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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-08-30 15:42 熱度:
摘要:本文對水泥混凝土路面破壞的原因進行分析,提出一些防治及處理措施。
關鍵詞:水泥混凝土路面,破壞,原因,防治
一、概述
水泥混凝土路面由于它具有強度高,耐久性好、整體性好、水穩性好、養護費用少、利于夜間行車、能適應重載、通行能力大等優點,在我國大部分城市道路、工礦道路、停車場和機場跑道廣泛采用。目前,我國公路發展,特別是高等級公路的發展迅猛,高等級路面的舒適、平坦已日益為人們所注重。但對于高等級水泥砼路面板,根據我國已建成通車的高等級公路使用情況看,有相當部分破壞,如開裂、斷板、沉陷、錯臺等。
二、水泥砼路面板破壞的原因
1、路基施工方面的原因
(1)路基填筑使用了不適宜的材料
(2)軟基處理不當
(3)路基土石方填筑方面的問題
施工過程中,①施工單位未嚴格按規范要求的每層填料松鋪厚度控制。②路基填筑的有效寬度和超寬填筑不夠;③路基填筑每層的填料未用平地機或其它平整機械進行整平或整平效果不好,使低凹的地方達不到密實度要求且大量積水;④路基施工過程中沒有按要求做成一定的橫坡度;路基施工臨時排水系統未做或不暢通,從而使大量的積水滲入下層路基、嚴重影響路基質量;⑤路基石方或土石混合料填筑時,石塊徑過大,使填石路堤或填土石混合料路堤密實度達不到規范的要求。
(4)填切交界處未按規范要求施工
(5)構造物臺背的回填不符合要求
2、路面施工方面的原因
(1)路面基層施工質量不合要求
路面基層一般有底基層和面基層。底基層為級配砂礫集料,面基層為水泥穩定類集料。路基、底基層、面基層的標高控制不嚴;水泥穩定集料含水量控制不準:水泥用量不足等,這樣嚴重影響了基層的質量,直至路面板遭破壞。
(2)路面水泥砼板施工方面的問題
水泥砼面層施工,往往施工的厚度未達到設計要求,主要是基層施工標高控制不嚴所引起;粗集料不具有良好的級配,細長及扁平的顆粒含量太高;細集料和粗集料中含泥量過高,降低了混合料的粘結度;所用水泥質量不穩定或已過期;水泥砼在澆筑過程中未完全振搗密實,蜂窩麻面較嚴重,這樣;勢必影響砼板本身的質量,而造成損壞。
(3)水泥砼路面結構層防水或排水未進行有效的處理
往往路面板遭到破壞,人們想到的總是路基、路面基層施工質量或臺背回填質量或水泥砼板本身的澆筑質量等,而未足夠重視結構表面滲入到路基中的水對路基的侵害。目前,雖說對砼板的縮縫、脹縫、施工縫(縱向和橫向)采取了特制的材料對水進行封鎖,使水從路面排走,但效果仍然不佳。據了解,路面板遭破壞的原因有相當部分是由于路表水滲入路基,從而影響路基的穩定而造成的。
(4)環境因素
水泥混凝土澆筑時,溫度、濕度、風速對混凝土板的收縮有著直接的影響。由于天氣突然變化,刮起大風,水析出速度過快,拉應力迅速增加,在未到切縫時間時,產生斷板。晝夜溫差太大,而產生較大的溫度應力,由于沒有設置伸縮縫和對混凝土面板進行及時切割,而造成面板拉裂。因為混凝土材料對溫度的變比而引起的伸縮量約為每度0.01毫米,當累計長度內溫度應為超過抗拉強度時,就會發生裂縫。
(5)切縫時間
切縫的目的就是要縮短混凝土板塊長度以減少內應力,實現人為的有規則斷裂。切縫不及時很容易產生斷裂。切縫深度不夠也能產生斷板。
(6)養生問題
養生不及時或養護方法不當時,會出現混凝土初期干縮裂縫。
(7)過早開放交通
在混凝土尚未達到設計強度之前,還承受不了外界荷載的作用,當這一作用超過了荷載的臨界狀態時,裂縫就產生了。
有害雜質與砼產生反應生成易溶于水的物質,使砼被腐蝕,強度降低,在車輛荷載的不斷作用下,遭到破壞。
三、斷板形狀及常見裂縫方式
1、斷板形狀:(1)較直斷縫;(2)斜度較小斷縫;(3)角隅處斷縫;(4)斜度較大斷縫。前三種情況較多,第四種情況較少見。(如圖1)
圖1:斷板形狀
2、常見的裂縫方式
(1)板中部橫向裂縫
(2)脹縫邊緣裂縫
這種形式裂縫通常出現在脹縫兩邊約50cm范圍內。
圖2:脹縫邊緣裂縫
這種形式裂縫對路面危害多數表明脹縫與裂縫狹長,混凝土逐漸凸起、掉塊,形成坑槽。
(3)網狀裂縫
此種裂縫出現較少,但危害面積較大,處理也比較困難,嚴重時可造成大面積返修。病害初期是在板面出現,許多微小裂紋,進而逐漸發展并貫通,使板面形成網狀破壞。
(4)板中部縱向裂縫
裂縫隨時間推移逐漸變寬,以裂縫為折角凸起或下凹并伴有側向滑移。
四、降低水泥砼路面斷板率的技術措施
1、嚴把水泥混凝土路面的設計關
