发布时间:2023-06-22 09:32:06
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关键词:水泥混凝土;路面;病害;措施
水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损高稳定性等诸多优势得到普遍应用,但往往因工程量小,施工工艺简单,非主线工程等因素,放松对其质量控制细节的要求,从而出现不同程度的病害。
1.水泥砼路面病害产生的原因
1.1裂缝类病害的成因分析
由于水泥砼路面的非均质性、低韧性及现场环境条件和施工工艺水平的可变性,很难完全避免砼面板的开裂,因此,裂缝类病害在水泥砼路面病害中较为常见。
纵向裂缝是顺道路中心方向出现的,修补不及时,往往会变成贯穿裂缝。出现的主要原因是:(1)、路基发生不均匀沉陷;(2)、砼面板厚度与基础强度不足导致产生荷载型裂缝。
横向裂缝是沿着与道路中心线大致垂直的方向产生的,出现的主要原因是:(1)、砼路面锯缝不及时,砼面板由于温缩和干缩发生断裂;(2)、由于切缝深度过浅,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝;(3)路基发生不均匀沉陷;(4)、砼面板厚度与强度不足,在荷载和温度应力作用下产生强度裂缝。
斜向裂缝横贯砼路面板角或与行车方向相交成锐角,主要原因是由于下卧土层发生唧泥病害或不均匀沉陷而使板边丧失支撑,在重载反复作用下产生裂缝。
交叉裂缝表现为砼面板裂缝相互交叉,主要是不良路基土的不均匀沉降导致的,此外,超载、重载的重复作用也可能引起这种破坏。
1.2变形类病害的成因分析
唧泥产生的主要原因是雨水沿接缝或裂缝渗入基层,在行车荷载作用下,基层的粉细料和水一起被挤出,使基础逐渐失去支撑能力,最终发生砼面板断裂。
错台病害产生的原因是:(1)、唧泥病害处理不及时或不当,路基细料在抽吸作用下向后方板移动、堆积,造成前板低,后板高的错台现象;(2)、基础不均匀沉降,导致缝的两侧形成台阶。
沉陷通常是由于路基土沉降或固结所引起的,特别是接近桥涵构造物处或道路加宽部分会由于压实不足而往往会产生沉陷。
拱起表现为接缝处板块出现向上隆起,横缝两侧的板体明显抬高。产生的主要原因是:(1)、胀缝被砂、石、杂物堵塞,使板伸胀受阻;(2)、胀缝设置的传力杆水平、垂直向偏差大,使板伸胀受阻;(3)、长胀缝砼板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时,易发生纵向的失稳,引起拱胀;(4)、由于基层中存在生石灰及不稳定的废渣,自身发生反应导致路面拱胀。
1.3接缝损坏类病害的成因分析
接缝损害类病害通常表现为水泥砼路面纵横缝两侧50cm宽度内,板边缘砼开裂或成破碎,产生这种现象的原因是:(1)、胀缝被泥砂、碎石等杂物堵塞或传力杆设置不当,阻碍了板块热膨胀,过大的温度应力使板边胀裂;(2)、缩缝使砼板形成临空面,再加上填缝料质量不能保证,使得板边在车轮荷载反复作用下被压碎;(3)、由于切缝时间过早,使缝边较早受到损伤导致日后损坏;(4)、填缝料质量差,如粘结强度低,延伸率及弹性差,不耐老化,填缝料与缝壁粘结不牢靠等。
1.4表面缺陷类病害的成因分析
表面裂纹产生的主要原因是:(1)、铺筑后的砼表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩导致开裂;(2)、砼配合比不合理,水泥用量、砂率过大;(3)、砼表面过渡振荡或抹平;(4)、养护不及时。
起皮表现为面层3-13mm深的砼品质变坏而产生脱落,主要是由于砼路面施工中过度抹面,使用的集料质量不合格或砼配合比不当(如细集料过多)引起的。
露骨是指砼路面在行车作用下水泥砂浆磨损或剥落后石子裸露的现象。主要是由于:(1)、施工时混合料塌落度小或掺入早强剂不当,在平板振捣后,砼就开始凝结,以至待辊筒滚压和收水时,石子已压不下去,抹平后,石子外露表面;(2)、水灰比过大或水泥的耐磨性差,在行车作用下很快磨损或剥落。
坑洞一般表现为路面板表面呈现孔洞状,一般孔的直径为2.5mm-10mm,深度为1mm-5mm。主要原因是:(1)、施工质量差或砼材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物;(2)、某些车辆的金属硬轮或掉落硬物的撞击。
