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水泥混凝土路面以其抗磨损、抗弯拉稳定性高、使用年限长、耐久性好、施工便宜等诸多优势在农村公路中得到广泛应用,但往往因工程量小,施工工艺简单,非主线工程等因素,放松对其施工质量及施工细节进行严格控制和要求,从而出现了不同程度的病害,现谈谈自己的意见。
一、水泥路面病害产生的原因
1、水泥混凝土路面表面所出现的裂缝。主要原因是荷载应力、温度变化致使混凝土自身收缩产生的应力,以及混凝土面板与基层间强大的摩阻力超过了混凝土面板的抗弯拉强度而引起的。
2、水泥混凝土面板早期表面裂缝与早期断板。早期表面裂缝原因是由于混凝土表面早期过快失水干缩而引起的未完全断裂的表面性裂缝,大多发生在混凝土路面摊铺成型初期,裂缝规律不很明显。早期断板产生的原因较为复杂,主要发生在水泥混凝土路面成型初期,断裂规律比较明显,大多为横向不规则裂缝,一般会贯通至板底部,裂缝和胀、缩缝原因是预留胀缝不合理,填缝材料性能较差或收缩缝在切缝后,雨雪水通过缝隙灌于缝内,造成混凝土板底部冲刷发生病害。个别地段由于路基填料土质不均匀,路基强度不均,湿度大,膨胀土、冻胀、排水设施不良等造成路基稳定性不足,产生沉陷,路面在受荷载时底部产生过大的弯拉应力,导致水泥混凝土面板破坏。
3、温度的应力变化是裂缝和胀、缩缝病害形成的另一种原因。4.5×6m水泥混凝土板块在夏天30℃—40℃的气温条件下,地表温度达到60℃左右时,由于板块内温度应力的作用,使其发生四角的翘曲,板块发生盆状变形,四周的板块填缝材料被扰动。这样的长期高温天气,将填缝材料挤压流出,遇雨天再进入雨水,会出现混凝土板底部冲刷发生卿浆病害。
4、在水泥混凝土路面使用期内,嵌缝材料主要受到拉伸和剪切两种作用。嵌缝料的拉伸是指水泥混凝土面板温度下降引起的板收缩而导致了按缝的张开。剪切是指汽车行驶经过接缝时,受荷载板与相邻板的未受荷载板竖向位移差也导致了接缝的张开。当路面和填缝材料发生重度损害,板下垫层长时间受水的冻融侵害和高速重载的作用,形成一种活水冲刷,由于冲刷的反复作用,将混凝土板下灰土从板缝挪出,即出现卿浆,灰土卿浆后在重载车的反复作用下将粒料磨成泥浆逐渐卿出,板下出现掏空,掏空到一定面积后,水泥混凝土板块出现跳板现象或重载车通过时发生断裂,严重时会影响行车。
二、主要预防措施
1 设计阶段
1.1 路基设计要对软土路段的土路基按规范要求予以处理。路面结构设计要根据当地实际情况,考虑车辆超限超载、多雨气候等不利因素的影响,在设计理论厚度的基础上适当增加基层的厚度,并选择水稳性较好的基层。
1.2水泥混凝土面板配合比设计,要采用一个连续级配的粗集料作为骨架,用另一个连续级配的细集料填隙,从而形成一个既具有高密度,又具有高内摩阻力的密骨架结构,选择最佳的水灰比和水泥用量。
2 施工阶段
2.1 路基施工过程中,要严格按规范要求选择符合要求的填料,严格控制填料松铺厚度和粒径,土石要均匀混合,路基要形成一定的横坡度,排水要顺畅,含水量尽量接近或达到最佳含水量,使路基碾压密实,强度均匀,防止路基不均匀沉降。
2.2 基层施工要选用合格材料,要严格控制基层顶面平整度、横坡度,以确保水泥混凝土板厚度均匀,减少混凝土板与基层顶面的摩阻力;厚度和压实度要达到设计要求,使路基具有足够强度;严禁使用松散材料处理基层不平整表面或表层。在水泥混凝土浇筑前应先检查基层强度,只有强度(弯沉值或回弹模量)及其他各项指标达到要求后,方可组织水泥混凝土面板施工。
2.3 水泥混凝土面板施工在原材料的选用上要确保质量,水泥与集料必须符合公路技术规范要求,粗集料要先分级后混合,严禁使用统料;细集料细度模数要达到中、粗砂的要求,且含泥量不超标准。
原材料拌合前要测定砂石料含水量,调整施工配合比、严格控制混凝土配合比和水灰比,合理使用减少剂,搅拌要均匀,塌落度满足要求。尽量缩短混凝土的运输距离和出料高度,以免混凝土产生离析现象。模板应采用钢模,高度与混凝土板厚一致,立模要坚实,采用适当措施,防止模板底部漏浆。混凝土混合料摊铺要平整,振捣要充分、密实,并不能过振。抹平工序尤为重要,操作人员要在架空设置上进行抹平,切勿直接蹲在混凝土板面操作,混凝土板平整度必须达到规范要求。在气温较高时施工混凝土板,表面修整要及时,修整过程要设遮阳棚,避免阳光直射,硬化后要洒水使路面保持湿润。选择合理混凝土配合比。混凝土配合比是混合料的灵魂,必须满足强度,耐久性,经济性的要求。施工中混凝土配合比的强度以大干设计强度的10%—20%为宜,水灰比0.38—0.48为宜,塌落度2—3cm为宜,含砂率28%—36%为宜,混凝土24h弯拉强度应不低于3.0MPa,集料含水量应根据实测值及时准确调整。为确保水泥、集料、水的准确用量,混凝土配料应采用电子自动计量。
