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摘 要:市政道路水泥砼路面开裂作为一种极为常见的质量缺陷,不但会影响到城市道路的行车舒适性,并且会破坏路面层性能,降低市政道路的服役年限。鉴于此,本文围绕市政道路水泥砼路面开裂的诸多成因与相应控制策略展开全面探讨,以供借鉴参考。
关键词:水泥砼路面;路面开裂;控制策略
1 水泥砼路面开裂的成因分析
1.1 基础沉降引发的开裂
(1)路基压实次数不够、方式不合理,压实度没有达到设计规范要求,造成路基不均匀沉降出现开裂现象。
(2)道路路基填筑材料内杂质未清理,含有垃圾、碎石块、大土块、植物根茎等,或填筑不规范、压实不均匀,进而形成路基沉降变形。
(3)在北方地区或者寒冷季节施工时,因冻土地基较多,强度高、压缩性不够,未经处理便将基础垫层直接铺设其上,待冻土融化后,其承载性会降低,受力后很容易造成不均匀沉降。
(4)有一些含水量较大的黏性土地基,如果没有晾晒干燥充分,就直接碾压夯实,极易形成“橡皮土”,此外,雨季施工时,如填料含水率处理不当,也容易造成此类现象。
(5)垫层的密实度不够,垫层拌合物的配比不规范、拌制不合格,或是处置质量粗糙,没有达到既定要求,会引起垫层强度不足,而造成面层开裂。
1.2 温度突变引发的开裂
水泥砼路面凝结需要一段时间,在终凝之前,其抗拉强度往往偏低,如果此时未及时切割路面缩缝,遇到温度突然降低时,砼就会出现迅速收缩,并在内部产生较强的拉应力,一旦超过抗拉强度,则会在面层薄弱处形成裂缝。另外,在冬季气温较低时,若没有按照规定留设胀缝,就会导致后期温度上升后,砼发生膨胀进而造成面层的薄弱处形成裂缝。
1.3 材料收缩引发的开裂
(1)在完成砼路面浇筑后,砼会随着时间逐渐硬化,过程中会散热吸水,这个时候砼强度较低。如若没有及时做好覆盖、保湿养护,就会造成砼表面失水收缩,一旦收缩变形大于自身强度,就会造成路面开裂。
(2)市政道路因车流量大,对各项材料要求较高,如果砼自身质量不达标,如水泥型号选用不对、收缩率大,砂石骨料不合格、含泥量大等,外加剂掺比过大等,都会引起水泥砼路面不规则收缩,进而导致龟裂。
(3)砼配合比设计不合理,水灰比偏大或偏小,砼振搗不均匀或过振,造成局部砂浆厚实,砼收缩率偏大而易形成开裂。
(4)在进行砼浇筑前,没有对基层垫层洒水浸湿,以致浇筑后垫层会过度吸收砼的水分,造成砼失水收缩出现裂缝。
(5)浇筑砼后,没有按照规定进行砼养护,或者养护不够及时、保护措施不到位,造成砼路面的温度、湿度没有达到设计规范要求,过于干燥而产生裂缝。
2 水泥砼路面开裂的控制策略
2.1 基础沉降裂缝的控制
(1)市政道路施工开挖路床后,须结合现场开挖地基土的含水量情况确定是否需要进行洒水或晾槽。若地基土实际含水量超标,就需要进行晾槽,以使水分充分蒸发;若地基土实际含水量不足、过于干燥,就需要洒水增湿,以保证基土含水率达标。通过对基土含水量的检测分析,确保其符合规范标准,进而有效提高基土碾压后的密实度和平整度。
(2)完成路床碾压施工后,须及时组织人员进行查验,检查并清理路床基土中的杂质,如石块、草木根茎、淤泥土等,对软弱土还需要使用换土法进行夯实处理。
(3)合理调整工期,尽量避免在零度以下的气温下施工。如必须在冬季低温施工时,则需要做好保护措施,防冻层厚度须满足相应规范标准,且选择的填筑材料应具有一定的防冻胀性,以有效减少温度回升消融后的影响。
(4)对市政道路检查井、管地沟等四周要逐层回填夯实,若受场地工作面限制而无法予以分层夯实时,可对工作面采用灰泥填充密实后与路床一起充分碾压,确保碾压均匀密实。在浇筑水泥砼路面时,须于检查井、管地沟等四周预设伸缩缝,能有效减少后期砼收缩而引起的开裂。
