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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:路橋建設(shè)時間:瀏覽:次
水泥混凝土路面在使用中水泥混凝土路面會產(chǎn)生裂縫、表面損壞、接縫損壞、變形損壞等病害,產(chǎn)生這些病害的主要原因是材料性能不良、施工質(zhì)量控制不嚴和養(yǎng)護不及時。因此應(yīng)加強質(zhì)量意識,嚴格基層和路基施工質(zhì)量、優(yōu)選水泥混凝土路面原材料、加強施工過程控制、及時對出現(xiàn)的病害進行修補,確保水泥混凝土路面正常運營。
一、水泥混凝土路面板破壞原因分析
1、設(shè)計原因分析。路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。筆者認為,實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載,車輛的實際軸載遠大于設(shè)計軸載。由此得知,設(shè)計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次,即現(xiàn)階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結(jié)之一是公路在短期內(nèi)已達到設(shè)計年限內(nèi)的累計當量軸次。
2、路基路面施工方面的影響
(1)路基施工方面的原因:路基填筑使用了不適宜的材料;軟基處理不當;路基土石方填筑未按規(guī)范要求施工; 填切交界處未按規(guī)范要求施工;構(gòu)造物臺背的回填不符合要求。
(2)基層的影響 。基層的強度及穩(wěn)定關(guān)系面層的強度和穩(wěn)定性。基層松鋪系數(shù)(或基層標高)控制不嚴而導(dǎo)致的二次補加層,因二次補加層與下層基層無法緊密連接,自身厚度又小,因而極易松散,進而引起路面破壞。地基強度不均勻,路基填料混雜或壓實不好,產(chǎn)生不均勻沉降,基層平整度差,導(dǎo)致混凝土面層厚度不勻,離散性大,在行車荷載及溫度翹曲應(yīng)力作用下,使路面應(yīng)力集中。當應(yīng)力超過極限強度時,就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。
3、路面水泥混凝土板施工方面的問題
(1)混凝土質(zhì)量的影響 。a、集料質(zhì)量的影響。b、攪拌質(zhì)量的影響。攪拌時間過短,則拌合不均勻,造成面層強度相差過大,硬化時間及收縮量不同,從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生;攪拌時間過長,則容易導(dǎo)致骨料破碎、離析,影響混凝土的強度。c、振搗質(zhì)量的影響。振搗不足,易使混凝土中出現(xiàn)氣孔、蜂窩,在行車荷載及自然因素作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫;振搗過量,則粗骨料下沉,混凝土離析,影響其強度。d、養(yǎng)護的影響。混凝土的養(yǎng)護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要。
(2)橫向縮縫質(zhì)量的影響 。設(shè)置橫向縮縫是為了減小收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力。切縫施工是混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié),如不加強控制,極易引發(fā)裂縫。
a、切割時間。當混凝土達到設(shè)計強度的25%~30%時,應(yīng)采用切縫機進行切割。切縫太早,粗骨料會從砂漿中跳脫;切縫太晚,如果產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土容許值,混凝土板就會開裂。氣溫高,混凝土強度增長快,切割時間要提早。溫差大,切割時間也要提早。
b、切割深度。切縫深度應(yīng)控制為板厚的1/4~1/5。切得太深,板間的傳荷能力難以得到保證。切得太淺,混凝土截面的強度削弱得不夠,面層上會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。
(3)拉桿和傳力桿的影響 。脹縫傳力桿的質(zhì)量控制主要有兩點:一是傳力桿的一端應(yīng)涂瀝青,且加管套,以保證其伸縮距離;二是傳力桿必須與路面平行,以保證其伸縮方向。前者處理不好,縫端混凝土將被擠裂。傳力桿與路面不平行,混凝土板伸縮時,傳力桿對混凝土板產(chǎn)生壓應(yīng)力,引起混凝土板拉裂。
