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【摘 要】 近年来,随着我国经济的飞速发展,人民生活水平的日益提高,同时也随着交通业建设速度不断加快与现代化建设逐渐深入,使得我国的交通行业得到了突破性的发展。由于水泥砼路面因具有许多的优势,即,不易破坏、强度高、刚度大等,致使水泥成为了我国不可缺少的的公路路面材料,但是由于水泥裂缝而导致的各种不利因素也随之越来越多,成了亏绕人们最主要的问题。为了解决水泥砼路面裂缝这一问题,就需找到造成水泥砼路面裂缝的原因,并针对这些原因进行有效地措施,将我国的公路砼路面施工技术进行提高,本文就对水泥砼路面裂缝的成因进行分析,并提出相应的防治措施。
【关键词】 水泥砼路面;裂缝;措施
引言:
当今,我国对于水泥砼路面的裂缝问题还是存在一些普遍性的问题,导致水泥砼路面出现裂缝的原因比较多,可以将其分为,气候环境、工艺方法、施工材料、基层强度不均匀、基层脱空、路面砼强度不足等其他因素。尤其一些空气干燥、风沙大、昼夜温差大、气候条件差、日照强、环境不好的高寒类地区,这些地区将水泥砼路面的施工难度大大增加了。而在实际工程中致使水泥砼路面裂缝形成的原因比较复杂,只有将这些可能出现的裂缝进行综合分析,并且在在每一个工艺环节、施工阶段,有针对性的采取一些有利的防治措施,继而才能将水泥砼路面裂缝这个问题从根本上的到解决。
一、公路水泥砼路面出现裂缝的主要原因
水泥砼路面中最普遍的以及最常见的质量通病就是裂缝,水泥砼路面中出现裂缝不但与运行和施工中的各种因素相关,而且也和原材料质量有一定关系,总体来说,导致公路水泥砼路面产生裂缝的原因各种各样,但从时间方面来分析,裂缝可分为两个时期,即,凝结后与凝结前。
(一)凝结前裂缝成因
水泥在进行水化时,由于水的体积慢慢降低,从而引起混凝土结构塑性收缩,导致发生裂缝现象。塑性收缩裂缝主要表现在下面几种情况。
1、在水泥凝结前,混凝土通常都处于塑性的状态,因为结构构成的密度不一样会致使发生沉降收缩的现象,导致砼路面在刚刚进行凝结时表面就出现了一些比较细小的裂缝。
2、由于水泥在进行水化热时砼内部会有一些水渗出,并在其内部形成了一些细小的毛细管,如果这些细小的毛细管扩大则混凝土表面就肯定会产生裂缝。
3、因为水泥在水化热时,一般会散发许多的热量导致混凝土的内部结构温度迅速上升,和外界环境与温度有了相当大的差别,从而引起温度应力效应,在温度应力作用下导致混凝土出现裂缝。
4、在干燥路基上浇筑混凝土后,其内部的水分被会被快速吸干,致使混凝土因为严重缺水而产生裂缝。
(二)凝结后裂缝成因
混凝土在刚刚凝结时,它的强度会跟随化学反应、内部物理的进行而缓慢、持续增长。在这一段时间里,砼路面在周围环境、施工工序、原材料质量等许多因素的影响下易产生裂缝,其主要包括施工工艺不规范、原材料质量劣质、塑性收缩引起的裂缝等。
(三)塑性裂缝成因
在一些特殊气候条件下施工时,即,日照强烈与风速较大以及空气较干燥等环境下,如果砼泌水速度比表面水分挥发的速度小时,致使固体颗粒间毛细管中出现比较大的负压而导致颗粒凝聚促使砼表面体积快速收缩,并且这时由于砼表面并没有完全硬化,其强度不能抵抗其本身收缩,所以易产生塑性裂缝。由于蒸发率过大从而导致砼路面在刚刚凝结时水分保持的时间不长,容易致使表面产生塑性裂缝。
(四)砼路面在养护期间的干缩裂缝
