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水泥混凝土路面裂縫成因探析

2005-05-04 00:00

      混凝土因取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、養(yǎng)護(hù)費用低等特點,成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是抗壓能力差、容易開裂。筆者根據(jù)多年來從事施工技術(shù)工作的經(jīng)驗,分析出8點水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因。 
  1.路面厚度設(shè)計問題 
  路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。筆者認(rèn)為,實際上不管是按標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載,車輛的實際軸載遠(yuǎn)大于設(shè)計軸載。由此得知,設(shè)計路面實際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)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)(如1~2年)已達(dá)到設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。 
  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(biāo)高)控制不嚴(yán)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(jìn)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(dāng)應(yīng)力超過極限強度時,就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。 
  3.路面窨井及管線的影響 
 ?。?)路面窨井四周的塘渣填筑是實際施工中的薄弱環(huán)節(jié)。施工單位在推土機推塘渣時,往往將大塊塘渣推至窨井邊,同時此處壓路機很少壓到,造成應(yīng)力薄弱區(qū)。實際施工中,路面裂縫很大部分發(fā)生在窨井處。(2)路面下雨污管線滲漏會沖刷路基部分,特別是對流沙土的沖刷更為厲害。 
  4.混凝土質(zhì)量的影響 
  (1)不同標(biāo)號及品種的水泥混雜使用,硬化時間及收縮量不一樣,同樣會形成裂縫。(2)集料質(zhì)量的影響。(3)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。(4)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。(5)養(yǎng)護(hù)的影響?;炷恋酿B(yǎng)護(hù)對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要。因此,一定要加強混凝土的早期養(yǎng)護(hù),在表面手漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。同時必須保證養(yǎng)護(hù)的時間,實際養(yǎng)護(hù)天數(shù)根據(jù)混凝土強度增長情況而定,一般宜為14~21天。 
  5.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。(1)切割時間。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計強度的25%~30%時,應(yīng)采用切縫機進(jìn)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。切縫時間一般遵循的原則是“能切就切,寧早勿晚”。切縫機,宜采用機型小、轉(zhuǎn)速快、振動小的,在混凝土澆筑幾小時內(nèi)即可切割。(2)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)接縫料。接縫料是保證混凝土板正常使用的主要組成部分,如處理不好,則極易出現(xiàn)問題。 
  6.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。(1)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(dāng)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。(2)縱縫拉桿??v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(dá)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。 
  7.溫度變化引起的裂縫 
  混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當(dāng)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(dāng)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(kuò)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(hù)或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?nbsp;
  8.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。 
  綜上所述,水泥混凝土路面裂縫成因,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(hù)等聯(lián)系緊密。因此,要消滅水泥混凝土路面開裂這一質(zhì)量通病,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(hù)管理各方主體各負(fù)其責(zé),分頭把關(guān),按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合工程實際,嚴(yán)格履行各自職能,相信這一頑疾一定會得到根治。

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