(5)严格把控市政道路垫层用填料质量,确保其符合设计规范的要求。例如,生石灰经检测合格后,提前7 d进行分解过筛,控制过筛后的石灰粒径<5 mm,然后按照设计配比拌制垫层拌合物,拌制过程要充分,保证充足的拌制时间,确保均匀。垫层摊铺时的虚铺厚度要小于25 cm,然后按照设计要求,对摊铺料充分碾压夯实,确保密实度和压实度达标。
2.2 温度应力裂缝的控制
(1)胀缝控制。对于因温度应力而引起的裂缝,须严格按照市政道路技术规范要求留设胀缝,且在完成路面碾压后应迅速切割胀缝。胀缝应按照以下标准:顺着道路纵向留设横向胀缝,间距要小于50 cm,道路十字等路口及拐弯处,也要留设胀缝。胀缝要上下贯通,缝宽为15 mm~25 mm,胀缝切割完成后,应使用沥青砂浆对胀缝灌注密实并处理平整。
(2)缩缝控制。缩缝分为横向、纵向两种,采用路面切割机均匀切割,缩缝宽度5 mm~10 mm、缝深小于路面厚度的1/3。切割以后使用沥青玛蹄脂灌缝密实,刮抹平顺。横向缝一般按照以下标准:沿道路的纵向应按照间距小于4 m切割横向缩缝,若路边设有雨水池时,须沿其中间路面切割一条横向缩缝。纵向缝一般按照以下标准:纵向缩缝间距不大于4 m。只要道路有施工缝,都应该切割横纵向缩缝。如果市政道路宽为6 m~8 m时,要顺着路中间切割一条纵缝;如果市政道路宽10 m~12 m,就需要切割三条纵缝。按照道路宽度,以此类推。
(3)切缝时间。要严格控制切割缩缝时间,过早时,砼强度不够,容易导致路面边角破损;过迟时,周边环境温度又出现了变化,容易出现路面胀裂。按照实际经验,如果气温大于25℃,需要在砼浇筑完成24小时后切割;如果气温小于20℃,需要在砼浇筑完成48小时后切割,并在24小时内全部完成切割作业。
(4)缩缝养护。在切割缩缝以后,要及时养护,一般使用塑料薄膜或者毛毡覆盖。如果气温过高,则需洒水保湿覆盖养护,如果气温过低,则需同时铺盖塑料薄膜保湿和毛毡保温进行养护。
2.3 材料收缩裂缝的控制
(1)市政道路水泥砼路面主材如砂石、水泥等,辅料如添加剂等,均须在质检合格后才能投入使用。在材料进场及使用前的质量检查过程中,一旦检查质量不达标,需要清退出厂。考虑到市政道路的实际情况,水泥一般选用低收缩率的水泥,砂石含泥量要严格控制,不能过大。
(2)根据市政道路现场情况以及周边环境温度、湿度,按照设计规范要求,合理选择水灰比。
(3)市政道路砼浇筑施工时,气温较高应掺入适当的缓凝剂,延长砼凝固时间,降低水泥水化热时释放热量速度,减少因温度级差过大导致的砼收缩率,增强砼强度,防止砼开裂。
(4)拌制市政道路水泥砼混合料要充分,确保足够的时间,振捣要均匀、密实,不过振,减少泌水收缩开裂,不欠振、不漏振,增加砼强度。
(5)完成水泥砼路面浇筑施工后,须及时使用塑料薄膜覆盖进行保湿养护。高温季节要勤洒水,低温季节要覆盖毛毡做好保温。
(6)在砼浇筑初凝后、终凝前,要加大抹光后路面的质量检查,如果出现不规则龟裂,要及时分析、采取措施处理。一般情况,可以使用二次抹压,提高砼面层的密实度,消除收缩引起的龟裂。
3 结语
受材料质量、施工工艺、交通流量、水文环境等众多因素的影响,以致水泥砼路面常常出现开裂问题,影响到所涉道路的长久、舒适使用。因此,须结合水泥砼路面开裂的众多成因,予以严抓紧控、妥当防治,从而避免或是减少路面开裂。
参考文献:
[1]蒲应胜.分析水泥混凝土路面产生裂缝的原因与控制措施[J].青海交通科技,2016(6):61-62.
[2]侯坤,姚银库.水泥混凝土路面裂缝控制技术研究[J].城市建筑,2017(3):311.
