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[摘 要]水泥混凝土路面是目前公路建设中广泛应用的高等级路面,然而由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善,导致路面产生裂缝,成为影响水泥混凝土路面发展的一个关键性问题。本文总结工程实践中的经验,就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施进行了一些探讨。
[关键词]水泥混凝土路面 裂缝 拉杆
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0189-01
Cause analysis of cracks in cement concrete pavement
[Abstract]the cement concrete pavement is widely used in highway construction in high-grade pavement. However, there might be road pavement cracks due to the improper design, construction and maintenance, which have become key technological issues affecting the development of cement concrete pavement. In the paper, based on the accumulated experience in engineering practice, the reasons of the cracks in concrete pavement and the preventive measures are discussed.
[Key words]Cement Concrete Pavement Crack Tie rod
1、路基、基层的影响
(1)基层平整度差,导致混凝土面层厚度不匀,离散性大,在行车荷载及温度翘曲应力作用下,使得路面应力集中。当应力超过极限强度时,就会在厚度薄弱处产生裂缝。(2)地基强度不均匀,路基填料混杂或压实不好,产生不均匀沉降,导致混凝土板产生裂缝。(3)路基软弱,未压实,或路面基层强度不足,沉降量过大,混凝土板受弯产生裂缝。(4)半填半挖路段,填挖交接处未按要求进行处理或处理不好,或填方部分未压实,导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。2、混凝土振捣影响:
搅拌时间不够,材料拌和不均匀;振捣不密实,有漏振或过振情况都将导致混凝土整体强度不一致,因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀,将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密度小的区域内混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状,形成了承受应力的薄弱部位或区域,从而易使面板产生断板。
3、横向缩缝质量的影响
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力,缩缝一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中,从而使裂缝在切缝处产生。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节,如不加强控制,极易引发裂缝。(1)切割时间。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。切缝太早,粗骨料会从砂浆中跳脱,缩缝就残缺不整齐;切缝太晚,内部应力已经产生,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。宜采用机型小、转速快、振动小的切缝机。(2)切割深度。切缝深度应为板厚的1/4~1/5。切得太深,则不规则断裂面积过小,板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅,混凝土截面的强度削弱得不够,难以保证断裂在缩缝处产生,面层上会产生不规则裂缝。(3)接缝料。接缝料是保证混凝土板正常使用的重要组成部分。JTJ012-9《公路水泥混凝土路面设计规范》中对接缝料提出了技术要求。接缝处处理不好,则极易出现问题。首先是接缝渗水,由于接缝材料不能与混凝土板壁紧密粘结在一起,或者接缝料施工质量差,灌缝不饱满,导致路面水渗入基层,基层软化,混凝土板在荷载作用下出现裂缝。其二,如果接缝材料性能差,则杂物极易嵌入缝中,使接缝失去胀缩作用,板产生断裂。
4、养护的影响
混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。混凝土浇筑成型后,逐渐开始凝结硬化。当空气中相对湿度较小时,混凝土中水分就会不断地被蒸发掉,造成混凝土由表到里逐渐失水,同时水还会阻滞混凝土的继续硬化甚至停止硬化。如果养护不及时,就会造成顶面失水快,收缩迅速;板底失水慢,收缩缓慢。翘曲后则可能是板产生裂缝。因此一定要加强混凝土的早期养护,在表面手浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间,实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定,一般宜为14天~21天。
5、拉杆和传力杆的影响
(1)胀缝传力杆的质量控制主要有两点,一是传力杆的一端应涂沥青,且加管套,以保证其伸缩距离;二是传力杆必须与路面平行,以保证其伸缩方向。前者处理不好,缝端混凝土将被挤裂。后者更易于忽视,传力杆有的安装时即歪歪斜斜。传力杆与路面不平行,混凝土板伸缩时,传力杆对混凝土板产生压应力,引起混凝土板拉裂。(2)横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋,且一半涂沥青,允许滑动。在实际应用中,许多施工单位为图方便,经常使用螺纹钢,且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同,凝结过程中产生的收缩不同步,传力杆不能伸缩,形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩,则在此薄弱环节处产生裂缝。(3)纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种,两种纵缝均应设置拉杆。拉杆在设计上并不作为一种传荷装置,其主要作用是拉住相邻板块不让它们分离,因而它应能提供足够的拉力以克服面层收缩时基层顶面所给予的摩擦力。拉杆应用螺纹钢,长度达到设计要求,以保证其与混凝土只的粘接力。
6、过早开放交通
开放交通过早,混凝土的强度尚低,不足以承受行车荷载,在荷载作用下,混凝土路面产生裂缝
7、道路排水系统方面的原因
如果道路排水系统存在缺陷,使水大量滞留在路上无法外排.势必造成路面积水下渗至路基,导致路基强度的局部软弱.从而出现大面积的严重病害。
[关键词]水泥混凝土路面 裂缝 拉杆
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)45-0189-01
Cause analysis of cracks in cement concrete pavement
[Abstract]the cement concrete pavement is widely used in highway construction in high-grade pavement. However, there might be road pavement cracks due to the improper design, construction and maintenance, which have become key technological issues affecting the development of cement concrete pavement. In the paper, based on the accumulated experience in engineering practice, the reasons of the cracks in concrete pavement and the preventive measures are discussed.
