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浅析水泥混凝土路面的早期裂缝

   日期:2017-09-07    
为进一步改善广大农民群众的出行和加快社会主义新农村建设需要,自2006年起,国家及省政府制定了对通往行政村的道路进行油路或水泥路路面改造计划。结合我市气候及日后日常养护条件的限制,我市绝大部分道路采用水泥混凝土路面结构,改善、提高了路面质量。在肯定成绩的同时,也须正视存在的问题,总结好的经验、教训,有着重要的作用。
  从检查新铺水泥混凝土路面工程质量看,有个别项目存在裂缝较多现象,对工程质量评定等级影响颇大,裂缝是我市实施通村公路硬化的主要病害,本文就出现裂缝较多的实例予以分析。
  1、工程实例
  某公路浇筑3km水泥混凝土路面,其工程质量特别是裂缝等病害板块存在较多问题。我们对此作了调查研究,并以此为例加以分析,介绍如下。
  1.1基层施工存在的主要问题
  (1) 使用的石灰没有完全消解;
  (2) 配料比例欠准确,拌合不足,混合不均匀;
  (3) 拌合时个别地段洒水不足、不均;
  (4) 碾压欠充分,密实度有达不到的情况。
  1.2面层施工存在的主要问题
  (1) 使用的水泥标号、厂牌、品种、出厂日期繁杂,未分别作配合比设计和抗折强度检验,导致混凝土面板的实测强度波动较大;
  (2) 使用了部分低标号水泥而又未采取掺外加剂、干硬性混凝土或真空吸水施工等措施;
  (3) 未配备专业工地实验员和设施,缺乏测试手段,水灰比控制不严;
  (4) 横向缩缝切割时机掌握不准,切缝深度不一;
  (5) 混凝土板浇注后的养护期间未覆盖,养护时间、干湿程度掌握不严;
  (6) 开放交通过早,混凝土强度尚未达到设计值的80%即开放了交通。
  2.3裂缝情况
  通车一年即出现较多问题,其中混凝土板裂缝最为突出,经过全面调查,我们有以下发现。
  (1) 混凝土板裂缝出现的时间在切缝前、切缝后至开放交通前以及开放交通后均有发生。开放交通一个多月内发生的断裂较开放交通前为多;开放交通三个月以后新增的裂缝很少出现。
  (2) 断缝最多的地段发生在使用杂牌或低标号水泥路段。
  (3) 出现的断板多数是沿混凝土板横向,也有斜向的,但未见纵向开裂,一般断裂板上仅有一条长裂缝,有两条长裂缝只见于极个别板块.也有少数裂缝穿过板间切缝分布于相邻两板块。有些断缝发生在板块切缝附近。
  (4) 部分混凝土板面上可见许多不规则细短的浅表裂缝,这些裂缝只在初期出现,以后没有再继续出现。
  2、裂缝分析
  水泥混凝土路面板上早期发生的裂缝,一般是由板内产生的拉或弯拉应力超过极限抗拉强度,混凝土板被拉裂。裂缝处应力集中,促使裂缝扩展,直至贯通断裂。也就是说,一方面是产生的拉或弯拉应力大,另一方面是极限抗拉强度低,这是水泥混凝土路面板上早期裂缝产生的主要原因。
  2.1混凝土板收缩和翘曲的影响
  混凝土板的收缩和翘曲,包括混凝土凝固体积收缩、混凝土板上下部失水快慢不一致造成的板面翘曲、因温度降低引起收缩,板上下温差产生的弯曲等等。这些变形的组合,在混凝土板与基层间的摩阻力、粘结力以及板周边约束下,使混凝土板内产生拉和弯拉应力。这种力超过混凝土板已达到的极限抗拉强度时,裂缝即发生。因此,造成混凝土板收缩和弯曲的因素,也就是导致面板裂缝的原因,对于造成混凝土收缩或弯曲的因素是可以控制的,如采用干缩率小的水泥,严格控制水灰比,及时覆盖并均匀洒水保湿保温等等,都是能较好地控制裂缝产生的手段和办法。
  2.2水泥的影响
  水泥对混凝土性质有很大影响。不同标号、厂牌、品种、批号的水泥,有不同的品质和特性。硅酸盐水泥干缩性小、早期(28天以前)强度增长快而矿渣水泥干缩性较大,早期强度增长较慢。水泥标号的高低直接影响混凝土的标号,一般来说,混凝土标号的差值约为水泥标号差值的一半。在其他条件相同时,混凝土抗折强度与水泥抗折强度成正比。即水泥抗折强度越低,浇成混凝土的强度就越低。使用矿渣水泥和低标号水泥会明显降低混凝土的抗折强度。混凝土抗折强度、特别是早期抗折强度过低是混凝土早期裂缝发生的主要原因。
  2.3切缝的影响
  切缝前混凝土路面板的连续长度随着浇筑的进展而增大,抗拉、抗折强度与由收缩、翘曲产生的板内拉、弯拉应力同时增大。混凝土板的连续长度越大,产生的拉和弯拉应力也就愈大,超过极限强度时,混凝土路面就会出现裂缝,这种裂缝一般是沿板横向发生。切缝的作用是缩小板的连续长度,使裂缝只在切缝处断开,把由收缩和翘曲产生的应力控制在一定范围内。掌握切缝的时机是极其重要的。过早切割会在路面板上留下痕迹,并松动集料颗粒,使缝边不齐,影响日后行车。过迟切割则往往断板已经产生。为此,机械切缝应按规定在混凝土达到设计强度的25%~30%时进行。具体切缝时机的掌握,应按当时养护温度,由工地实验确定。一般浇筑5~12h即可切缝。施工温度较低时需适当延迟,但最迟不可超过24h完成切缝。切缝的深度对断板的发生也有显著影响,因此切缝应有足够深度并切通板块全宽。缝深应达板

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