周荣春
【摘 要】本文通过分析造成水泥混凝土路面裂缝的原因,并针对此提出了切实可行且能够预防和处治水泥混凝土路面裂缝的对策,供同行参考。
【关键词】水泥混凝土;路面;裂缝;原因;防治
水泥混凝土道路由于其施工操作的便利和良好的性价比,目前应用广泛,但施工操作稍有不当水泥混凝土道路路面极易产生裂缝。施工实践表明,水泥混凝土路面产生裂缝的原因比较复杂,在勘探、设计、材料、施工、监理各个环节都要足够重视,严格认真对待,一切都要按照有关规范进行操作,只有这样才能杜绝或减少水泥混凝土路面裂缝的出现,从而提高道路使用寿命。
1水泥混凝土路面裂缝原因
1.1道路路基原因
若路基填筑材料不合格,或者压实时局部未达到质量标准,或者在路基自然沉降未到一定程度时便开始路面施工,这些都可能引起路基的不均匀沉降,从而使得路面的混凝土板也随之产生裂缝。此外,如果路面基层平整度达不到要求,会造成水泥混凝土层厚薄不均,这些部位在车辆荷载作用下便容易产生裂缝。通常在新旧路结合部位、以及人工结构物与路堤衔接处,都可能出现不均匀沉降而引起混凝土路面裂缝。还有的水泥混凝土路面的基层采用水泥、石灰稳定土材料铺筑,会引发路面裂缝。
1.2原材料原因
水泥质量不过关,其物理性质、力学性质、成分含量等技术指标达不到规范要求;粗细骨料含泥量高、杂质多,造成胶体与骨料不能有效结成整体,抗拉强度降低,诱导裂缝产生;粗细骨料级配不合理,针片状颗粒超标,不仅影响骨架受力结构,造成强度裂缝,而且骨料偏细,混凝土单方用水量、用灰量增多,坍落度过大,易产生收缩裂缝;水泥等级过高,单位使用量过大,混凝土开裂的可能越大。
1.3路面沉降原因
路面发生自然沉降现象,道路内部的自由水出现,从而沉降使收缩裂缝产生。导致沉降发生裂缝问题的主要原因有:完善混凝土浇筑的施工以后,水泥和骨料会进行自然下沉,在下沉过程中如果遇到了钢筋、埋件等其他物体的阻碍,那么就容易使模板出现移动和基础沉降现象产生。这就会产生水泥混凝土的拉应力和剪应力,从而由于沉降问题产生裂缝,此时的裂缝通常会在混凝土浇筑以后1-3h内产生,是混凝硬化前的裂缝问题,在施工中一旦发现这种问题,那么应该及时进行处理,实施二次抹平和加压抹平,从而实现裂缝的闭合。
1.4环境原因
水泥混凝土路面进行施工和养护的过程中,很容易受到外部环境和气候的影响,例如空气的湿度和温度发生了变化,会影响水泥混凝土路面水分的蒸发速度;并且风速对水泥混凝土干缩的影响较大,风速越大,水分蒸发也就越快,使混凝土干缩的速度加快,极易导致水泥混凝土收缩裂缝的产生。此外,混凝土具有热胀冷缩的特性,当外界气温发生明显变化时,混凝土很可能出现局部的收缩,从而使应力发生变化,进一步加剧混凝土裂缝的产生。
1.5温度原因
水泥混凝土路面由于纵向长度很长,又直接暴露在自然环境中,受光照、雨雪、气温的影响,冷热交替,如果路面施工存在胀缝、缩缝等施工质量存在缺陷或后期养护不到位,混凝土缩胀变形受到约束,必然导致路面隆起胀裂或收缩拉裂。同时,水泥混凝土路面在凝结过程中释放大量的热量,在内部热量无法顺畅导出,外部接触大气温度迅速降低的情况下,很容易形成外拉内压的温度应力,而此时混凝土强度还在初期形成阶段,自然导致裂缝的形成。
2水泥混凝土路面裂縫的预防对策
水泥混凝土路面由于其特有的性质以及外界因素等造成其存在一些诸如裂缝、断板等现象。而以目前的施工技术以及管理水平彻底解决这些问题存在极大难度,所以在施工过程中只有采取“预防为主”的方针,并采用先进的施工工艺,对各施工工序进行良好的施工质量控制等措施,从根本上进行“综合治理”,才能达到标本兼治的目标,确保由于路面裂缝引起的施工质量问题,减少裂缝造成的损失。
2.1提高施工人员素质
为提高水泥混凝土路面质量,必须将工程发包给有资质的施工企业,选择专业的路面施工队伍。但目前却有不少企业管理薄弱,以包代管;多数工人来自农村,文化素质偏低,缺乏专业的培训、教育,难以掌握施工的技术要领,工程质量意识、责任意识不高。这就要求我们必须以人为本、加强管理,配备合格的专业管理人员;在开工前,应对施工、试验、机械、管理等岗位技术人员和作业工人加强技术交底、培训和技能考核,提高质量意识,制订激励机制,奖优罚劣。
2.2严格控制施工材料
