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淺析水泥混凝土路面的早期裂縫

   日期:2017-09-07    
為進一步改善廣大農(nóng)民群眾的出行和加快社會主義新農(nóng)村建設(shè)需要,自2006年起,國家及省政府制定了對通往行政村的道路進行油路或水泥路路面改造計劃。結(jié)合我市氣候及日后日常養(yǎng)護條件的限制,我市絕大部分道路采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu),改善、提高了路面質(zhì)量。在肯定成績的同時,也須正視存在的問題,總結(jié)好的經(jīng)驗、教訓(xùn),有著重要的作用。
  從檢查新鋪水泥混凝土路面工程質(zhì)量看,有個別項目存在裂縫較多現(xiàn)象,對工程質(zhì)量評定等級影響頗大,裂縫是我市實施通村公路硬化的主要病害,本文就出現(xiàn)裂縫較多的實例予以分析。
  1、工程實例
  某公路澆筑3km水泥混凝土路面,其工程質(zhì)量特別是裂縫等病害板塊存在較多問題。我們對此作了調(diào)查研究,并以此為例加以分析,介紹如下。
  1.1基層施工存在的主要問題
  (1) 使用的石灰沒有完全消解;
  (2) 配料比例欠準確,拌合不足,混合不均勻;
  (3) 拌合時個別地段灑水不足、不均;
  (4) 碾壓欠充分,密實度有達不到的情況。
  1.2面層施工存在的主要問題
  (1) 使用的水泥標號、廠牌、品種、出廠日期繁雜,未分別作配合比設(shè)計和抗折強度檢驗,導(dǎo)致混凝土面板的實測強度波動較大;
  (2) 使用了部分低標號水泥而又未采取摻外加劑、干硬性混凝土或真空吸水施工等措施;
  (3) 未配備專業(yè)工地實驗員和設(shè)施,缺乏測試手段,水灰比控制不嚴;
  (4) 橫向縮縫切割時機掌握不準,切縫深度不一;
  (5) 混凝土板澆注后的養(yǎng)護期間未覆蓋,養(yǎng)護時間、干濕程度掌握不嚴;
  (6) 開放交通過早,混凝土強度尚未達到設(shè)計值的80%即開放了交通。
  2.3裂縫情況
  通車一年即出現(xiàn)較多問題,其中混凝土板裂縫最為突出,經(jīng)過全面調(diào)查,我們有以下發(fā)現(xiàn)。
  (1) 混凝土板裂縫出現(xiàn)的時間在切縫前、切縫后至開放交通前以及開放交通后均有發(fā)生。開放交通一個多月內(nèi)發(fā)生的斷裂較開放交通前為多;開放交通三個月以后新增的裂縫很少出現(xiàn)。
  (2) 斷縫最多的地段發(fā)生在使用雜牌或低標號水泥路段。
  (3) 出現(xiàn)的斷板多數(shù)是沿混凝土板橫向,也有斜向的,但未見縱向開裂,一般斷裂板上僅有一條長裂縫,有兩條長裂縫只見于極個別板塊.也有少數(shù)裂縫穿過板間切縫分布于相鄰兩板塊。有些斷縫發(fā)生在板塊切縫附近。
  (4) 部分混凝土板面上可見許多不規(guī)則細短的淺表裂縫,這些裂縫只在初期出現(xiàn),以后沒有再繼續(xù)出現(xiàn)。
  2、裂縫分析
  水泥混凝土路面板上早期發(fā)生的裂縫,一般是由板內(nèi)產(chǎn)生的拉或彎拉應(yīng)力超過極限抗拉強度,混凝土板被拉裂。裂縫處應(yīng)力集中,促使裂縫擴展,直至貫通斷裂。也就是說,一方面是產(chǎn)生的拉或彎拉應(yīng)力大,另一方面是極限抗拉強度低,這是水泥混凝土路面板上早期裂縫產(chǎn)生的主要原因。
  2.1混凝土板收縮和翹曲的影響
  混凝土板的收縮和翹曲,包括混凝土凝固體積收縮、混凝土板上下部失水快慢不一致造成的板面翹曲、因溫度降低引起收縮,板上下溫差產(chǎn)生的彎曲等等。這些變形的組合,在混凝土板與基層間的摩阻力、粘結(jié)力以及板周邊約束下,使混凝土板內(nèi)產(chǎn)生拉和彎拉應(yīng)力。這種力超過混凝土板已達到的極限抗拉強度時,裂縫即發(fā)生。因此,造成混凝土板收縮和彎曲的因素,也就是導(dǎo)致面板裂縫的原因,對于造成混凝土收縮或彎曲的因素是可以控制的,如采用干縮率小的水泥,嚴格控制水灰比,及時覆蓋并均勻灑水保濕保溫等等,都是能較好地控制裂縫產(chǎn)生的手段和辦法。
  2.2水泥的影響
  水泥對混凝土性質(zhì)有很大影響。不同標號、廠牌、品種、批號的水泥,有不同的品質(zhì)和特性。硅酸鹽水泥干縮性小、早期(28天以前)強度增長快而礦渣水泥干縮性較大,早期強度增長較慢。水泥標號的高低直接影響混凝土的標號,一般來說,混凝土標號的差值約為水泥標號差值的一半。在其他條件相同時,混凝土抗折強度與水泥抗折強度成正比。即水泥抗折強度越低,澆成混凝土的強度就越低。使用礦渣水泥和低標號水泥會明顯降低混凝土的抗折強度?;炷量拐蹚姸?、特別是早期抗折強度過低是混凝土早期裂縫發(fā)生的主要原因。
  2.3切縫的影響
  切縫前混凝土路面板的連續(xù)長度隨著澆筑的進展而增大,抗拉、抗折強度與由收縮、翹曲產(chǎn)生的板內(nèi)拉、彎拉應(yīng)力同時增大?;炷涟宓倪B續(xù)長度越大,產(chǎn)生的拉和彎拉應(yīng)力也就愈大,超過極限強度時,混凝土路面就會出現(xiàn)裂縫,這種裂縫一般是沿板橫向發(fā)生。切縫的作用是縮小板的連續(xù)長度,使裂縫只在切縫處斷開,把由收縮和翹曲產(chǎn)生的應(yīng)力控制在一定范圍內(nèi)。掌握切縫的時機是極其重要的。過早切割會在路面板上留下痕跡,并松動集料顆粒,使縫邊不齊,影響日后行車。過遲切割則往往斷板已經(jīng)產(chǎn)生。為此,機械切縫應(yīng)按規(guī)定在混凝土達到設(shè)計強度的25%~30%時進行。具體切縫時機的掌握,應(yīng)按當時養(yǎng)護溫度,由工地實驗確定。一般澆筑5~12h即可切縫。施工溫度較低時需適當延遲,但最遲不可超過24h完成切縫。切縫的深度對斷板的發(fā)生也有顯著影響,因此切縫應(yīng)有足夠深度并切通板塊全寬??p深應(yīng)達板

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