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        公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及處理

        2011-12-20 03:49:24白曉虹劉忠
        城市建設理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:處理公路施工

        白曉虹 劉忠

        摘要:隨著我國公路建設里程的不斷增長,公路混凝土裂縫的管理處理工作日加繁重。同時公路的建設時間一般為一到多年時間,施工期間受到各種因素作用下,裂縫的出現(xiàn)是不規(guī)律的,從而影響到公路的使用安全。本文首先具體探討了公路施工中混凝土產(chǎn)生不同裂縫的原因與過程,然后提出了相應的處理措施:優(yōu)化公路選線,積極采用壓漿法,創(chuàng)新灌縫管理和做好混凝土的養(yǎng)護。

        關(guān)鍵詞:公路;施工;裂縫;原因;處理

        隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展和國家4萬億基礎設施投資的實施,我國公路得到了快速發(fā)展,公路的路面工程量大、涉及因素多,公路沿線所處的土壤、水文等外部條件有著顯著的差別,路面結(jié)構(gòu)層構(gòu)成狀況不同,施工設計水平也不盡相同【1】。公路開放交通后,路面混凝土原先的裂縫就會導致各種不同程度、不同類型的路面早期破壞現(xiàn)象【2】。為此探討公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及處理措施意義重大。

        1 公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

        混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因和裂縫出現(xiàn)的形式多種多樣,影響里路面產(chǎn)生裂縫的主要因素有:混凝土質(zhì)量、混凝土材料性質(zhì)、氣候條件以及施工質(zhì)量的影響?;炷谅访娉霈F(xiàn)裂縫的主要形式為縱向裂縫和橫向裂縫。

        1.1 橫向裂縫

        橫向裂縫是混凝土路面病害的常見病害之一,在發(fā)生原因上,我們知道,就混凝土自身材料性質(zhì)而言,混凝土是一種熱脹冷縮型材料。在一些特殊環(huán)境下,混凝土的收縮變化已遠遠超出混凝土的極限拉應力,從而,在混凝土面層薄弱處就會產(chǎn)生裂縫【3】。同時當前我國公路路面基層如果采用半剛性基層材料,半剛性基層成型后明顯或隱約存在裂縫。在行車荷載的作用下,特別是超重車輛較多的情況下,半剛性基層底部產(chǎn)生過大的拉應力,導致基層開裂。還有由于橋頭路基填土壓實度不夠以及對原地基未做適當處理,使鄰接構(gòu)造物的路面明顯出現(xiàn)不均勻下沉,沉降引起的沿橋涵臺背方向的橫向裂縫【4】。

        1.2 縱向裂縫

        混凝土路面產(chǎn)生縱向裂縫主要有路基填筑質(zhì)量路基填料本身原因等原因。比如由于路基填方材料的不均勻性,影響了路基的整體性能。而如果兩側(cè)邊溝積水的情況下,對外側(cè)路基浸泡使粘土地基和路基含水量相對長時間處于飽和狀態(tài),造成地基承載力下降,路基整體強度降低,在重車荷載的反復作用下,產(chǎn)生路面縱向開裂。此類裂縫的位置通常處于外側(cè)行車帶附近,在雨季后開始出現(xiàn)輕微裂縫,隨著冬季溫度的下降,在溫度應力作用下裂縫繼續(xù)發(fā)展,經(jīng)過幾年的行車碾壓和溫度變化,裂縫逐漸加寬并且貫通【5】。

        2 公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的過程

        當前在路基產(chǎn)生裂縫的形的影響下,路面墊層底部在裂縫處受到了很大的拉應力,在抗拉強度超過屈服強度時,路面底部被拉裂,產(chǎn)生了較小的裂縫,在路基下陷和車載的反復作用下,裂縫向路預面擴大發(fā)展,貫穿路面形成了寬度比較大的裂縫。裂縫產(chǎn)生的過程分兩步:(1)拉開過程。由于路基變形,路面底部墊層受拉應力過大而產(chǎn)生裂隙;(2)擴展過程。荷載重復拉應力的作用使得裂隙垂直向上擴展,最大拉應力仍產(chǎn)生在裂隙處,最終形成危害較大的裂縫【6】。