已经进行浇筑的砼在露天养护一段时间后,在侧面与砼表面出现细小的表面裂缝这就是干缩裂缝,干缩裂缝没有规律性且纵横交错,其随着湿度与温度的变化缓慢发展,是由于砼中的水分过多被挥发而导致的收缩。在砼岗开始成型的期间,要是不及时进行养护,或者养护的方法不正确,致使体积收缩大,表面游离水分蒸发较快,而由于砼内部收缩较小,内部砼对于表面收缩变形形成了一定的制约,从而产生拉应力不均匀,导致砼表面出现裂缝。所以在砼成型之后后的养生是非常重要的,其使将干裂减少的的关键阶段。
二、公路水泥砼路面裂缝的有效预防措施
(一)塑性裂缝的影响与防治措施
(1)固定模板施工
固定模板施工,采用三轴式摊铺机或人工施工,避免塑性裂缝都比较容易。固定模板允许砼采用较大的坍落度,因此在保证砼强度的前提下可使用合適的砼单位用水量将表面自由水分的保存的时间相对的增加,且同时也将砼的第二次抹面时间相对的增加了,再运用钢抹板与辊轴对砼表面进行挤压,致使一些逐渐要显现的裂缝再次恢复平整,并且这也将砼表面浆体的匀质性相对的加强了,如果随着时间的延长表面砂浆的粘聚力也在逐渐增强,那么其抵抗表面张力的能力也在渐渐的加强,从而将抗裂能力也相对增加了。在进行二次抹面应通过试验确定最佳效果的时候,尽量选择在砼泌水将尽时进行。
(2)滑动模板施工
在使用滑模摊铺机施工时塑性裂缝表现较为强烈,因此,1、一方面采用抹面机械作二次抹面,这样可以有效确保平整度,再压缩掉因为蒸发速度快所形成的砼路面体积收缩量,将表面开裂的现象彻底消除。其次,为了减少砼表面张力,还应加入一些引气剂。2、由于滑动模板的施工工艺要求砼的坍落度比较小,并且通过使用减少砼单位用水量与高效减水剂,可以有效确保滑模摊铺机工作性能的优良,但这缩短了自由水分的存在时间,从而致使表面泌水量降低。3、滑模摊铺机施工的砼路面不允许人工抹面可,这样有利于路面平整度相对提高,所以,特殊气候条件下的滑模摊铺机施工时,应考虑一方面通过提前养生和加大养生力度降低砼表面水分的蒸发速度。在气候条件相对较差的情况下,使用滑模摊铺机施工的砼路面抵御塑性开裂的能力将会相对的降低。
(二)凝结前裂缝问题的有效预防措施
结合凝结前裂缝成因,裂缝问题预防措施主要包括三个方面内容。第一,降低水分蒸发速度。混凝土塑性时期,结构内部尚未出现析水前必须利用草垫等覆盖物保持表面水分,禁止暴晒,最大程度地降低混凝土表面水分的流失速度,第二,抓紧修整抹面、及时养护。混凝土摊铺工作完成后必须尽快进行路面修整抹面工作,初步形成路面,尽快进入养护期,尽量减少表面收缩裂缝,第三,混凝土摊铺工作实施前,如果条件允许的话,可以对路基进行合理的洒水处理,使干燥的路基保有水分,利于降低混凝土水分的流失速度,减少收缩所带来的裂缝问题。 (三)凝结后裂缝问题的有效预防措施
(1)消除收缩裂缝
消除收缩裂缝问题的措施主要包括一下三个内容。1、水泥的选择应是一些质量可靠、稳定性高的的水泥,这样可以有效将水泥水化热现象所到来的不利影响相对减少。2、严格把控混凝土原材料的质量关。严禁将与规范不符合的原材料进入施工现场,对原材料购买关、进场关和质检关严格把控,为了杜绝集料级配出现较大波动而影响混凝土结构的施工质量,在施工过程中还应定期的进行质检抽查。3、合理运用科学手段将混凝土配合比严格进行设计,在实验室验证配合比下的混凝土强度是否符合规范要求,然后按照配合比配置混凝土,确保材料用量的精确性,必要时可以利用精确的称量器具确定用量。
(2)加强温度监测
水泥砼路面裂缝问题出现的绝大原因在于温度控制不当,在温度应力作用下产生,为此,在施工过程中监测混凝土内部温变化情况是一种有效的裂缝问题预防措施。与此同时,结合监测结果及时采取行之有效的预防措施,确保混凝土内外温度变化在规定范围内,并在养护期间按照设计人员指导认真落实、实施养护措施,使混凝土形成符合要求的强度、稳定性和抗裂性,利于消除裂缝。