[3]王小兵.控制水泥混凝土路面裂缝的探析[J].建筑工程技术与设计,2020(13):3636.
关键词:水泥砼路面;路面开裂;控制策略
1 水泥砼路面开裂的成因分析
1.1 基础沉降引发的开裂
(1)路基压实次数不够、方式不合理,压实度没有达到设计规范要求,造成路基不均匀沉降出现开裂现象。
(2)道路路基填筑材料内杂质未清理,含有垃圾、碎石块、大土块、植物根茎等,或填筑不规范、压实不均匀,进而形成路基沉降变形。
(3)在北方地区或者寒冷季节施工时,因冻土地基较多,强度高、压缩性不够,未经处理便将基础垫层直接铺设其上,待冻土融化后,其承载性会降低,受力后很容易造成不均匀沉降。
(4)有一些含水量较大的黏性土地基,如果没有晾晒干燥充分,就直接碾压夯实,极易形成“橡皮土”,此外,雨季施工时,如填料含水率处理不当,也容易造成此类现象。
(5)垫层的密实度不够,垫层拌合物的配比不规范、拌制不合格,或是处置质量粗糙,没有达到既定要求,会引起垫层强度不足,而造成面层开裂。
1.2 温度突变引发的开裂
水泥砼路面凝结需要一段时间,在终凝之前,其抗拉强度往往偏低,如果此时未及时切割路面缩缝,遇到温度突然降低时,砼就会出现迅速收缩,并在内部产生较强的拉应力,一旦超过抗拉强度,则会在面层薄弱处形成裂缝。另外,在冬季气温较低时,若没有按照规定留设胀缝,就会导致后期温度上升后,砼发生膨胀进而造成面层的薄弱处形成裂缝。
1.3 材料收缩引发的开裂
(1)在完成砼路面浇筑后,砼会随着时间逐渐硬化,过程中会散热吸水,这个时候砼强度较低。如若没有及时做好覆盖、保湿养护,就会造成砼表面失水收缩,一旦收缩变形大于自身强度,就会造成路面开裂。
(2)市政道路因车流量大,对各项材料要求较高,如果砼自身质量不达标,如水泥型号选用不对、收缩率大,砂石骨料不合格、含泥量大等,外加剂掺比过大等,都会引起水泥砼路面不规则收缩,进而导致龟裂。
(3)砼配合比设计不合理,水灰比偏大或偏小,砼振搗不均匀或过振,造成局部砂浆厚实,砼收缩率偏大而易形成开裂。
(4)在进行砼浇筑前,没有对基层垫层洒水浸湿,以致浇筑后垫层会过度吸收砼的水分,造成砼失水收缩出现裂缝。
(5)浇筑砼后,没有按照规定进行砼养护,或者养护不够及时、保护措施不到位,造成砼路面的温度、湿度没有达到设计规范要求,过于干燥而产生裂缝。
2 水泥砼路面开裂的控制策略
2.1 基础沉降裂缝的控制
(1)市政道路施工开挖路床后,须结合现场开挖地基土的含水量情况确定是否需要进行洒水或晾槽。若地基土实际含水量超标,就需要进行晾槽,以使水分充分蒸发;若地基土实际含水量不足、过于干燥,就需要洒水增湿,以保证基土含水率达标。通过对基土含水量的检测分析,确保其符合规范标准,进而有效提高基土碾压后的密实度和平整度。
(2)完成路床碾压施工后,须及时组织人员进行查验,检查并清理路床基土中的杂质,如石块、草木根茎、淤泥土等,对软弱土还需要使用换土法进行夯实处理。
(3)合理调整工期,尽量避免在零度以下的气温下施工。如必须在冬季低温施工时,则需要做好保护措施,防冻层厚度须满足相应规范标准,且选择的填筑材料应具有一定的防冻胀性,以有效减少温度回升消融后的影响。
(4)对市政道路检查井、管地沟等四周要逐层回填夯实,若受场地工作面限制而无法予以分层夯实时,可对工作面采用灰泥填充密实后与路床一起充分碾压,确保碾压均匀密实。在浇筑水泥砼路面时,须于检查井、管地沟等四周预设伸缩缝,能有效减少后期砼收缩而引起的开裂。
