浅析混凝土路面破坏的原因及施工控制.pdf
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1、浅析混凝土路面破坏的原因及施工控制 李峰 ( 中国水电建设集团十五工程局有限公司第三工程公司 陕西 成阳 7 1 2 0 0 0 ) 摘要广 泛应用于公路交通 、 市政建设的混凝土路面, 建成投入使用后很快发生破坏 的现象 , 针对该 问 题文中分析探讨了混凝土路面破坏的原因, 总结施工过程需要控制的关键点, 从而在施工过程 中加以控制, 确保施工质量, 以保证混凝土路面发挥其最大的经济效益。 关键词 混凝土路面; 破坏机理; 裂缝; 施工控制 中图分类号 : U 4 1 6 文献标识码 : B 混凝 土路 面是 以水泥为胶凝材料 , 粗细砂 石骨料为骨架 , 由水泥胶凝形成强度 的高级路 面
2、, 因其便于施 工 , 可塑性强 , 刚度大 , 强度高 , 耐久性 长 , 可广泛使用 当地 材料 , 造价低等 优 点 , 被广泛应用 于公路交通 、 市政建设中。水泥 混凝土路面受施工l丁艺、 使用环境等因素影响 , 也会发生病害,而且发生病害后的水泥混凝 土 路 面很快 破坏 , 并 引起稳 定层 、 路基破 坏 , 甚 至道路不能投入正常使用, 而失去使用价值。 1工程概 况 淮河人海水 道工程是扩大洪泽 湖洪水 出 路 、保证洪泽 湖大堤安全 的一项 战略性骨干 工程 。二河新泄洪闸 主要建筑 物为 I级建筑 物 , 左 堤( 北堤 ) 为 级堤 防, 右堤( 南堤 ) 及子 堤
3、( 左 导堤 ) 为 I 级堤 防。南 堤及子堤堤顶设 8 m宽混凝 土道路 , 路 面宽 度 8 m, 厚 2 0 c m, 混 凝土标号 C 3 5 。混凝土纵缝设拉杆 , 横 向施工 缝及膨胀缝设传 力杆 ,路基层采用 手摆块石 上铺设级配碎石 , 属二级路面。 2水泥混凝土路面破坏 引发水 泥混凝土路面破坏 的主要原 因为 混凝土路 面裂缝 。由于水泥混凝 土路面裂缝 的产生 , 破 坏原路面 的整体性 , 它将路面板分 为不规则 的数块 , 破坏路面结构 的完整性 , 降 低面板承载力 , 加大路基层局部荷 载 , 诱发裂 缝进一步发展 。同时 , 随着裂缝 的发展 , 雨水 等外部
4、水顺裂缝 渗入稳定层和路基 ,造成路 基浸水软化 、 沉陷 , 并产生唧 泥现象。在外荷 载的作用下 , 裂缝 进一步发展 , 降低 路基承载 力 , 使 路面 、 路基丧 失整体 刚度 , 加 剧混 凝土 路面破坏 。最后 , 由于雨水等外部水侵入造成 路基冻胀 、冲蚀等共 同作用造成水泥 混凝 土 路 面由小裂缝发展为路 面 、路基丧失 整体 刚 度及承载力而破坏 , 丧失使用 功能 。 3路面 混凝 裂缝产 生主 要原 因 混凝土路面在使用 过程 中要经 受各种复 杂的应力作用 ,有轮载轴力作 用下的荷载 应 力 , 有温度变化引起 的温度 应力 , 有湿度变 化 引起 的湿度应力等 。
5、如果各种 不利应力组合 超 过路 面混凝土允许应力范 围,路 面就产生 裂缝 。 3 1 路面混凝 土质量影响 针对本次工程 ,混凝 土路 面设计 强度等 级 C 3 5 , 设计抗折强度 4 O M P a 。 但由于施工的 不均匀性 , 组成材料( 水泥、 粗细骨料级配、 材 质 ) 不符合要求, 施工配合 比不正确, 施工工 艺差 , 振捣 不密实 , 养护不 足 , 施工 时 的偷工 减料等造成混凝 土路面实际强度往 往达不到 设计强度。另外 , 不 同标号及品种 的水泥混杂 使用 , 硬化 时间及收缩量不一样 , 也会 造成混 凝土裂缝。混凝土搅拌时间过短 , 则拌和不均 匀 , 造
6、 成面层强度相差过大 , 硬 化时间及收缩 量不 同 , 从 而导致 裂缝 产生 ; 搅拌 时间过 长 , 则容易导致骨料 破碎 、 离析 , 影 响混凝 土的强 度 , 同样会形成 裂缝 。振捣不足 , 易使 混凝 土 中 出现气孔 、 蜂 窝 , 在行车荷载及 自然 因素作 用下产生应力集 中而导 致裂缝 ; 振捣过量 , 则 粗骨料 下沉 , 混凝 土离析 , 影 响其强度 , 亦 容 易产生裂缝 。路 面混凝 土质量达不到设计 要 求 , 在外荷载 的反复作用下产生裂缝 , 是引起 路面混凝 土裂缝的直接原因。 3 2 路基处理未达到规定要求 施工时未认真清理路基 用地和取 土范围 内
7、的杂物 、 积水 、 淤泥 , 对坑 、 塘未进行认 真处 理和压实; 采取不合格土料填筑, 路基填筑过 程未按相关规定施_丁:路基夯 实密实度达 不 到规定设计承载力要求 ,完工后路基不均 匀 下沉引起混凝土路面开 裂是 引起路面混凝 土 裂缝 的问接原因。 3 3路基与基层强度与刚度不足 路基层 在施工时施工工艺 差 ,掺和料 配 比不正确 ,拌和不均匀致使掺 和料物理力学 状 态发生变化 , 达不到设计要求 , 起不到稳定 作用 。掺 合料碾压时含水量控 制未在最佳含 水量 附近 , 路基搅拌深度不 足 , 碾压完毕后 未 及 时覆盖或者洒水养生 ,养生期不 足等原 因 造成路基 强度
8、、 刚度不足 , 承载力下降 。路基 强度 、刚度 达不 到设计要求承载力在 外荷载 的作用下就会容易变形 , 诱发混凝土面板发生 裂缝 。 3 4路基排水不 畅 道路规划及施 工过程 中, 对排水设施考虑 不 足, 路基排水不畅 , 积 聚于路基 和土层 内的 水 , 在混 凝土路面板受外荷载 的作用下沉 时 , 水被压 向板 的四周挤出或流动 ,当荷载消 失 后, 混凝土路面板向上回复原来的位置, 水又 从四周吸于板下。如此, 混凝土路面板下的水 被挤出又被吸进 , 反复作用, 使混凝土路面板 的接缝和边缘产生唧泥现象。同时, 混凝土路 面板下基层料被侵蚀而软化、 沉陷, 当这种作 用达到
9、一定程度时 , 导致混凝 土路面板开裂。 3 5 外部荷载作用 开放 交通过早 , 混凝 土的强度尚低 , 不 足 以承受行 车荷载 , 或者轮载轴力作用下 的荷载 应力超过道路设计承载能力 , 是导致混凝土路 面板开裂 的直接原 因。 3 6温度 变化引起的裂缝 混凝 土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或 内部温度发生变化 , 混凝土将发生变形。若变 形遭到约束 , 则将 在结构内产生应力 , 当应力 超过混凝 土抗拉强度时 , 即产生温度裂缝。温 度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化 而扩张或合拢 。引起温度变化主要 因素有年 温差 、 日照、 骤然降温 、 水化热 、 蒸汽养护或冬 季施
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