        3 公路施工中混凝裂縫的處理

        3.1 優(yōu)化公路選線

        要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵編制地方性規(guī)范,在公路地基耐久性標準上,可有不同的設置水準。全國性的規(guī)范訂得愈詳細,其適用性可能變得愈差,造成的混亂也可能愈多;特別像軟土工程那樣的規(guī)范更是如此。比如路線通過山坡時,宜選擇在平緩、干燥、向陽的地帶。在積雪地區(qū),路線應選擇在積雪較輕的山坡上,這些地帶的多年凍土通常埋藏較深,含冰較少,穩(wěn)定性較好。路線縱斷面應盡量采用填方,盡可能避免挖方、零斷面或低填淺挖斷面。如受條件限制時,也要盡量縮短零斷面、半填半挖及低填淺挖路段的長度,以減少處理工程,在厚層地下冰地段,應避免以挖方通過。路線宜選擇土質(zhì)良好的地帶通過,并應盡量靠近取土地點以及砂、石和保溫材料產(chǎn)地。

        3.2 積極采用壓漿法

        混凝土縱向裂縫一般建議采取壓漿處理,施工時壓入水泥凈漿,建議普通硅酸鹽水泥,注漿壓力為1.5Mpa以上。壓漿前用環(huán)氧砂漿對裂縫表面進行封堵,沿裂縫每隔15m預埋一注漿管,從一端開始,依次注漿直到相鄰注漿管溢出漿液為止,壓漿前移。如中間有壓漿管不能溢出漿液,則將壓漿泵移至相鄰的下一孔管進行注漿。

        3.3 創(chuàng)新灌縫管理

        在橫向裂縫處理中,縫寬在6 mm 以內(nèi)的,將縫隙刷掃干凈,并用空氣壓縮空氣吹去塵土;縫寬在6 mm以上的,剔除縫內(nèi)雜物和松動的縫隙邊緣,或沿裂縫開槽后用4-6MPA 空氣壓縮空氣吹去塵土;對普通混凝土或SBS改性混凝土進行現(xiàn)場加熱,溫度控制在150℃-160℃;用鐵壺或?qū)S萌萜鲗峄炷凉嗳肟p內(nèi),一般需澆灌2-3 遍;待混凝土溫度下降至常溫后即可開放交通。

        3.4 做好混凝土的養(yǎng)護

        常溫情況下應嚴格按規(guī)定及時對混凝土澆水養(yǎng)護,高溫、低溫環(huán)境下,澆水后應適當覆蓋,使混凝土不致受風吹、曝曬,以保持混凝土足夠的濕潤狀態(tài),避免混凝土過早干裂;避免因過大的變形應力超過混凝土拉應力而出現(xiàn)裂縫。混凝土澆水養(yǎng)護的次數(shù)以能保持混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)為宜。對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土應不少于7天,對于抗?jié)B混凝土及摻緩凝劑的混凝土,不少于14天。

        總之,公路混凝土路面裂縫的形成是多種內(nèi)因與外因綜合作用的結(jié)果,其控制必須進行全面的考慮。

        參考文獻:

        [1] 王偉超,肖禎雁.混凝土裂縫成因及控制措施探討[J].山西建筑,2007,33(7):162-163.

        [2] 代寒松,盛煜,陳繼.青藏公路路基縱向裂縫病害及其發(fā)生規(guī)律[J].公路,2006,1:24-26.

        [3] 竇明健,胡長順,多吉羅布,等.青藏公路路面病害成因分析[J].冰川,2003,25(4):85-87 .

        [4] 孫均,遲景魁,曹正康,等.新型土工材料與工程整治[J].中國建材工業(yè)出版社,2008.

        [5] 王玉順.高速公路瀝青路面裂縫修補技術(shù)探討[J].公路,2010,9:45-47.

        [6] 陳君朝.高速公路瀝青混凝土路面早期病害及其防治措施[D].工程碩士學位論文,2010.

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