張春孌
(衡水市公路勘測設計所,河北 衡水 053000)
在公路路面施工過程中,由于很多原因都會產生路面的裂縫問題,如路基沉降、混凝土使用不合理強度不夠、外部原因、原材料配比不合理等都會產生路面的裂縫問題,因此研究公路路面出現裂縫的原因并進行相應的處理將會有利于保證公路路面的建設質量,提高公路的使用壽命。
這種類型的裂縫其表現特征為:路面表面開裂,長度和裂縫寬度較小,且縱橫交錯,沒有一定規律性,較難發現,一般在二級公路早期運營階段發生的概率較大,是水泥混凝土路面常見的現象。其重要原因是水泥混凝土所具有的干燥收縮特性,正是由于這一特性使得水泥混凝土能夠和鋼筋之間形成緊密的粘結,變得相當密實。當然這種裂縫的產生應當在一定的范圍內,如果超過一定范圍,會影響公路質量。
一般來說,造成不符合要求的裂縫出現的原因有以下兩種情況:
a)施工時間處于夏季或者冬季,由于混凝土表面的水分蒸發較快,超過了泌水的速度,由此產生干縮裂縫;
b)可塑性較強的混凝土其塑形很快丟失而產生裂縫問題,此時應該使用含水量較多的混凝土或增加原材料含沙量,避免干縮裂縫的產生。
路基沉降是路面產生裂縫的根本原因,雖然混凝土對底層的土基的強度及承載力要求不高,但是由于混凝土為脆性材料,對變形的適應能力較差,因此密實度不強及軟土路基的路基產生裂縫的可能性較大。同時,由于我國在高速公路等建設方面對土基的預壓時間要求較短,大多數不經過兩個雨季的自然沉降,因此在建成后的公路路面下的地基也會進行自然沉降,在此過程中便產生路面的裂縫問題。同時,在混凝土澆筑3天左右的時間內也會產生裂縫,也是由于水泥混凝土產生沁水的原因。
水泥混凝土除具有可塑性強、沁水等特質外,同時還有熱脹冷縮的特性。在進行混凝土澆筑時,會有相應的化學反應出現,使得混凝土的問題升高,混凝土由此產生較大的膨脹而發生變形,對于進行大面積的混凝土板塊建造而言極為不利。同時,當氣溫較低時,如夏季的晚上或者冬季,混凝土會產生明顯的冷縮現象,當遇到夏季等溫度較高情況時會發生膨而產生擠壓和變形。
所使用的水泥不能滿足施工要求,如粉磨細度較大,硫酸鹽含量較低,含堿量高等,會導致裂縫產生。混凝土的配合比也是影響路面開裂的重要因素之一。混凝土配合比是混合料的重要指標,一般來說每立方最少使用300kg,試配強度要大于設計的10%~15%,才能保證設計強度的實際值。如果使用過量的水泥,則易造成較大的收縮;如果水灰過大則會使得混凝土離析,強度變低,出現裂縫。在施工過程中計量不準從而影響配合比的準確度,也會造成裂縫問題。
干縮裂縫的防治一方面要從原材料及其配比進行控制,另一方面要加強對施工的管理。
第一,要根據各地不同的氣候條件、地質情況及水文狀況,合理進行級配的選擇,對所使用的水泥、沙石、外摻劑要正確選擇,合理使用,從原材料入手控制裂縫出現的根源。第二,堅持科學稱量及合理配比,在進行水泥混凝土拌料時,要注意各種原材料之間的恰當的配合比,在對外加劑進行摻配之前,應該進行干縮試驗,以確定合理的摻配比例和數量。第三,在進行路面施工時,要嚴格按照施工計劃和程序,控制水分過度蒸發,在澆筑完成后采取必要的措施如覆蓋涼棚或者草苫子等,避免風吹日曬而產生的干燥裂縫。
從原因分析可以得出:a)防止路基沉降,需要對路基進行硬化處理,最好經過兩個雨季的自然沉降后進行施工,或者采取強度措施,保證路基的硬化度及沉降度;b)適當降低混凝土的單位用水量,或者對混凝土進行適當干燥;第三,加強混合料的振搗力度,充分進行攪拌,減少因沁水出現水膜造成的沉降現象。
溫度裂縫的防治對策包括以下方面:a)在施工中,水泥漿含量越多,越容易發生膨脹,對溫度的敏感度越高,因此應該合理進行級配的選擇,盡量選擇水化熱較低的水泥原料,盡量少用水,少用水泥,從原材料根源防止裂縫的出現;b)施工過程中注意人工進行溫度的控制,對容易發生溫度散發的表層路面進行保溫保濕處理,防止變形、裂縫。
在上述各項措施中,原材料的選用及其配比,一般來說,通常要對所使用的水泥、沙石、水分、外摻劑、瀝青等進行合理配置,保持恰當的比例,同時在進行配料生產和運輸中防止離析問題的出現,從而從根源上杜絕裂縫問題的出現。
水泥選用方面,最好選用專用的路用水泥,有經濟實力的可以選用收縮變形小、防裂縫性能強的水泥。同時還需要注意水泥的含堿量(通常小于或等于0.6%)、硫酸鹽含量、粉磨細度等。
粗骨料選擇方面,通常選用連續級配,且石子粒徑最大不要超過30mm,盡量使用粗砂或者中砂,最好不要采用細沙。
混合料配制方面,要注意保持恰當的配合比,防止出現離析現象。同時對混料的拌合和攪拌時間及溫度要注意,防止溫度過高或過低,拌合時間過短或過長,從而防止裂縫問題的出現。
公路路面施工中裂縫問題不僅影響施工質量,也影響路面外觀,影響交通,從原材料及施工方面進行有效控制,科學合理的控制裂縫的出現,保證施工質量,是促進路面施工建設質量提高的根本途徑。
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