2.4 施工机械,先进的设备是水泥路面的质量保证。砼路面施工尽量采用先进的、具有自动进料计量的较大型机具设备,并配备齐全。严禁使用淘汰的小型机具。
3施工工艺的控制
水泥混凝土路面施工时,由于浇筑的混凝土水分的不断蒸发,体积在收工后收缩,会将路面面板拉断。为防止路面裂缝、断板,控制切缝时间十分关键。根据多年的施工经验:在平均气温7摄氏度左右时,养护10天切缝比较合理:在平均气温14摄氏度左右时,养护7天切缝比较合理;在平均气温20摄氏度左右时,养护3天切缝比较合理。水泥混凝土路面分格切缝时要尽量控制在4~6m之间,单块长宽比选择1:1.25为宜,面积不宜超过25㎡,以减轻温度应力对板块的破坏。
选择适宜的摊铺时间。为避免温差应力造成开裂断板,应选择日照温度不高,风力不大,且温度变化不大的时间段进行摊铺;为防止板边裂缝,混凝土面板纵、横向自由边缘部分应增加补强钢筋,正确安装传力杆。传力杆应与道路中心线平行,且应按设计要求,使用高塑料套管和涂沥青隔层。
4养护阶段
在日常养护工作中,应遵循“以防为主,防治结合”的原则,因地制宜地开展工作,总结出一套适应水泥砼道路特点的,针对性强的养护措施。
4.1 接缝养护是水泥砼路面养护重点,接缝料脱落或丧失后,应及时得到填补,要积极探索新工艺,采用新型材料进行灌缝作业。
4.2 加强对超限超载车辆治理力度,使超限超载车辆控制在最小限度内,减少行车对水泥砼路面破坏,延长使用寿命。
4.3经常清理排水设施,保持排水系统良好,及时排除路面雨水和积水,使路基不会处于长时间浸泡,保持良好使用状态。
三、结束语
综上所述,水泥混凝土路面的裂缝和胀、缩缝原因是多方面的,但只要我们从原材料选择、混凝土配合比设计、施工工艺控制以及后期养护等各个方面严格把关,采用综合防治措施,水泥混凝土路面的裂縫与断板是可以有效控制及避免的。
一、水泥路面病害产生的原因
1、水泥混凝土路面表面所出现的裂缝。主要原因是荷载应力、温度变化致使混凝土自身收缩产生的应力,以及混凝土面板与基层间强大的摩阻力超过了混凝土面板的抗弯拉强度而引起的。
2、水泥混凝土面板早期表面裂缝与早期断板。早期表面裂缝原因是由于混凝土表面早期过快失水干缩而引起的未完全断裂的表面性裂缝,大多发生在混凝土路面摊铺成型初期,裂缝规律不很明显。早期断板产生的原因较为复杂,主要发生在水泥混凝土路面成型初期,断裂规律比较明显,大多为横向不规则裂缝,一般会贯通至板底部,裂缝和胀、缩缝原因是预留胀缝不合理,填缝材料性能较差或收缩缝在切缝后,雨雪水通过缝隙灌于缝内,造成混凝土板底部冲刷发生病害。个别地段由于路基填料土质不均匀,路基强度不均,湿度大,膨胀土、冻胀、排水设施不良等造成路基稳定性不足,产生沉陷,路面在受荷载时底部产生过大的弯拉应力,导致水泥混凝土面板破坏。
3、温度的应力变化是裂缝和胀、缩缝病害形成的另一种原因。4.5×6m水泥混凝土板块在夏天30℃—40℃的气温条件下,地表温度达到60℃左右时,由于板块内温度应力的作用,使其发生四角的翘曲,板块发生盆状变形,四周的板块填缝材料被扰动。这样的长期高温天气,将填缝材料挤压流出,遇雨天再进入雨水,会出现混凝土板底部冲刷发生卿浆病害。
4、在水泥混凝土路面使用期内,嵌缝材料主要受到拉伸和剪切两种作用。嵌缝料的拉伸是指水泥混凝土面板温度下降引起的板收缩而导致了按缝的张开。剪切是指汽车行驶经过接缝时,受荷载板与相邻板的未受荷载板竖向位移差也导致了接缝的张开。当路面和填缝材料发生重度损害,板下垫层长时间受水的冻融侵害和高速重载的作用,形成一种活水冲刷,由于冲刷的反复作用,将混凝土板下灰土从板缝挪出,即出现卿浆,灰土卿浆后在重载车的反复作用下将粒料磨成泥浆逐渐卿出,板下出现掏空,掏空到一定面积后,水泥混凝土板块出现跳板现象或重载车通过时发生断裂,严重时会影响行车。
