水泥混凝土路面的病害及其防治?
1水泥混凝土路面利与弊
(1)优点:强度高,稳定性好,耐久性好,维护成本低,经济效益高,有利于夜间行驶,促进当地建材行业发展;
(2)缺点:水泥和水需求量大,有接缝,通车晚,维修困难。
2水泥混凝土路面裂缝产生的原因
2.1横向裂缝
(1)混凝土施工时振动不均匀;
(2)水泥干燥收缩大,混凝土配合比不合理,水灰比大,材料计量不准确,维修部门不及时;
(3)混凝土路面板厚度和强度不足,在交通荷载和温度作用下产生强度裂缝;
(4)切缝深度太浅,因为截面没有明显弱化,应力没有释放,所以在缩缝附近产生新的缩缝;
(5)混凝土路面基础不均匀沉降(如穿越河流、沟槽、加宽段)导致板底空鼓破碎;
(6)混凝土路面未及时切割,因温度和收缩而断裂。混凝土连续浇筑长度越长,浇筑时温度越高,基面越粗糙,越容易断裂。
2.2纵向裂缝
(1)路基发生不均匀沉降,如纵向沟槽下沉、路基加宽、路堤一侧积水、排水灌溉等引起路基基础下沉。,因板材空缺而产生裂纹;
(2)由于地基问题,在行车荷载、水和温度的作用下发生塑性变形,或因基层材料稳定性差而发生湿软膨胀变形,导致各种形式的开裂,纵缝也是破坏形式之一;
(3)由于施工工艺不到位或材料不合格,造成混凝土板厚度和地基强度不足而产生的荷载型裂缝。
2.3开裂
(1)混凝土浇筑后,表面未及时覆盖。在炎热或大风天气,表面的自由水蒸发过快,奇迹般地迅速收缩,导致开裂;
(2)拌制混凝土时,水灰比过大,模板和垫层过干,吸水量大;
(3)混凝土配合比不合理,水泥用量和砂率过大;
(4)混凝土表面的过度振动或抹平导致过多的水泥和细骨料浮到表面,导致收缩裂缝。
2.4其他原因
(1)水泥质量,在水泥混凝土路面施工过程中,普通硅酸盐水泥多用于配制混凝土。如果水泥中硅酸二钙、铝酸三钙含量过高,或其他杂质含量过高,水泥性能不稳定,会导致混凝土收缩过大,产生裂缝;
(2)砂石的质量,砂石等原材料(骨料),如果级配不好,空隙率过大,砂粒过细,碎石粒径过大或粉末过多,会使混凝土结构松散,不够密实,收缩增大,强度不够容易产生裂缝;此外,骨料中有害杂质含量过大,会阻碍骨料与水泥之间的正常附着,尤其是粘土含量过高,会影响混凝土的硬化,因混凝土性能不稳定而产生裂缝;
(3)水灰比。当水泥水合时,伴随着化学反应放出热量。所以在硬化过程中会释放出大量的热能,导致温度升高,内胀外缩相互制约,产生很大的拉应力,外部混凝土的拉应力会超过当时混凝土的抗拉强度,产生裂缝;
(4)基层和边条开裂,导致新铺装部分开裂;
(5)初始微裂缝的扩展:在初始阶段,混凝土收缩形成表面不反映的微裂缝。在交通荷载和温度应力的双重作用下,部分裂缝加宽加深,导致面板断裂;
(6)路基、基层长期被水浸泡,导致不稳定或强度不足,路面出现不规则裂缝,冬季冻胀造成路中央出现纵横裂缝;
(7)养护不足,过早通车。现实中,一些施工单位为了赶工期,在养护期之前,混凝土强度尚未达到设计要求的情况下,提前开放交通。此时,混凝土的强度不足以承受车辆的荷载,在这种情况下,水泥混凝土路面容易产生裂缝。
3水泥混凝土路面裂缝的预防
(1)关水泥。施工中应尽可能选用同厂家、同标号、有质量保证的水泥。出厂期超过三个月或水泥受潮结块时,应通过实验室试验分析确定是否可以使用,水泥的选择应保证水泥混凝土的强度和耐久性;
(2)严格选择骨料。尽量选择石质均匀、不易风化、无裂纹、无剥落的岩石作为粗骨料;细骨料的含泥量不得超过规范和标准的要求,以消除骨料裂缝的发生;
(3)控制水灰比。控制水灰比是保证混凝土强度和密实度,控制混凝土收缩的重要措施。在水泥混凝土路面施工过程中,要严格控制混凝土的单位用水量和水灰比,混凝土拌合物的坍落度要经常取样,砂、石的天然含水量要随时测定。搅拌用水必须用流量计准确计量,施工中不得随意增减。
(4)科学控制开槽时间。实践中,一般在混凝土强度达到设计强度的25%-30%时进行机械切缝。但混凝土强度的增长速度与温度、养护条件等因素密切相关。具体切缝时间由驻地试验室根据施工方法、养护温度等因素综合考虑,不可过早也不可过晚。对于采用真空吸水技术施工的水泥混凝土路面,由于混凝土强度增长较快,切缝时间可以提前,切缝的具体深度应达到板厚的三分之一,混凝土板的自由边应适当加深,以保证裂缝精确控制在切割处;
(5)加强土基的施工质量。路基填料能有效防止水泥混凝土路面产生裂缝。在施工过程中,采用稳定性好、刚度高的半刚性材料作为基层。
(6)加强水泥混凝土路面的养护,尽可能延长开放交通时间。混凝土终凝后,立即在混凝土表面覆盖草袋或草垫,并充分喷水保持湿润,以防止水泥混凝土表面暴晒,保证混凝土的正常水化和混凝土强度的正常增长,也防止水泥混凝土表面因失水过多而产生干燥裂缝。
4裂缝的处理
4.1横向裂缝
(1)当板裂较大,咬合能力严重减弱时,应局部挖除修复。首先,沿裂缝两侧一定范围画出标志线,最小宽度不小于1m。标记线应垂直于中心线,然后沿缝锯,标记线之间的混凝土应凿开,并浇筑新混凝土。
(2)更换整块板;
(3)用聚合物灌浆或沿裂缝开槽密封接缝,并嵌入弹性或刚性粘结修补材料,起到防水作用。
4.2纵向裂缝
(1)如果是土基下沉引起的,宜从稳定土基开始,或等自然稳定后再开始修复。过渡期间可采取一些临时措施,如封缝、防水等,严重影响交通,开挖后可用沥青混合料修补板材;
(2)裂缝的修补,如采用一般伸缩缝填充或灌注专用修补剂,有一定效果,但耐久性不易保证,伸缩缝加固的方法有较好的增强效果;
(3)挖坑重铺是一种常用有效的措施,但基层必须稳定可靠,否则首先要从加固稳定基层入手。
4.3开裂
(1)如果混凝土在初凝前出现裂缝,可用抹子反复抹压或重新振捣消除,然后加强湿覆盖养护;
(2)一般对结构强度影响不大,可以忽略不计;
(3)必要时,应通过灌浆进行表面涂层处理,以封闭裂缝。
5结束语
水泥混凝土路面产生裂缝的原因很多。在探索裂缝产生的原因时,应进行全面的分析和研究,找出裂缝产生的真正原因,并制定有效的预防措施,以保证水泥混凝土路面的质量,减少裂缝造成的损失。
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