2.预防措施
2.1设计阶段
2.1.1路基设计要对软土路段的土基按规范要求予以处理。路面结构设计要根据当地实际情况,考虑车辆超限超载、多雨气候等不利因素的影响,在设计理论厚度的基础上适当增加基层的厚度,并选择水稳性较好基层。
2.1.2砼路面配合比设计,要用一个连续级配的粗集料作为骨架,用另一个连续级配的细集料填隙,从而形成一个既具有高密实度,又具有高内摩阻力的密骨架结构。
2.2 施工阶段
2.2.1路基施工过程中,要严格按规范要求选好填料,控制填料松铺厚度和粒径,土石要均匀混合,路基要形成一定的横坡度,排水要顺畅,含水量尽量接近或达到最佳含水量,使路基碾压密实,强度均匀,防止路基不均匀沉降。
2.2.2基层施工要选用合格材料,要严格控制基层顶面平整度、横坡度,以确保水泥砼板厚薄均匀,减少砼板与基层顶面的摩阻力;厚度和压实度要达到设计要求,使路基具有足够强度;严禁使用松散材料处理基层不平整表面或标高。在水泥砼浇筑前应先检查基层强度,只有强度(弯沉值或回弹模量)及各项指标达到要求后,方可组织砼面板施工。
2.2.3水泥砼面层施工在原材料的选用上要确保质量,水泥与集料必须符合公路技术规范要求,粗集料要分级后混合,严禁使用统料;细集料细度模数要达到中、粗砂的要求,且含泥量不超标准。
原材料拌合前要测定砂石料含水量,调整施工配合比,严格控制砼配合比和水灰比,合理使用减少剂,搅拌要均匀,塌落满足要求。尽量缩短砼的运输距离和出料高度,以免砼产生离析现象。模板要采用钢模,高度与砼板厚度一致,立模要坚实,采用适当措施,防止模板底部漏浆。砼混合料摊铺要平整,振捣要充分、密实,并不能过振。抹平工序非常重要,操作人员要在空架设置上进度抹平,切勿直接蹲在砼板面操作,砼板平整度必须达到规范要求。在气温较高时施工砼板,表面修整要及时,修整过程要设遮阳棚,避免阳光直射,硬化后要洒水使路面保持湿润。
2.2.4施工机械,先进的机械设备是水泥路面的质量保证。砼路面施工尽量采用先进的、具有自动进料计量的较大型机具设备,并配备齐全。严禁使用淘汰的小型机具。
2.3养护阶段
关键词:水泥;混凝土路面;质量问题
1 水泥混凝土路面常见的质量问题
(1)裂缝:裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝,产生这种裂缝的原因有基础不均匀沉降、温差、地基冻胀和施工质量等原因,许多裂缝如不及时维修,常会发展为较大的损害,严重地影响路面的正常使用。
(2)唧泥:在车辆荷载作用下,面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物间产生强制性位移造成的。
(3)错台:随着填缝料的丧失,会造成路面水的渗入,在车辆荷载的作用下,产生唧泥,随着唧泥的连续不断发生,路基游离土被不断带走,路基表面标高不断降低,产生错台。
(4)拱起:混凝土板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙,使某一接缝两侧的板突然向上拱起。
(5)填缝料丧失和脱落:在板缝填缝料失效和车轮行走振动的作用下,填缝会被挤出而被车轮带走。
(6)坑洞:混凝土路面表面呈现破损和坑洞,主要原因是施工质量差,或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物造成的。
(7)掉角:掉角通常由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当,或者填缝料失效,造成路表水沿缝隙不渗。
(8)接缝挤碎:接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50cm宽度范围内,出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分裂碎块,接缝挤碎主要是由于接缝施工不当,或者因填缝料,剥落,挤出,老化,接缝被硬石子阻塞,则当混凝土伸胀时,混凝土板的上部产生集中压实力,在超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。
2 水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施
2.1 原因分析