a、橫向施工縫傳力桿。橫向施工縫傳力桿應(yīng)用光圓趕緊,且一半涂瀝青,允許滑動。在實際應(yīng)用中,施工單位為圖方便,經(jīng)常使用螺紋鋼,且不涂瀝青。施工縫兩邊混凝土澆筑時間不同,凝結(jié)過程中產(chǎn)生的收縮不同步,傳力桿不能伸縮,形成薄弱環(huán)節(jié)。當混凝土板在荷載或自然因素作用下產(chǎn)生收縮,則在此薄弱環(huán)節(jié)處產(chǎn)生裂縫。
b、縱縫拉桿。縱縫一般有縱向縮縫和縱向施工縫兩種,兩種縱縫均應(yīng)設(shè)置拉桿。拉桿應(yīng)用螺紋鋼,長度達到設(shè)計要求,以保證其與混凝土間的粘接力,并且拉桿的直徑與間距也應(yīng)得到保證。如此,拉桿不能提供足夠的拉力,混凝土面板收縮時,縱縫被拉開而形成裂縫。
(4)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層防水或排水未進行有效的處理。 路面板遭到破壞,人們想到的總是路基、路面基層施工質(zhì)量或臺背回填質(zhì)量或水泥混凝土板本身的澆筑質(zhì)量等,而未足夠重視結(jié)構(gòu)表面滲入到路基中的水對路基的侵害。
4、外部因素的影響
1、溫度變化引起的裂縫 。混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形。若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時,即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護等。
2、過早開放交通 。開放交通過早,混凝土的強度尚低,不足以承受行車荷載,在荷載作用下,混凝土路面很容易產(chǎn)生裂縫。
二、水泥混凝土路面板破壞的防治
1、設(shè)計方面:設(shè)計單位應(yīng)嚴格按照設(shè)計規(guī)范要求,認真驗算,根據(jù)不同地區(qū)和當?shù)貧夂驐l件,確定一個合理且比較符合實際的水泥混凝土路面厚度,延長路面的使用壽命。
2、路基施工方面。路基工程的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的,由于路面板遭到破壞后,要對路基有質(zhì)量問題的地段返工是非常困難的,且水泥混凝土板難修補。故在路基施工時應(yīng)著重注意以下幾點:(1)清表要徹底。不適宜的材料應(yīng)全部清除且按規(guī)范要求搞好基底壓實。(2)軟基處理要慎重。并采用合理的施工方案和施工工藝。(3)路基填筑過程中,要嚴格按規(guī)范要求選好填料,控制松鋪厚度和粒徑,控制壓實含水量與最佳含水量之差在規(guī)定的范圍內(nèi),每層填筑要用平地機等機械整平后壓實,形成橫向路拱,做好臨時排水使路基干燥等。(4)臺背回填施工,要求選用監(jiān)理工程師或圖紙要求的回填料,保證每層填筑厚度及壓實度,回填時在臺背可考慮做排水設(shè)施。
3、路面施工方面。(1)路面基層施工要嚴格按規(guī)范要求選好合格材料,保證路面基層設(shè)計厚度及頂面標高,保證壓實度,嚴格控制施工質(zhì)量。(2)路面混凝土板施工要嚴格按規(guī)范要求選好材料及材料的級配,保證混凝土質(zhì)量并充分地密實,搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治,防止路表水滲入路基。
4、水泥混凝土路面板破壞后的處治。(1)對于水泥混凝土板錯臺、沉陷的現(xiàn)象,由于修補困難,以往人們總是用瀝青混凝土進行填補壓實,實際上這種修補方案是不可取的。因為水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面顏色不一致,這樣的局部修補,會給汽車駕駛員造成錯覺,且在高速行駛的公路上可能發(fā)生交通事故。所以,對于錯臺、沉陷的水泥混凝土板最好是鏟除,用摻入混凝土快速修補劑的同標號的混凝土進行修補。(2)對于水泥混凝土板裂縫的現(xiàn)象,可采用合格的補裂縫材料進行灌漿處理,四小時后能開放交通。(3)對于水泥混凝土龜裂、網(wǎng)裂及脹縫、施工縫、縮縫處的局部破壞現(xiàn)象,可采用局部換板進行修補并加入混凝土快速修補劑。
綜上所述,水泥混凝土路面病害成因,不僅與設(shè)計、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān),而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護等聯(lián)系緊密。因此,要預(yù)防水泥混凝土路面破壞,延長水泥混凝土路面的使用周期,提高投資效益,需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方主體各負其責,分頭把關(guān),嚴格按照行業(yè)規(guī)范標準,結(jié)合工程實際,嚴格履行各自職能,提高水泥混凝土路面的使用功能。
參考文獻:
[1]王君,水泥混凝土路面板破壞的原因及防治[1].森林工程,2002.