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摘要:以汕尾市近十多年来新建的水泥砼路面为例,就其早期出现的裂缝的原因、特点、分类及其危害进行了阐述,对如何防止和减少水泥砼路面早期裂缝提出了有效的对策。同时告诫广大道路工程人员对此病害的内因与外因,不能孤立去研究,而应综合分析,全面考虑,研究制定确保工程质量、减少经济损失的方案。
关键词:水泥砼路面 早期裂缝危害 潜在问题 探讨
水泥砼路面的突出优点是:强度高,使用周期长,正常维护费用低;其突出缺点是:一次性投资大,对损坏难以修复。截至2003年底止,汕尾市区现已修建的水泥砼路面达到38万平方米。为加强汕尾市区的基础设施建设,今后汕尾市区在市政道路建设方面将会继续加大资金投入,以进一步改善市区的道路交通状况。因此,如何进一步利用水泥砼路面的优点,克服其缺点,延长使用年限,对今后砼路面的修建是有实际意义的。在砼路面的施工中,无论在技术上,在管理上,仍有不少教训,值得我们去反思研讨。水泥砼路面早期裂缝危害的潜在因素及防治就是其中的重要课题。
早期裂缝的危害
早期裂缝是水泥砼路面常见病害之一,由于它是以裂缝形式出现,修补较困难。整块敲掉,又实属可惜,重新浇筑将会影响工期和浪费资金。因此如何消除和防治早裂病害,对道路工作者来说是一项必须努力攻克的课题。
对早期裂缝的概念,特别是时间段的概念,认识并不统一,这里不作详述。本文所指的早期裂缝是指:凡是在道路开放交通前产生的裂缝,均称作早期裂缝。
回顾汕尾市近十多年来,随着水泥砼路面的发展,其病害也不断出现,特别是在夏季或冬季施工的路面,早期裂缝的现象更为严重。例如香港大道、香洲路西段、林荫路、海宁路、城南路、吉祥路等均有不同程度的早期裂缝出现。可见,早期裂缝对砼路面的危害十分普遍,对其如何防护和处理显得十分重要。
早期裂缝的分类及防治
根据“早裂”的潜在成因及外部条件的影响,初步归纳后,可将早期裂缝分为四种,分别是:沉降裂缝;干缩裂缝;温度裂缝;施工裂缝。
(一)沉降裂缝
砼浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时引起泌水,在沉降过程中发生的裂缝。产生沉降裂缝主要原因,是砼浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降,使该处砼产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3小时产生,属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理,可重新加压抹平,使裂缝闭合,能达到较好效果。
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(二)干缩裂缝
水泥砼浇筑后,在硬化的过程中,由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩,随着砼何体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时砼的抗拉强度,而产生干缩裂缝。裂缝的主要特征:表面开裂,纵横交错,没有一定规律;缝宽和长度都很小,与发丝相似,不注意时较难发现。
干缩裂缝是砼路面早期裂缝中最常见危害之一。因内外研究资料表明,砼的干燥收缩也是砼特性之一,正是因为这一特征,能使砼密实,提高砼与钢筋之间的粘结力。但是干缩量超过一定程度就会产生裂缝。
干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系,根据对干缩裂缝的认识,对其成因分述如下:
(1)在冬季或夏季施工,往往由于养护不及时,让砼风吹日晒,造成砼表面水分蒸发速度过快,超过了泌水速度,因而产生干缩裂缝。
(2)对于塑性砼来说,从凝结到硬化结束,就是早期收缩期间,也是砼快速失去塑性的过程。此时,如果砂率过大,石料含泥量过多,或是采用干缩量较大的水泥,都会造成砼过量收缩而产生裂缝。 (科教范文网 lw.nseaC.Com编辑发布)
多年实践证明:水泥标号越高,收缩越大;矿渣水泥比普通水泥收缩大;级配骨料粒径越小,收缩愈大;生产干缩裂缝危害的机会就越大。为防止干缩裂缝产生,首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下三方面入手;
(1)根据不同气候条件,选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等,从减少干缩率,来防止干缩裂缝。
(2)严格施工管理,防止水分过量蒸发,捣筑后,及时采用凉棚或其它遮盖物,将砼覆盖起来,避免风吹干燥,日光直接照射,进入养护期后,注意养生。
(3)不同外加剂及剂量,对砼干缩率有一定影响。因此,掺配外加剂前应对干缩率作试验后,再确定是否掺配和掺配量。
(三)温度裂缝
水泥砼具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化作用,是伴随发热的化学反应,所以,在硬化的过程中释放大量热能,使温度上升。经参考有关实测资料,在通常温度范围内,砼温度上升1℃,每米膨胀0.01毫米。这种温度变形,对大面积砼板块,极为不利。砼路面板的内部温度增高有时可达到40~60℃,使内部砼产生显著的体积膨胀,而板面砼随着晚上气温降低,湿水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩,互相制约,产生很大拉应力,而外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时,板块就会产生裂缝。
经几年来现场观察温度裂缝的结果是:横向裂缝多于纵向裂缝,板中裂缝多于板边裂缝,缝宽大小不一,受温度影响大。另外,在某些路段,因踞缝不及时,而在靠近设计伸缩缝处,发生了走向较规则的温度裂缝,这种情况在香港大道施工时曾多次出现。
对温度裂缝的处理,尚未较成熟的办法。按常规整块打掉,返工重浇,浪费较大。我市常用办法是用切割机垂直切除损坏部分,破除运走,重新浇筑单层钢筋砼,以保证损坏块的强度及稳定性。
(四)施工裂缝
在砼早期裂缝中,可以说没一种裂缝不与施工因素有关。施工裂缝主要是指由施工因素产生的裂缝。
从我市市政道路施工中比较常见的施工裂缝,追踪其成因主要有两方面:
(1)震捣不够,拆摸过早,因而引起砼表面和边部开裂。
(2)在不中断交通的情况下,分边施工,先期施工的砼板块通车后,影响新浇筑的板块,产生震动裂缝。
对防止施工裂缝的产生,并非一个纯技术问题,在很大程度上是施工管理问题。只要严格加强施工质量,正确执行施工技术操作规程,因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。
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