(1)由于混凝土所用材料品质不良、水泥标号、水质、砂、石规格不符合要求,配合和水灰比不正确;
(2)由于施工不良,混凝土未达到设计强度要求;
(3)由于基础湿软,强度不均匀,路基或基层承载力不足引起的破坏;
(4)由于施工时对混凝土的凝结硬化过程中养护工作没有做好,纵横缝没有及时做好;
(5)由于板面裂缝没有及时修补,以致雨水渗入基层和路基,使路基和基层的承载能力减低,在行车的影响下,混凝土路面呈现新的断裂和缝隙,以及裂缝处面板的沉陷;
(6)由于伸缩缝或裂缝中的填缝料发生损坏和脱落后,未及时填补为泥土,砂石所填塞,以致产生板的纵向和斜向的裂缝;
(7)由于混凝土面板厚度不足或因超设计荷载而发生的破坏。
2.2 预防措施
2.2.1 认真选择混凝土原材料
(1)水泥。对于特重型交通,可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥,但其标号必须在42.5级以上;对于重、中等和轻型交通,也可采用矿渣硅酸盐水泥,其标号不得低于32.5级。
(2)骨料。采用质地坚硬、洁净的河砂或海砂,细度模数宜在2.5以上,配应符合规范要求,砂的含泥量应控制在3%,其它指标符合要求。粗骨料可为碎石或砾石,应质地坚硬、耐久、结晶,符合规定级配,最大粒径不超过40mm,含泥量不超过110%,硫化物及硫酸盐含量不超过110%,针状、片状颗粒不超过15%。
2.2.2 做好混凝土施工质量控制
良好的混凝土质量是路面质量的保证,混凝土在制备和施工中需处理好以下几个环节:
(1)混凝土生产控制。施工中应严格控制配比:控制好砂率、水泥用量和水灰比;混凝土的搅拌充分,出料要均匀,减少离析都有利于减少路面病害的发生。①采用混凝土真空脱水技术。混凝土振捣完毕,用真空脱水技术可将混凝土表面及内部的游离水和空气排出,以降低混凝土的孔隙率和水灰比,增加混凝土的密实度和强度,提高水泥与骨料的界面结合力,可防止混凝土沁水过多而产生的收缩裂缝,减少混凝土缺陷。②选择适宜的切缝时间。为了防止施工中的温度收缩裂缝,准确掌握切缝时间很重要,一般以混凝土抗压强度达到5 - 10M Pa 为适宜的切缝时间。
(2)防止路基的不均匀沉降。对不良土质的路基,应做特殊处理方可使用。所采用的改良和防护方法有两种:①改良土质。将膨胀土分为强、中等、弱膨胀土三种类型,强膨胀土不能作为路基材料,予以置换;对中等及弱膨胀土需加以改良。改良方法通常是根据膨胀大小加入6~8%石灰。② 路基土坡的加固处理。从以下三方面作好路面土坡的处理:土工隔栅加固边坡、选择合适的坡比和选择适宜的基坡加固方法。
2.3 裂缝的处治技术
2.3.1 灌缝材料
灌缝材料有环氧树脂类、聚氨脂与改性聚氨脂类、烯类及沥青橡胶类。
常用的改性环氧树脂类材料有聚硫改性环氧灌缝材料,双组分快速固化灌缝材料。聚氨脂类灌缝材料主要有多异氰酸酷胶粘剂和端异氰酸醋基聚氨酷预聚体型胶粘剂,前一种胶粘剂具有很高的胶粘性和耐疲劳坚固性,后一种胶粘材料具有起始胶结强度高、弹性好、耐低温、耐疲劳等优点。烯类灌缝材料主要采用烯类聚合物配制而成,主要类型有氰基丙烯酸胶粘剂、(甲基)丙烯酸树醋胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂。
2.3.2 修补方法
(1)压力注浆法:包括机械动力法和低压注浆法;其中机械动力法是利用压送设备将补缝浆液注入路面裂隙,达到闭塞的目的;低压注浆法是利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。
(2)开槽填补法:沿混凝土裂缝开凿成槽,用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。
(3)涂膜封闭法:在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法,适用于宽度小于0.2mm 的微细裂缝的修补。
3 结 语
水泥混凝土路面中的质量通病给道路交通带来各种各样的安全质量隐患,这是一个不容忽视的问题,但这些质量通病不是不可克服的,只要我们认真选材,把握住各个施工环节,严格按照施工规范和操作规程进行施工,很多质量通病是可以避免或降低其破坏力的。
参考文献
[1] 中交公路规划设计院主编.公路水泥混凝土路面设计规范[M].人民交通出版社,2003.3.
