關於某環山公路水泥混凝土路面裂縫和斷板原因及預防措施
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論文 關鍵詞:水泥混凝土路面;冷縮裂縫幹縮裂縫;斷板
論文摘要:對夏季水泥混凝土路面施工中產生的裂縫和斷板原因進行分析,並提出了措施。
水泥混凝土路面具有強度高、穩定性好、耐久性好、養護維修費用低、效益高等優點,在目前公路建設中廣泛的使用。本文某環山公路水泥混凝土路面夏季施工中的經驗,就水泥混凝土路面出現裂縫和斷板的原因及防止措施進行了一些簡單的分析。
一、條件
南方某環山公路混凝土路面施工時間爲2006年7月至8月,施工期間多以晴天爲主,晝夜溫差大,午間最高氣溫42℃,晚間最低氣溫15℃左右。
二、裂縫和斷板的產生
環山公路混凝土路面的前期施工階段由於工期緊迫沒有迴避高溫時段的烈日暴曬而澆築混凝土,覆蓋養護之前就發現有塊板有微裂縫,爲防止太陽直接曝曬於板塊表面,施工人員及時用編織布及塑料布進行遮蓋,在中午陽光的直射下,塑料佈下混凝土在氣溫及水化熱的雙重作用下,溫度上升很快,並且很快達到60℃左右。同時,沒有及時採取措施儘快根據混凝板的實際情況提前進行切縫,在養護期過後揭開覆蓋物清掃路面時發現有出現多處裂縫和二處斷板,裂縫和斷板大多數爲橫向。
三、裂縫和斷板產生的原因
(一)冷縮裂縫
在夏季施工時冷縮裂縫的產生包括由於氣候溫差大和人爲因素造成了混凝土大溫差兩方面,特別是人爲的大溫差使表面迅速收縮,產生拉應力造成裂縫和斷板。
和一般一樣,水泥混凝土具有熱脹冷縮性能,混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體性限制條件下發生的,故熱脹屬於變形壓縮,而冷縮則屬於拉伸變形很容易開裂。
水泥的水化過程是一個放熱過程。在混凝土硬化過程中釋放大量熱能,致使溫度上升,在通常溫度範圍內,混凝土溫度上升1℃,每m膨脹0.01mm。這種溫度變形對大面積板塊極爲不利。
(二)幹縮裂縫
在水泥混凝土中,水在水泥石中是以化學結合水,層間吸附水以及毛細水等狀態存在着,當這些水在混凝土硬化過程中失去時,水泥混凝土本體就會收縮,這些就是幹縮。但是這是自由收縮,還不會導致裂縫的發生,惟有收縮受到限制而發生收縮應力時,才容易產生乾燥收縮裂縫,水泥漿幹縮的內部限制主要是混凝土中骨料對水泥漿的限制。在普通水泥混凝土中,水泥漿的收縮率被限制了90%,所以混凝土內部經常存在着引起幹縮裂縫的應力狀態。幹縮裂縫一般爲表面裂縫或不規則斷板。
混凝土面板在澆築完成後。經過表面修整抹面後應儘快採取措施避免日光曝曬新澆築的混凝土,使其表面減少蒸發量,防止混凝土面板表面迅速失水而產生幹縮裂縫。
本段混凝土在中午澆築後,爲防止陽光暴曬,雖然採用了編織布及塑料布覆蓋,但在施工時在覆蓋前就已經損失了不少水分,是該施工過程產生幹縮裂縫的一個重要因素。
(三)切縫不及時
由於高溫季節施工,又是在覆蓋升溫的情況下,水泥混凝土強度提高較快,應加強觀察提前進行切縫,使混凝土內部的拉應力釋放在切縫端。
水泥混凝土路面施工後在當時溫度條件下一般都要在16-18小時纔可以切縫,而有些混凝土路面板塊由於在上午施工,經過中午烈日高溫影響,再加上人爲覆蓋增溫,因此混凝土板強度形成較快,作爲施工人員,應當隨時注意觀察,一旦強度允許,應及時切縫,避免由於切縫不及時而造成裂縫和斷板。
四、預防措施
路面的裂縫和斷板的產生使其使用性能下降,嚴重影響了公路的效益和行車安全,因此,必須採取措施,加強對水泥混凝土路面裂縫和斷板的控制。
(一)設計階段預防裂縫和斷板的產生
爲了防止水泥混凝土路面的裂縫和斷板,各有關部門應認真及時地組織設計人員和有關專家,根據水泥混凝土路面的設計理論及規範要求,結合當地的位置,環境、地形、沿線工程和水文條件,特別是量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況,進行深入細緻地研究和討論,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施工要求。
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