(3)控制施工质量
预防混凝土裂缝问题的根本性措施与前提是保障混凝土施工质量,因此,在混凝土施工时每一个施工工序都应严格控制,确保公路路面工程的规范要求与施工质量相一致。例如,摊铺系数应和摊铺厚度相一致,碾压夯实充分,均匀,振捣密实,让密实度与混凝土塌落度与相关标准相一致。
(四)其它应注意的问题
(一)减少砼混合料离析
在施工过程中,砼混合料将因卸料、运输、拌和等方面因素的制约从而致使产生不同程度的离析,导致砼中各组成趋于不均匀分布。为了将砼混合料离析降低,先要确保砼配合比优良,且在施工中使用大吨位自卸汽车、平整运输道路、使用罐车或运输混合料、减少出料口的落差使用布料机械在摊铺前再拌和等措施。将砼在施工中容易产生的间隙水的问题解决。
(二)做好水泥砼板缩缝、胀缝和施工缝的防水密封处理
经观察,砼路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水经上述缝隙渗入基层、路基,造成基层、路基局部软弱,强度急促下降,在重车荷载作用下砼板裂缝破损,乃至断板,其次由于基层、路基过湿,高寒地区低温时产生冻胀,气温回升时消融,在冻胀、热融及车辆荷载等外因作用下,导致砼板断裂破坏,因此要采用特制的防水材料封闭密实。
三、结束语
综上所述,裂缝是水泥混凝土路面的主要病害。如何能控制水泥混凝土路面裂缝的产生,则需要施工单位树立“质量第一”的观念,严格按规范要求施工,保证路面基层和路基的施工质量,从材料进场到混凝土养生,每一道工序,每一个环节都要精心组织安排,尽量采用新工艺,新方法,铺设试验路段,用科学的理论和成功的经验指导施工,就能降低水泥混凝土路面裂缝的产生。
参考文献:
[1]甘富延.水泥砼路面裂縫的成因及防治[J].科技信息(学术研究),2008,21:262-263.
[2]卢建文.探究公路水泥砼路面裂缝的成因及预防措施[J].科技创业家,2012,17:19.
[3]赵美花.浅析水泥砼路面裂缝的产生原因及防治措施[J].山西交通科技,2002,06:26-27.
【关键词】 水泥砼路面;裂缝;措施
引言:
当今,我国对于水泥砼路面的裂缝问题还是存在一些普遍性的问题,导致水泥砼路面出现裂缝的原因比较多,可以将其分为,气候环境、工艺方法、施工材料、基层强度不均匀、基层脱空、路面砼强度不足等其他因素。尤其一些空气干燥、风沙大、昼夜温差大、气候条件差、日照强、环境不好的高寒类地区,这些地区将水泥砼路面的施工难度大大增加了。而在实际工程中致使水泥砼路面裂缝形成的原因比较复杂,只有将这些可能出现的裂缝进行综合分析,并且在在每一个工艺环节、施工阶段,有针对性的采取一些有利的防治措施,继而才能将水泥砼路面裂缝这个问题从根本上的到解决。
一、公路水泥砼路面出现裂缝的主要原因
水泥砼路面中最普遍的以及最常见的质量通病就是裂缝,水泥砼路面中出现裂缝不但与运行和施工中的各种因素相关,而且也和原材料质量有一定关系,总体来说,导致公路水泥砼路面产生裂缝的原因各种各样,但从时间方面来分析,裂缝可分为两个时期,即,凝结后与凝结前。
(一)凝结前裂缝成因
水泥在进行水化时,由于水的体积慢慢降低,从而引起混凝土结构塑性收缩,导致发生裂缝现象。塑性收缩裂缝主要表现在下面几种情况。
1、在水泥凝结前,混凝土通常都处于塑性的状态,因为结构构成的密度不一样会致使发生沉降收缩的现象,导致砼路面在刚刚进行凝结时表面就出现了一些比较细小的裂缝。