應認真及時地組織設計人員和有關專家,對水泥混凝土路面的實際理論及規范要求,進行深入細致地研究和討論,根據當地的地理位置、環境、地形、沿線工程地質和水文地質,特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況,提出符合實際的軸載設計參數、路面結構、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求,以設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統,提出合理經濟的水泥混凝土配比設計及要求。
2、嚴把工程質量施工關
(1)嚴格控制混合料組成配合比,使施工配合比與設計配合比相符合。
(2)施工中嚴格把住材料關,是保證混凝土質量的前提。
(3)在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實。
(4)在混凝土澆筑過程中,要始終保持施工作業的連續性,一旦出現間斷作業,必須設置一道施工縫,并布置傳力桿,以防止因不設施工縫而出現斷板的現象。
(5)施工中及時正確地切縫是預防斷板的有力措施。當水泥達到終凝后,水泥混凝土即告凝固成型,這是水泥混凝土體收縮變形也在不斷進行,并產生了較大的拉應力,當混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個成型凝固產生的收縮拉應力時,在混凝土面板承受拉應力最薄弱的位置就會被拉斷而產生斷板。而如果能夠及時準確地切縫,就能引導混凝土面板凝固收縮力在切縫處規則拉斷面板,從而避免在其他位置產生斷板。
(6)在基層施工中,使基層表面平整,也是預防混凝土路面斷板的一個措施。當基層表面凹凸不平,不僅會使面板與基層間的摩擦力增大,而且使面板下面的摩阻力形成不均勻的片狀區,這樣在不均勻片狀區的邊緣部位和摩阻力集中的區域就最容易形成斷板;另一方面,當基層標高低時,澆筑的混凝土面板就偏厚,而切縫深度又是按正常板厚實施的,這樣在混凝土凝固過程中產生的拉應力的作用下,就會在面板相對比較薄的部分產生不規則裂縫,因此把基層的標高控制準確,表面平整光華是預防斷板的一個措施。
(7)在施工中盡量避免產生較大的溫差效應。溫差效應過大或突變,容易造成混凝土面板強度形成的不同步。當氣溫高時,上部強度的形成比下部要慢。在這樣的情況下,面板強度的形成不同步,容易出現翹曲變形,一旦有不規則裂縫發生就會使強度較低部位拉斷開裂,形成不規則斷板,所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風天氣施工,或者當混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽、灑水、噴灑養護劑等措施,使混凝土體的表面始終保持潮濕,確保晝夜溫差不至太大,以預防面板斷裂。
(8)正確地在縱坡變化處、平曲線及構造物結合部設置脹縫,是預防斷板的有力措施。縱坡變化處、平曲線及構造物結合部都是應力應變集中的位置,在此處設置脹縫,是減少或釋放應力應變的最佳方案,它可以大大降低在此處的斷板率。
(9)正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規范要求,按設計進行,使傳力桿與道路中心線及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜,則在傳力過程中會將混凝土頂破,從而形成裂縫而斷板。
(10)在混凝土面板底面與基層頂面間設置滑動層,減少面板與基層間的摩阻力,這樣可以防止面板被拉斷。當基層表面與混凝土面板地面的摩阻力過大,混凝土面板受多和膨脹不宜自由活動時,就使板內的拉應力增加,此時基層的裂縫也極容易反射到混凝土面板上而形成斷板。滑動層設置形式一般有:(1在基層上灑瀝青透層油;(2設0.6厘米厚的砂子(或瀝青砂)滑動層;(3用塑料薄膜設置滑動層。以上方法也可以組合使用。
(11)嚴格控制開放交通的時間,加強養生和養護。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達到設計強度后方可開放交通,并對其及時進行養生、灑水、清掃,確保混凝土路面濕潤、整潔,防止因缺水養生而產生干縮裂縫或斷板。
(12)混凝土面板要在切縫處理埋置接縫板,并在接縫板位置上在切縫,這是預防混凝土早期斷板的有效措施。接縫板的高度是混凝土板厚2/3,并應在基層頂面放置,這樣就在此形成了最薄弱條件,當混凝土面板產生拉應力時,裂縫就在此處產生,從而避免了混凝土面板的早期斷板。
五、結束語
工程實踐表明,只要了解水泥混凝土路面斷板的產生原因、影響因素,采取正確的預防措施,混凝土路面的斷板率就會大大減少。而在出現混凝土路面斷板現象時,相應的采取合理的、有效的處理措施,可相對的延長水泥混凝土路面的使用壽命。
文章標題:水泥混凝土路面破壞原因、防治及處理措施
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