采用强度高,收缩性小,耐磨性强,抗冻性好的水泥;石料要采用级配碎石,强度要达到混凝土强度的两倍以上,且粗骨料含泥量不超过1%,同时严禁使用强风化的石子;避免采用不清洁的含泥量大或杂质的砂;采用自来水或洁净的水源拌和,避免采用腐蚀性或酸、碱等有害杂质的水;混凝土试配强度宜按设计强度提高10%~15%,并要保证在混凝土搅拌过程中严格按照配合比施工。
2.3严格控制施工质量
对基层的要求首先要保证有足够的稳定性和强度的均匀、平整、坚固、密实,同时要加强排水设计,采取必要的防水排水措施,使之远离路基,减少路基受水侵害的几率。混凝土面层厚度不大于22cm时,可一次摊铺,大于22cm时,可分二次摊铺,并且下部厚度宜为总厚的3/5;振捣应以拌和物停止下沉、不再冒气泡、表层有水泥浆泛出为准,严防振捣不到位或过振;浇捣过程中应密切注意模板变形及漏浆,有此类现象发生应立即纠正;混凝土捣实后24h之内,不得受到振动,不得进行洒水湿润。
2.4控制混凝土温度
夏季施工,必须避开高温时间,这是防止裂缝和断板的最有效的方法。要控制混凝土水化热,混凝土温升的热源是水泥的水化热,施工中使用低热水泥及减少水泥用量可以降低混凝土温升。水泥品种不同,水化热相差很大,所以要使用低热水泥或中热水泥;降低水泥用量,就能有效地降低水泥的水化热温升,减少水泥用量的主要措施是选择粗细骨料级配良好且最大粒径尽可能大的骨料;砂率小,比表面积小的骨料也能节省水泥。采用粗砂比细砂省水泥,在满足混凝土和易性条件下尽可能降低塌落度,这样可以减少水和水泥用量等等。
2.5做好混凝土板面切缝工艺
要根据不同情况,及时做好混凝土板面切缝工艺,并保证一定的切缝深度,使切缝部位足以释放混凝土板内部产生的拉应力,不至于产生裂缝或断板现象。
2.6洒水养护
在混凝土浇筑24小时后应该立即进行洒水养护,采用白色塑料薄膜覆盖,蓄水养护法,进行连续养护。在混凝土浇筑完成后的7天内应保证混凝土处于充分湿润状态。并且应该严格遵守国家标准规定的养护龄期。
3水泥混凝土路面裂缝的处治对策
水泥混凝土路面纵向裂缝的处理可采用局部處理和全部处理的办法。在处理之前,必须对裂缝产生的原因进行调查分析,确定是什么原因引起的,然后再确定用什么方法处理。如属于土基沉陷等原因引起的,则宜先从稳定土基着手或者等待自然稳定后,再着手修复。在过渡期可采取一些临时措施,如封缝防水;严重影响交通的板块,挖除后可用沥青混合料修复;裂缝的修复,如采用一般性的扩缝嵌填或浇筑专用修补剂有一定效果,但耐久性不易保证;采用扩缝加筋的办法进行修补具有较好的增强效果;翻挖重铺是一个常用的有效措施,但基层必须稳定可靠,否则必须首先从加强、稳定基层方面人手。
混凝土路面裂缝根据不同的裂缝情况有如下修补方法:
3.1表面修补法。适用于对承载能力没有影响的表面裂缝的处理,也适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。
3.2内部修补法。内部修补法是用压浆泵将胶结料压入裂缝中,由于其凝结、硬化而起到补缝作用,以恢复结构的整体性。这种方法适用于对结构整体性有影响,或有防水、防渗要求的裂缝修补。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。
3.3结构加固法。钢筋混凝土结构的加固,应在结构评定的基础上进行,加固的目的有结构强度加固、稳定性加固、刚度加固、抗裂性能加固四种。这四种加固之间既有联系又有区别,最常遇到的是结构强度加固(即结构补强)。
3.4表面凿槽嵌补。沿混凝土裂缝凿一条深槽,槽内嵌水泥砂浆或环氧胶泥、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等,表面作砂浆保护层。注意事项:槽内混凝土面应修理平整并清洗干净,不平处用水泥砂浆填补,保持槽内干燥,否则应先导渗、烘干,待槽内干燥后再行嵌补;在侧面或顶面嵌填时,应使用封槽托板逐段嵌托并压紧,待凝固后再将托板去掉。
4结语
综上所述,水泥混凝土路面的质量要控制住,要在施工过程中从原材料开始控制,充分重视人为因素的影响,规范各个工序的操作行为,并有针对性地对主要指标加强控制,才能从根本上把水泥混凝土路面的裂缝问题予以科学防治。
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