[Key words]Cement Concrete Pavement Crack Tie rod
1、路基、基层的影响
(1)基层平整度差,导致混凝土面层厚度不匀,离散性大,在行车荷载及温度翘曲应力作用下,使得路面应力集中。当应力超过极限强度时,就会在厚度薄弱处产生裂缝。(2)地基强度不均匀,路基填料混杂或压实不好,产生不均匀沉降,导致混凝土板产生裂缝。(3)路基软弱,未压实,或路面基层强度不足,沉降量过大,混凝土板受弯产生裂缝。(4)半填半挖路段,填挖交接处未按要求进行处理或处理不好,或填方部分未压实,导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。2、混凝土振捣影响:
搅拌时间不够,材料拌和不均匀;振捣不密实,有漏振或过振情况都将导致混凝土整体强度不一致,因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀,将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密度小的区域内混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状,形成了承受应力的薄弱部位或区域,从而易使面板产生断板。
3、横向缩缝质量的影响
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力,缩缝一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中,从而使裂缝在切缝处产生。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节,如不加强控制,极易引发裂缝。(1)切割时间。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。切缝太早,粗骨料会从砂浆中跳脱,缩缝就残缺不整齐;切缝太晚,内部应力已经产生,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。宜采用机型小、转速快、振动小的切缝机。(2)切割深度。切缝深度应为板厚的1/4~1/5。切得太深,则不规则断裂面积过小,板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅,混凝土截面的强度削弱得不够,难以保证断裂在缩缝处产生,面层上会产生不规则裂缝。(3)接缝料。接缝料是保证混凝土板正常使用的重要组成部分。JTJ012-9《公路水泥混凝土路面设计规范》中对接缝料提出了技术要求。接缝处处理不好,则极易出现问题。首先是接缝渗水,由于接缝材料不能与混凝土板壁紧密粘结在一起,或者接缝料施工质量差,灌缝不饱满,导致路面水渗入基层,基层软化,混凝土板在荷载作用下出现裂缝。其二,如果接缝材料性能差,则杂物极易嵌入缝中,使接缝失去胀缩作用,板产生断裂。
4、养护的影响
混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。混凝土浇筑成型后,逐渐开始凝结硬化。当空气中相对湿度较小时,混凝土中水分就会不断地被蒸发掉,造成混凝土由表到里逐渐失水,同时水还会阻滞混凝土的继续硬化甚至停止硬化。如果养护不及时,就会造成顶面失水快,收缩迅速;板底失水慢,收缩缓慢。翘曲后则可能是板产生裂缝。因此一定要加强混凝土的早期养护,在表面手浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间,实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定,一般宜为14天~21天。
5、拉杆和传力杆的影响
(1)胀缝传力杆的质量控制主要有两点,一是传力杆的一端应涂沥青,且加管套,以保证其伸缩距离;二是传力杆必须与路面平行,以保证其伸缩方向。前者处理不好,缝端混凝土将被挤裂。后者更易于忽视,传力杆有的安装时即歪歪斜斜。传力杆与路面不平行,混凝土板伸缩时,传力杆对混凝土板产生压应力,引起混凝土板拉裂。(2)横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋,且一半涂沥青,允许滑动。在实际应用中,许多施工单位为图方便,经常使用螺纹钢,且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同,凝结过程中产生的收缩不同步,传力杆不能伸缩,形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩,则在此薄弱环节处产生裂缝。(3)纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种,两种纵缝均应设置拉杆。拉杆在设计上并不作为一种传荷装置,其主要作用是拉住相邻板块不让它们分离,因而它应能提供足够的拉力以克服面层收缩时基层顶面所给予的摩擦力。拉杆应用螺纹钢,长度达到设计要求,以保证其与混凝土只的粘接力。
6、过早开放交通
开放交通过早,混凝土的强度尚低,不足以承受行车荷载,在荷载作用下,混凝土路面产生裂缝
7、道路排水系统方面的原因
如果道路排水系统存在缺陷,使水大量滞留在路上无法外排.势必造成路面积水下渗至路基,导致路基强度的局部软弱.从而出现大面积的严重病害。