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        連續(xù)配筋混凝土路面裂縫特性

        2014-01-12 07:01:18賈曉峰
        山西交通科技 2014年6期
        關(guān)鍵詞:路段間距寬度

        賈曉峰

        (山西省交通科學(xué)研究院,山西 太原 030006)

        0 引言

        連續(xù)配筋混凝土路面(Continuous Reinforced Concrete Pavement,簡稱CRCP)作為水泥混凝土路面的一種形式,取消了橫向接縫,并配置了鋼筋網(wǎng),整體承載能力強(qiáng),使用壽命長,具有行車舒適性好[1-2],養(yǎng)護(hù)維修少等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。特別適合在特長公路隧道中應(yīng)用。

        本文通過對某13 km長的隧道內(nèi)CRCP早期裂縫數(shù)量、寬度和間距的調(diào)查,得到隧道內(nèi)CRCP早期開裂情況和裂縫發(fā)展規(guī)律,為隧道內(nèi)連續(xù)配筋混凝土路面的研究應(yīng)用提供參考。

        1 工程概述

        連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)應(yīng)用在隧道特重交通方向,隧道進(jìn)出口300 m范圍內(nèi)采用下層26 cm厚0.33%配筋率的連續(xù)配筋混凝土面板、上層10 cm瀝青路面的復(fù)合式路面。除進(jìn)出口段的CRCP厚28 cm,配筋率為0.67%,混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度為5.5 MPa。

        2 裂縫數(shù)

        對隧道內(nèi)中間部分2.2 km的路面鋪筑后進(jìn)行10 d連續(xù)跟蹤觀測,記錄每天出現(xiàn)的裂縫數(shù)及觀測期內(nèi)總數(shù)如表1所示??梢园l(fā)現(xiàn),7 d之后裂縫數(shù)趨于穩(wěn)定,早期開裂基本結(jié)束,預(yù)計(jì)通車后,隨著車輛荷載的增加,裂縫會(huì)迎來新一輪的開裂過程,這部分研究需待進(jìn)一步進(jìn)行。

        表1 裂縫發(fā)展規(guī)律表 條

        3 裂縫寬度

        觀測路段分兩段進(jìn)行施工,根據(jù)施工段落劃分,分別進(jìn)行了10 d時(shí)間的裂縫觀測,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖1,由圖1可知:

        a)總體上裂縫寬度較小,0.2 mm以下的超過總裂縫數(shù)的65%,其中裂縫寬度為0.1 mm和0.2 mm的占總裂縫數(shù)的60.5%。

        b)路段一長度大,早期施工采用混凝土罐車運(yùn)輸,混凝土坍落度稍大,早期開裂嚴(yán)重,裂縫寬度小于0.2 mm的裂縫只有9條,占這段總數(shù)142條的6.3%,0.2 mm、0.25 mm、0.3 mm的數(shù)量較多,占總數(shù)的74.6%。

        c)路段二較路段一短,施工中嚴(yán)格控制混凝土坍落度,裂縫寬度大于0.25 mm的裂縫只有3條,占整個(gè)段落里147條的2.0%,其余主要集中在0.1 mm、0.15 mm和0.2 mm,占總數(shù)的95.9%。

        圖1 裂縫寬度分布

        4 裂縫間距

        裂縫間距是影響CRCP使用性能的重要指標(biāo)之一,很多路面破壞與裂縫間距關(guān)系密切。美國長期性能試驗(yàn)路調(diào)查表明,沖斷破壞發(fā)生在裂縫間距為0.3~0.6 m的密集裂縫處,與裂縫平均間距沒有相關(guān)性,容易在寬裂縫處產(chǎn)生。所以研究CRCP裂縫分布不能單純地用平均裂縫間距來評價(jià),應(yīng)重視窄間距和寬裂縫。為了準(zhǔn)確評估裂縫間距特性,本文測定分析了最大間距,最小間距和平均間距,得到如表2數(shù)據(jù)。

        表2 裂縫間距特征表 m

        綜合表2、表3可知:

        a)裂縫平均間距為8.75 m,最大裂縫間距為84 m,而最小間距僅為0.5 m。落在設(shè)計(jì)要求的裂縫間距1.0~2.5 m區(qū)間內(nèi)的裂縫僅占17%左右。

        b)裂縫間距主要為2~8 m。路段一裂縫間距近似服從μ=5.8 m的正態(tài)分布,而路段二的這一值為3.2 m。

        c)單從平均裂縫間距來看,從路段一可以明顯地看到,兩端450 m范圍內(nèi),裂縫間距較中間600 m內(nèi)的大;路段二也存在相同規(guī)律,兩端間距大,中間間距小。

        d)可以預(yù)見開放交通后由于車輛荷載的作用,裂縫數(shù)會(huì)增加,裂縫間距勢必縮小。如若能在大間距中間產(chǎn)生新的裂縫,而不是小間距繼續(xù)變小,使裂縫間距落在設(shè)計(jì)要求的合理區(qū)間內(nèi),會(huì)大大減小路面破壞的幾率,提高路面壽命。如果1.0 m左右的裂縫間距進(jìn)一步變小,這部分板塊將成為整條路面的薄弱環(huán)節(jié),路面極容易出現(xiàn)沖斷病害。

        5 結(jié)語

        a)路面鋪筑完成后,混凝土由于自身收縮開裂,連續(xù)配筋混凝土路面裂縫數(shù)快速發(fā)展,2 d后增速變緩,7 d后趨于穩(wěn)定,早期開裂基本結(jié)束。預(yù)計(jì)通車后,隨著車輛荷載的增加,裂縫會(huì)迎來新一輪的開裂過程。

        b)觀測路段的裂縫形態(tài)多為垂直裂縫,出現(xiàn)少數(shù)傾斜裂縫和間斷裂縫,并未出現(xiàn)“Y”形、弓形、折線裂縫。裂縫間距2~8 m的占總裂縫數(shù)的76.8%,裂縫寬度均較小,裂縫寬度略大的段落表現(xiàn)的裂縫間距也大,面板兩個(gè)端部430 m范圍內(nèi)裂縫間距較中間部分略大。

        c)平均裂縫間距和裂縫寬度均沒有達(dá)到設(shè)計(jì)范圍內(nèi),較小的裂縫寬度可以滿足要求,但較大的裂縫間距可能會(huì)存在隱患,考慮到隧道內(nèi)溫差較小的情況,為連續(xù)配筋混凝土路面良性開裂提供了有利的環(huán)境,使用性能和壽命將得到充分發(fā)揮,可以作為隧道長壽命路面推廣應(yīng)用。

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