三天,混凝土的降温阶段,这个时候温度逐渐下降,混凝土不断硬化,在混凝土硬化过程中,混凝土内部拌合水的蒸发作用,与混凝土内部胶质体的胶凝作用等因素使混凝土在硬化时出现收缩,收缩过程中由于结构本身的约束或者基底等的约束作用,同时也会产生较大的拉应力,以至于产生收缩裂缝。
(三)施工不当或养护不当引起的裂缝
高速公路路面基层施工中,混凝土铺设时间和厚度把握不好,都会造成混凝土产生大的收缩,使得混凝土产生龟裂或者疏松的裂缝,并且迅速扩展产生裂缝。对于高速公路这种具有大的施工面积的工程,没有多次的混凝土铺设,表面也容易产生收缩裂缝。还有如果现场养护措施没有做好,造成混凝土早期脱水,也会引起收缩裂缝。在高速公路路面基层施工现场,采用正确的方法进行混凝土铺设和养护十分重要。在铺设混凝土的时候,如果没有分层、放坡、控制铺设的厚度,或者在浇捣混凝土的时候,漏振、过振、振捣棒抽得太快,都可能影响混凝土的密实度和均匀度,导致产生裂缝。
二、高速公路基层裂缝的防治措施研究
(一)温度控制
为了预防路基混凝土内外温度差超过临界温度产生裂缝,我们需要进行测温工作以掌握混凝土内部实际温度的变化情况,并通过相关措施进行调节和控制。施工时若混凝土内部温度较高,在混凝土表面紧压整平之后,用塑料薄膜和麻袋布浇水湿润后覆盖其上,然后通过测量的温度数据来确定是否增减覆盖物。一般情况下,路基混凝土温度差变化在1到72小时内变动最大,这段时间需要每2小时测量一次,同时记下每次测量时间及各个测试点的温度值、各部位覆盖和去除保温材料的时间、养护及恢复的时间、发生异常情况的时间等。如果路基混凝土内部最高温与表面薄膜下的温度差达到27℃时,要马上采取保温应急措施,通过提高混凝土表面温度来降低与内部温度差。
(二)控制混凝土配合比
在设计混凝土的配合比时,水灰比对混凝土的收缩影响较大。水灰比越大,则收缩也越大。为控制水灰比,降低水泥用量,应该选择收缩量较小中低热水泥或者是粉煤灰水泥。粉煤灰等矿物质颗粒呈球状,是中空结构,其成份主要是氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙等,可以改善混凝土的易和性,减少水泥用量,降化水化热作用,从而减少收缩,提高混凝土的抗裂性,同时还可以掺入适量的减水剂以减少用水量,选用收缩较小的外加剂,以提高混凝土的抗裂缝抗渗能力。
(三)采取正确的养护措施
养护是为了让路基混凝土正常硬化,减少受外界环境的影响。关键就是要设法降低混凝土内部的温度,使之接近外界气温,缩小内部与外部站的温度,防止裂缝产生。防止施工中混凝土产生裂缝,混凝土铺设的早期养护非常重要。给混凝土内拌合水水化过程一个湿润的环境,采取连续循环的方式对高速公路路基混凝土进行浇水养护,如果与外部的温度超过25℃,则应在路基混凝土表面覆盖保温材料,控制温差,防止产生裂缝。
三、结束语
综上所述,在高速公路工程试验检测的过程中,施工企业需针对基层病害提前做好防治措施,充分利用检测数据并结合现场施工工艺来应对问题,采取全面的防治措施,尽可能的把路面产生的裂缝减到最低,使水泥稳定碎石基层优点得到充分发挥,增强路面的稳定性。
【参考文献】
[1]张自创.高速公路水稳基层裂缝原因分析及防治措施[J].内蒙古公路与运输,2016(03):38-39.