馬永杰

水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)。但混凝土的一些質(zhì)量問(wèn)題也給工程帶來(lái)影響,其中開(kāi)裂就是一個(gè)問(wèn)題,應(yīng)引起管理和施工人員的充分重視,這將會(huì)對(duì)自己的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)一定的效益,也對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量起著舉足輕重的作用。

1 開(kāi)裂產(chǎn)生的原因

1.1 原材料不合格

1)水泥的安定性差,強(qiáng)度不足。水泥中的游離氧化鈣凝結(jié)過(guò)程中水化很慢,水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用,當(dāng)游離的氧化鈣超過(guò)一定限量時(shí),就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強(qiáng)度下降;2)集料含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良往往是產(chǎn)生初期開(kāi)裂的薄弱部位。

1.2 混凝土配合比不當(dāng)

1)單位水泥用量偏大?；炷林幸鹗湛s的主要是水泥石部分,過(guò)多的水泥用量必然會(huì)導(dǎo)致較大的收縮;2)水灰比偏大。偏大的水灰比,增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度,影響了混凝土的強(qiáng)度。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)施工的原因

澆灌混凝土?xí)r,振搗或插入不當(dāng),過(guò)振、漏振或振搗棒抽撤過(guò)快,均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性,在密度小的區(qū)域混凝土面板下部多呈蜂窩和空洞狀,形成了承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域,從而誘導(dǎo)開(kāi)裂的產(chǎn)生。

1.4 路基不均勻沉降的原因

壓實(shí)度不足或壓實(shí)不均勻路段,在路面長(zhǎng)期使用過(guò)程中,由于水溫條件的變化和行車荷載作用,路基產(chǎn)生不均勻沉降,致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái),面板由于荷載作用導(dǎo)致開(kāi)裂。

1.5 切割時(shí)間的原因

當(dāng)水泥達(dá)到終凝時(shí),水泥混凝土即將凝固成型,這時(shí)水泥混凝土體收縮變形也在不斷進(jìn)行,并產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個(gè)成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí),在混凝土面板承受拉應(yīng)力最薄弱的位置就會(huì)被拉斷而產(chǎn)生開(kāi)裂。這是因?yàn)闆](méi)有及時(shí)準(zhǔn)確地切縫,才導(dǎo)致開(kāi)裂的。

1.6 養(yǎng)護(hù)原因

在水泥混凝土路面施工中,養(yǎng)護(hù)是一道十分重要的工序,對(duì)保證其強(qiáng)度和預(yù)防裂縫產(chǎn)生有著一定的影響。在養(yǎng)護(hù)中,由于養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、灑水量不夠或時(shí)間較短,使混凝土表面水分不夠或蒸發(fā)過(guò)快或養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠,常常使混凝土表面產(chǎn)生收縮開(kāi)裂。

1.7 氣候溫差原因

當(dāng)施工環(huán)境的溫差大、氣候干燥時(shí),如果不注意混凝土的澆灌時(shí)間及防護(hù)措施,其混凝土表面也極易出現(xiàn)開(kāi)裂。

2 開(kāi)裂的預(yù)防措施

2.1 設(shè)計(jì)方面

1)充分考慮混凝土路面的厚度、設(shè)計(jì)尺寸,應(yīng)保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的正常使用;2)設(shè)計(jì)全面的排水系統(tǒng),確保地表水、地下水不會(huì)對(duì)路基、路面造成侵蝕破壞。

2.2 施工中嚴(yán)把原材料關(guān)

原材料是構(gòu)成混凝土路面的主體,如果由于施工中管理不嚴(yán),購(gòu)進(jìn)材料質(zhì)量低劣,那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的彎拉應(yīng)力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂。所以,必須要按照配合比設(shè)計(jì)要求進(jìn)行原材料選擇,以確保工程質(zhì)量。

2.3 嚴(yán)把工程質(zhì)量施工關(guān)

在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì),合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度,如發(fā)現(xiàn)所購(gòu)進(jìn)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí),必須及時(shí)調(diào)整施工配合比,同時(shí)還要檢查含泥量,使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制,單位水泥用量要精確,誤差值控制在1%以內(nèi),用水量誤差不超過(guò)1%,外加劑控制在2%以內(nèi)。因此,在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān),特別是水灰比這一關(guān)。