2、由于水泥在进行水化热时砼内部会有一些水渗出,并在其内部形成了一些细小的毛细管,如果这些细小的毛细管扩大则混凝土表面就肯定会产生裂缝。
3、因为水泥在水化热时,一般会散发许多的热量导致混凝土的内部结构温度迅速上升,和外界环境与温度有了相当大的差别,从而引起温度应力效应,在温度应力作用下导致混凝土出现裂缝。
4、在干燥路基上浇筑混凝土后,其内部的水分被会被快速吸干,致使混凝土因为严重缺水而产生裂缝。
(二)凝结后裂缝成因
混凝土在刚刚凝结时,它的强度会跟随化学反应、内部物理的进行而缓慢、持续增长。在这一段时间里,砼路面在周围环境、施工工序、原材料质量等许多因素的影响下易产生裂缝,其主要包括施工工艺不规范、原材料质量劣质、塑性收缩引起的裂缝等。
(三)塑性裂缝成因
在一些特殊气候条件下施工时,即,日照强烈与风速较大以及空气较干燥等环境下,如果砼泌水速度比表面水分挥发的速度小时,致使固体颗粒间毛细管中出现比较大的负压而导致颗粒凝聚促使砼表面体积快速收缩,并且这时由于砼表面并没有完全硬化,其强度不能抵抗其本身收缩,所以易产生塑性裂缝。由于蒸发率过大从而导致砼路面在刚刚凝结时水分保持的时间不长,容易致使表面产生塑性裂缝。
(四)砼路面在养护期间的干缩裂缝
已经进行浇筑的砼在露天养护一段时间后,在侧面与砼表面出现细小的表面裂缝这就是干缩裂缝,干缩裂缝没有规律性且纵横交错,其随着湿度与温度的变化缓慢发展,是由于砼中的水分过多被挥发而导致的收缩。在砼岗开始成型的期间,要是不及时进行养护,或者养护的方法不正确,致使体积收缩大,表面游离水分蒸发较快,而由于砼内部收缩较小,内部砼对于表面收缩变形形成了一定的制约,从而产生拉应力不均匀,导致砼表面出现裂缝。所以在砼成型之后后的养生是非常重要的,其使将干裂减少的的关键阶段。
二、公路水泥砼路面裂缝的有效预防措施
(一)塑性裂缝的影响与防治措施
(1)固定模板施工
固定模板施工,采用三轴式摊铺机或人工施工,避免塑性裂缝都比较容易。固定模板允许砼采用较大的坍落度,因此在保证砼强度的前提下可使用合適的砼单位用水量将表面自由水分的保存的时间相对的增加,且同时也将砼的第二次抹面时间相对的增加了,再运用钢抹板与辊轴对砼表面进行挤压,致使一些逐渐要显现的裂缝再次恢复平整,并且这也将砼表面浆体的匀质性相对的加强了,如果随着时间的延长表面砂浆的粘聚力也在逐渐增强,那么其抵抗表面张力的能力也在渐渐的加强,从而将抗裂能力也相对增加了。在进行二次抹面应通过试验确定最佳效果的时候,尽量选择在砼泌水将尽时进行。
(2)滑动模板施工
在使用滑模摊铺机施工时塑性裂缝表现较为强烈,因此,1、一方面采用抹面机械作二次抹面,这样可以有效确保平整度,再压缩掉因为蒸发速度快所形成的砼路面体积收缩量,将表面开裂的现象彻底消除。其次,为了减少砼表面张力,还应加入一些引气剂。2、由于滑动模板的施工工艺要求砼的坍落度比较小,并且通过使用减少砼单位用水量与高效减水剂,可以有效确保滑模摊铺机工作性能的优良,但这缩短了自由水分的存在时间,从而致使表面泌水量降低。3、滑模摊铺机施工的砼路面不允许人工抹面可,这样有利于路面平整度相对提高,所以,特殊气候条件下的滑模摊铺机施工时,应考虑一方面通过提前养生和加大养生力度降低砼表面水分的蒸发速度。在气候条件相对较差的情况下,使用滑模摊铺机施工的砼路面抵御塑性开裂的能力将会相对的降低。
(二)凝结前裂缝问题的有效预防措施