【关键词】水泥;稳定基层;裂缝;防治
1.水泥稳定基层裂缝的危害
基层裂缝分为缩裂缝和温度裂缝,主要是水泥稳定基层混合料水泥固化及水分散发后使基层表面产生的细微开裂现象,然后向深部和横向扩展,最后贯通整个基层。裂缝的宽度大多数为1-3MM严重者可达到4-5MM。裂缝的产生在一定的程度上破坏了基层的板块整体受力状态,而且裂缝的进一步发展会产生反射裂缝,使路面面层也相应产生裂缝和断板。若对基层的裂缝处理不当,路面雨水就会通过面层的裂缝和其它多种途径进入沥青路面(或水泥混泥土路面)结构层内,使裂缝附近的基层材料过分潮湿,特别是面层裂缝下基层也开裂的情况,基层裂缝中往往充满自由水。在行车荷载作用下,路面结构层内或基层材料中的自由水会产生相当大的水压力,这种有压力的水会冲刷基层材料中的细料。一次冲刷的量很小的,但行车荷载的反复多次冲刷,就会积少成多,在裂缝中形成细料浆被逐渐压挤出裂缝。一旦灰浆被挤出沥青面层就会沿裂缝产生下陷现象,同时在裂缝两侧引起新裂缝产生,甚至破裂,导致沥青面层形成局部低洼,甚至坑洞,促使沥青面层的进一步破坏。这样不但减少了路面的使用寿命,而且直接影响路面的行车质量和舒适度。为了避免这种现象的发生应采取减少表面水进入路面结构层的可能性,减少基层的纵横向裂缝,改善水泥处治材料的抗冲刷性。
2.水泥稳定基层裂缝产生机理
2.1干缩裂缝
水泥与各种骨料加水拌合并经过摊铺及碾压成型后,水分的蒸发及混合料内部发生水化作用,使原本较潮湿的水稳材料达到密实状态的基层,集料结构逐渐通过水泥的固化作用趋于干燥,由于混合料水分的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用和碳化收缩作用等引起基层材料体积在一定程度上趋于减小而收缩,收缩量偏大则会使基层出现较严重的拉裂现象直至产生裂缝。
2.2温缩裂缝
基层材料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气项在降温变化过程中相互作用的结果,使基层材料产生体积收缩。
3.水泥稳定基层裂缝的预防措施
3.1充分重视原材料的选用及配合比设计
(1)水泥品种的选择:不同品种的水泥干缩性有所不同。普通硅酸盐水泥干缩性很小、火山灰质硅酸盐水泥次之、矿渣水泥较大。因此,选用合适的水泥在一定的程度上能减少干缩裂缝。
(2)水泥剂量与级别:公路基层的设计强度通常为3-5mpa。相同配合比设计强度越高,则水泥用量越大。水泥剂量对干缩应变的影响较大,水泥用量超过一定的比例,混合料的塑性增加收缩性就增大,容易产生严重的干缩裂缝。当水泥剂量不变时,改善集料的级配可以显著提高基层的强度,反之对不同的材料,水泥的用量有所不同,级配较好的材料,水泥剂量可以减少到最低,否则水泥用量则会最大。设计配合比时,通过水泥剂量分级和调整集料的级配,来保证基层的设计强度,降低水泥剂量。实践证明,水泥剂量超过一定数值后,水泥稳定土的裂缝增多,缝宽也增大。我国规范规定水泥剂量不超过6%。
(3)各种材料的粘土量要降低:水泥稳定基层混合料在不同负温度时的温缩系数变化很小,当粘土量增加,混合料的温缩系数随着温度降低的变化幅度越来越大。温度越低,粘土量对温缩系数影响越大。对于水泥稳定基层来说,水泥稳定不含粘土的碎石(或砂砾)的裂缝最少,因此,限制收缩最重要的是出去集料中的粘土含量,达到规范的范围,而且越小越好。