2.4 控制基層質(zhì)量

當(dāng)基層表面凹凸不平,不僅會(huì)使面板與基層間的摩擦力增大,而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區(qū),這樣在不均勻片狀區(qū)的邊緣部位和摩阻力集中的區(qū)域就最容易形成開(kāi)裂;另一方面,當(dāng)基層標(biāo)高低時(shí),澆筑的混凝土面板就偏厚,而切縫深度又是按正常板厚實(shí)施的,這樣在混凝土凝固過(guò)程中產(chǎn)生的拉壓力的作用下,就會(huì)在面板相對(duì)比較薄的部分產(chǎn)生不規(guī)則裂縫,因此必須使基層的壓實(shí)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)值和彎沉值,保證路基有足夠均勻的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。

2.5 在施工中必須振搗均勻密實(shí)

澆搗時(shí),振搗棒要快插慢拔,根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間,避免過(guò)振、漏振,振搗速度應(yīng)緩慢而均勻,連續(xù)不間斷行進(jìn),再采用二次振搗,以排除混凝土內(nèi)部的氣泡和水分;也可以用振動(dòng)板縱橫交錯(cuò)地進(jìn)行振搗,最后使混凝土均勻密實(shí)。

2.6 正確安裝傳力桿可以防止裂縫

在混凝土澆筑過(guò)程中,要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性,一旦出現(xiàn)間斷作業(yè),必須設(shè)置一道施工縫,并布置傳力桿,傳力桿的安裝設(shè)置必須遵照規(guī)范要求,按設(shè)計(jì)進(jìn)行,使傳力桿與道路中心線及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜,定位精確度不足時(shí),則在傳力過(guò)程中會(huì)將混凝土頂壞,從而形成裂縫。

2.7 在施工中盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)

溫差效應(yīng)過(guò)大或突變,容易造成混凝土面板強(qiáng)度的形成不同步。當(dāng)氣溫高時(shí),上部強(qiáng)度的形成比下部要慢。在這樣的情況下,面板強(qiáng)度的形成不同步,容易出現(xiàn)翹曲變形,一旦有不規(guī)則裂縫發(fā)生就會(huì)使強(qiáng)度較低部位拉斷開(kāi)裂,所以在施工中要注意盡量避免溫差大天氣或大風(fēng)天氣施工或者當(dāng)混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽(yáng)灑水,噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施,使混凝土體的表面始終保持潮濕,確保晝夜溫差不至太大,以預(yù)防混凝土路面開(kāi)裂。

2.8 正確地在縱坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部設(shè)置脹縫

縱坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部都是應(yīng)力應(yīng)變集中的位置,在此處設(shè)置脹縫,是減少或釋放應(yīng)力應(yīng)變的最佳方案,它可以大大降低在此處的斷板率。

2.9 及時(shí)準(zhǔn)確地切縫是預(yù)防裂縫的有力措施

切縫的時(shí)間一定要在產(chǎn)生最大收縮應(yīng)力之前,在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.1 MPa～1.4 MPa之間時(shí),進(jìn)行切縫才有效,切縫深度約為板厚的1/4～1/3,不宜切縫太淺或太深,這樣可以有效地引導(dǎo)混凝土路面開(kāi)裂在預(yù)定的切縫位置上斷裂,避免了不規(guī)則裂紋的產(chǎn)生。

2.10 邊界影響的控制

1)有中央分隔帶、路緣石等結(jié)構(gòu)物施工時(shí),應(yīng)在與混凝土路面接觸處涂刷瀝青,使雙方自由伸縮;2)基層養(yǎng)生結(jié)束后,要及時(shí)澆筑水泥混凝土路面,以防止基層因暴露時(shí)間長(zhǎng)而產(chǎn)生干縮裂縫,預(yù)防因基層裂縫反射到混凝土路面上來(lái)。

2.11 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

在混凝土裂縫的防治工作中,對(duì)新澆筑混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。對(duì)新澆筑完的混凝土要及時(shí)覆蓋養(yǎng)生,一定要按規(guī)定的天數(shù)和灑水次數(shù)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù),使混凝土表面始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度后,方可開(kāi)放交通。

所以,在工程施工中,要針對(duì)工程實(shí)際情況,認(rèn)真分析水泥混凝土路面開(kāi)裂的原因,對(duì)癥下藥,抓好每一個(gè)環(huán)節(jié),采取行之有效的質(zhì)量控制措施,減少混凝土路面開(kāi)裂的數(shù)量,進(jìn)而提高行車的舒適性,延長(zhǎng)水泥混凝土路面的使用年限。

隨著當(dāng)今我們對(duì)混凝土性質(zhì)研究的不斷深入,技術(shù)水平的不斷提高,相信混凝土開(kāi)裂的問(wèn)題將會(huì)逐漸得以圓滿地解決。

[1] JTG D40-2002,公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JTG F30-2003,公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 張勝榮.水泥混凝土路面損壞原因及其解決辦法的探討[J].山西建筑,2008,34(36):279-280.