结合凝结前裂缝成因,裂缝问题预防措施主要包括三个方面内容。第一,降低水分蒸发速度。混凝土塑性时期,结构内部尚未出现析水前必须利用草垫等覆盖物保持表面水分,禁止暴晒,最大程度地降低混凝土表面水分的流失速度,第二,抓紧修整抹面、及时养护。混凝土摊铺工作完成后必须尽快进行路面修整抹面工作,初步形成路面,尽快进入养护期,尽量减少表面收缩裂缝,第三,混凝土摊铺工作实施前,如果条件允许的话,可以对路基进行合理的洒水处理,使干燥的路基保有水分,利于降低混凝土水分的流失速度,减少收缩所带来的裂缝问题。 (三)凝结后裂缝问题的有效预防措施
(1)消除收缩裂缝
消除收缩裂缝问题的措施主要包括一下三个内容。1、水泥的选择应是一些质量可靠、稳定性高的的水泥,这样可以有效将水泥水化热现象所到来的不利影响相对减少。2、严格把控混凝土原材料的质量关。严禁将与规范不符合的原材料进入施工现场,对原材料购买关、进场关和质检关严格把控,为了杜绝集料级配出现较大波动而影响混凝土结构的施工质量,在施工过程中还应定期的进行质检抽查。3、合理运用科学手段将混凝土配合比严格进行设计,在实验室验证配合比下的混凝土强度是否符合规范要求,然后按照配合比配置混凝土,确保材料用量的精确性,必要时可以利用精确的称量器具确定用量。
(2)加强温度监测
水泥砼路面裂缝问题出现的绝大原因在于温度控制不当,在温度应力作用下产生,为此,在施工过程中监测混凝土内部温变化情况是一种有效的裂缝问题预防措施。与此同时,结合监测结果及时采取行之有效的预防措施,确保混凝土内外温度变化在规定范围内,并在养护期间按照设计人员指导认真落实、实施养护措施,使混凝土形成符合要求的强度、稳定性和抗裂性,利于消除裂缝。
(3)控制施工质量
预防混凝土裂缝问题的根本性措施与前提是保障混凝土施工质量,因此,在混凝土施工时每一个施工工序都应严格控制,确保公路路面工程的规范要求与施工质量相一致。例如,摊铺系数应和摊铺厚度相一致,碾压夯实充分,均匀,振捣密实,让密实度与混凝土塌落度与相关标准相一致。
(四)其它应注意的问题
(一)减少砼混合料离析
在施工过程中,砼混合料将因卸料、运输、拌和等方面因素的制约从而致使产生不同程度的离析,导致砼中各组成趋于不均匀分布。为了将砼混合料离析降低,先要确保砼配合比优良,且在施工中使用大吨位自卸汽车、平整运输道路、使用罐车或运输混合料、减少出料口的落差使用布料机械在摊铺前再拌和等措施。将砼在施工中容易产生的间隙水的问题解决。
(二)做好水泥砼板缩缝、胀缝和施工缝的防水密封处理
经观察,砼路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水经上述缝隙渗入基层、路基,造成基层、路基局部软弱,强度急促下降,在重车荷载作用下砼板裂缝破损,乃至断板,其次由于基层、路基过湿,高寒地区低温时产生冻胀,气温回升时消融,在冻胀、热融及车辆荷载等外因作用下,导致砼板断裂破坏,因此要采用特制的防水材料封闭密实。
三、结束语
综上所述,裂缝是水泥混凝土路面的主要病害。如何能控制水泥混凝土路面裂缝的产生,则需要施工单位树立“质量第一”的观念,严格按规范要求施工,保证路面基层和路基的施工质量,从材料进场到混凝土养生,每一道工序,每一个环节都要精心组织安排,尽量采用新工艺,新方法,铺设试验路段,用科学的理论和成功的经验指导施工,就能降低水泥混凝土路面裂缝的产生。
参考文献:
[1]甘富延.水泥砼路面裂縫的成因及防治[J].科技信息(学术研究),2008,21:262-263.
[2]卢建文.探究公路水泥砼路面裂缝的成因及预防措施[J].科技创业家,2012,17:19.
[3]赵美花.浅析水泥砼路面裂缝的产生原因及防治措施[J].山西交通科技,2002,06:26-27.