二、主要预防措施
1 设计阶段
1.1 路基设计要对软土路段的土路基按规范要求予以处理。路面结构设计要根据当地实际情况,考虑车辆超限超载、多雨气候等不利因素的影响,在设计理论厚度的基础上适当增加基层的厚度,并选择水稳性较好的基层。
1.2水泥混凝土面板配合比设计,要采用一个连续级配的粗集料作为骨架,用另一个连续级配的细集料填隙,从而形成一个既具有高密度,又具有高内摩阻力的密骨架结构,选择最佳的水灰比和水泥用量。
2 施工阶段
2.1 路基施工过程中,要严格按规范要求选择符合要求的填料,严格控制填料松铺厚度和粒径,土石要均匀混合,路基要形成一定的横坡度,排水要顺畅,含水量尽量接近或达到最佳含水量,使路基碾压密实,强度均匀,防止路基不均匀沉降。
2.2 基层施工要选用合格材料,要严格控制基层顶面平整度、横坡度,以确保水泥混凝土板厚度均匀,减少混凝土板与基层顶面的摩阻力;厚度和压实度要达到设计要求,使路基具有足够强度;严禁使用松散材料处理基层不平整表面或表层。在水泥混凝土浇筑前应先检查基层强度,只有强度(弯沉值或回弹模量)及其他各项指标达到要求后,方可组织水泥混凝土面板施工。
2.3 水泥混凝土面板施工在原材料的选用上要确保质量,水泥与集料必须符合公路技术规范要求,粗集料要先分级后混合,严禁使用统料;细集料细度模数要达到中、粗砂的要求,且含泥量不超标准。
原材料拌合前要测定砂石料含水量,调整施工配合比、严格控制混凝土配合比和水灰比,合理使用减少剂,搅拌要均匀,塌落度满足要求。尽量缩短混凝土的运输距离和出料高度,以免混凝土产生离析现象。模板应采用钢模,高度与混凝土板厚一致,立模要坚实,采用适当措施,防止模板底部漏浆。混凝土混合料摊铺要平整,振捣要充分、密实,并不能过振。抹平工序尤为重要,操作人员要在架空设置上进行抹平,切勿直接蹲在混凝土板面操作,混凝土板平整度必须达到规范要求。在气温较高时施工混凝土板,表面修整要及时,修整过程要设遮阳棚,避免阳光直射,硬化后要洒水使路面保持湿润。选择合理混凝土配合比。混凝土配合比是混合料的灵魂,必须满足强度,耐久性,经济性的要求。施工中混凝土配合比的强度以大干设计强度的10%—20%为宜,水灰比0.38—0.48为宜,塌落度2—3cm为宜,含砂率28%—36%为宜,混凝土24h弯拉强度应不低于3.0MPa,集料含水量应根据实测值及时准确调整。为确保水泥、集料、水的准确用量,混凝土配料应采用电子自动计量。
2.4 施工机械,先进的设备是水泥路面的质量保证。砼路面施工尽量采用先进的、具有自动进料计量的较大型机具设备,并配备齐全。严禁使用淘汰的小型机具。
3施工工艺的控制
水泥混凝土路面施工时,由于浇筑的混凝土水分的不断蒸发,体积在收工后收缩,会将路面面板拉断。为防止路面裂缝、断板,控制切缝时间十分关键。根据多年的施工经验:在平均气温7摄氏度左右时,养护10天切缝比较合理:在平均气温14摄氏度左右时,养护7天切缝比较合理;在平均气温20摄氏度左右时,养护3天切缝比较合理。水泥混凝土路面分格切缝时要尽量控制在4~6m之间,单块长宽比选择1:1.25为宜,面积不宜超过25㎡,以减轻温度应力对板块的破坏。
选择适宜的摊铺时间。为避免温差应力造成开裂断板,应选择日照温度不高,风力不大,且温度变化不大的时间段进行摊铺;为防止板边裂缝,混凝土面板纵、横向自由边缘部分应增加补强钢筋,正确安装传力杆。传力杆应与道路中心线平行,且应按设计要求,使用高塑料套管和涂沥青隔层。
4养护阶段
在日常养护工作中,应遵循“以防为主,防治结合”的原则,因地制宜地开展工作,总结出一套适应水泥砼道路特点的,针对性强的养护措施。
4.1 接缝养护是水泥砼路面养护重点,接缝料脱落或丧失后,应及时得到填补,要积极探索新工艺,采用新型材料进行灌缝作业。
4.2 加强对超限超载车辆治理力度,使超限超载车辆控制在最小限度内,减少行车对水泥砼路面破坏,延长使用寿命。
4.3经常清理排水设施,保持排水系统良好,及时排除路面雨水和积水,使路基不会处于长时间浸泡,保持良好使用状态。
三、结束语
综上所述,水泥混凝土路面的裂缝和胀、缩缝原因是多方面的,但只要我们从原材料选择、混凝土配合比设计、施工工艺控制以及后期养护等各个方面严格把关,采用综合防治措施,水泥混凝土路面的裂縫与断板是可以有效控制及避免的。