(5)严格把控市政道路垫层用填料质量,确保其符合设计规范的要求。例如,生石灰经检测合格后,提前7 d进行分解过筛,控制过筛后的石灰粒径<5 mm,然后按照设计配比拌制垫层拌合物,拌制过程要充分,保证充足的拌制时间,确保均匀。垫层摊铺时的虚铺厚度要小于25 cm,然后按照设计要求,对摊铺料充分碾压夯实,确保密实度和压实度达标。
2.2 温度应力裂缝的控制
(1)胀缝控制。对于因温度应力而引起的裂缝,须严格按照市政道路技术规范要求留设胀缝,且在完成路面碾压后应迅速切割胀缝。胀缝应按照以下标准:顺着道路纵向留设横向胀缝,间距要小于50 cm,道路十字等路口及拐弯处,也要留设胀缝。胀缝要上下贯通,缝宽为15 mm~25 mm,胀缝切割完成后,应使用沥青砂浆对胀缝灌注密实并处理平整。
(2)缩缝控制。缩缝分为横向、纵向两种,采用路面切割机均匀切割,缩缝宽度5 mm~10 mm、缝深小于路面厚度的1/3。切割以后使用沥青玛蹄脂灌缝密实,刮抹平顺。横向缝一般按照以下标准:沿道路的纵向应按照间距小于4 m切割横向缩缝,若路边设有雨水池时,须沿其中间路面切割一条横向缩缝。纵向缝一般按照以下标准:纵向缩缝间距不大于4 m。只要道路有施工缝,都应该切割横纵向缩缝。如果市政道路宽为6 m~8 m时,要顺着路中间切割一条纵缝;如果市政道路宽10 m~12 m,就需要切割三条纵缝。按照道路宽度,以此类推。
(3)切缝时间。要严格控制切割缩缝时间,过早时,砼强度不够,容易导致路面边角破损;过迟时,周边环境温度又出现了变化,容易出现路面胀裂。按照实际经验,如果气温大于25℃,需要在砼浇筑完成24小时后切割;如果气温小于20℃,需要在砼浇筑完成48小时后切割,并在24小时内全部完成切割作业。
(4)缩缝养护。在切割缩缝以后,要及时养护,一般使用塑料薄膜或者毛毡覆盖。如果气温过高,则需洒水保湿覆盖养护,如果气温过低,则需同时铺盖塑料薄膜保湿和毛毡保温进行养护。
2.3 材料收缩裂缝的控制
(1)市政道路水泥砼路面主材如砂石、水泥等,辅料如添加剂等,均须在质检合格后才能投入使用。在材料进场及使用前的质量检查过程中,一旦检查质量不达标,需要清退出厂。考虑到市政道路的实际情况,水泥一般选用低收缩率的水泥,砂石含泥量要严格控制,不能过大。
(2)根据市政道路现场情况以及周边环境温度、湿度,按照设计规范要求,合理选择水灰比。
(3)市政道路砼浇筑施工时,气温较高应掺入适当的缓凝剂,延长砼凝固时间,降低水泥水化热时释放热量速度,减少因温度级差过大导致的砼收缩率,增强砼强度,防止砼开裂。
(4)拌制市政道路水泥砼混合料要充分,确保足够的时间,振捣要均匀、密实,不过振,减少泌水收缩开裂,不欠振、不漏振,增加砼强度。
(5)完成水泥砼路面浇筑施工后,须及时使用塑料薄膜覆盖进行保湿养护。高温季节要勤洒水,低温季节要覆盖毛毡做好保温。
(6)在砼浇筑初凝后、终凝前,要加大抹光后路面的质量检查,如果出现不规则龟裂,要及时分析、采取措施处理。一般情况,可以使用二次抹压,提高砼面层的密实度,消除收缩引起的龟裂。
3 结语
受材料质量、施工工艺、交通流量、水文环境等众多因素的影响,以致水泥砼路面常常出现开裂问题,影响到所涉道路的长久、舒适使用。因此,须结合水泥砼路面开裂的众多成因,予以严抓紧控、妥当防治,从而避免或是减少路面开裂。
参考文献:
[1]蒲应胜.分析水泥混凝土路面产生裂缝的原因与控制措施[J].青海交通科技,2016(6):61-62.
[2]侯坤,姚银库.水泥混凝土路面裂缝控制技术研究[J].城市建筑,2017(3):311.
[3]王小兵.控制水泥混凝土路面裂缝的探析[J].建筑工程技术与设计,2020(13):3636.