(4)有机质含量要降低:用水泥稳定含有少量有机质的过度层中,水泥的凝结将被延缓,而用水泥稳定不含有机质土层,强度一开始就增长,而且其强度最高;因此用水泥稳定土做底基层时,土中有机质的含量不得超过2%;做基层时土中有机质的含量不得超过0.5%。有机质含量超过2%时,必须先用石灰处理,再用水泥稳定,硫酸盐含量超过0.25%的土,不能用作水泥稳定土。
(5)粗集料和细集料不能太多:粗集料和细集料含量的多少对水泥稳定土的质量影响非常大,粗集料颗粒越大,在拌合、运输、摊铺过程中越容易产生粗细粒离析,铺层表面容易出现拉钩,较难得到一个平整的表面,但限制颗粒的最大粒径小,要求砸碎的工作量大。例如在高速公路的路面基层,为减少摊铺机摊铺过程中混合料的离析现象,故常采用最大粒径20-25mm的级配集料。细集料小于0.075mm颗粒的含量不超过5%-7%,细土的塑性指数应尽可能小(不大于4%),以减少水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷能力。如果粒料中0.075mm 以下的细料的收缩性特别明显,则应该控制此粒料中的细料含量在2%-5%,并在水泥稳定粒料中参加部分粉煤灰。如果某种粒料中粉料含量过多或塑性指数过大,要筛除塑性细土,用部分粉煤灰来代替。
(6)有条件时可参加粉煤灰:水泥的水化和结硬作用进行的比较快,容易产生收缩裂缝。有条件时可在水泥混合料中参入粉煤灰(占集料重量的10%-20%),改善集料的级配以减少水泥用量,延缓混合料凝结,增加混合料的抗冻能力和改善混合料的形变能力,减少水泥稳定基层的温缩。
3.2施工时间的选择对预防裂缝起重要作用
(1)选择合适的时间摊铺:基层收缩性包括两个方面,一是由于水分减少而产生的干缩;二是由于温度降低而产生的温度收缩。因此基层施工时的温度与冬季温度之间的温差越大,基层就越容易产生温缩裂缝,在夏季高温度季节到来之前施工的基层不但强度高,而且可以减少由于气温降低而产生的收缩裂缝;北方地区在秋末施工半刚性基层,往往是强度不高(养生温度低),质量不好。在其上铺筑的沥青面层,特别是薄层沥青面层到了第二年春融时期往往容易产生过早破坏;夏季施工基层虽然具有较高的强度,但是夏季与冬季温差过大,容易产生温缩裂缝。
(2)建议根据当地的气候条件合理安排基层、底基层的施工时间,工期条件允许时最好选在夏季高温季节到来之前。若在夏季高温季节施工时,最好选在上午或夜间施工,加强铺盖养生,北方地区避免在秋末组织基层施工。
3.3控制含水量亦是预防的关键
水泥稳定基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大,施工碾压时含水量越大,结构层越容易产生干缩裂缝,且越严重(裂缝产生得早,缝口宽和缝的间距小)。即使已铺筑沥青面层,在旱季或冬季基层也可能产生干燥裂缝,因此施工时严格按照施工配合比控制最佳含水量(水泥稳定粗粒料碾压时混合料的含水量宜较最佳含水量大0.5-1.0%,对于水泥稳定细料碾压时混合料的含水量宜较最佳含水量大1%-2%),避免因施工用水量控制不当而人为造成的干缩裂缝,从而提高工程质量。
3.4增加水稳碾压密实度
水泥稳定基层碾压密实度的好坏不但影响水泥稳定土的干缩性,而且还影响水泥的稳定土的耐冻性。事实证明,压实较密的基层不易产生干缩。因此在施工中选用20-25t振动压路机进行重型碾压。
3.5水泥稳定基层的施工
(1)加强拌合摊铺质量,减少材料离析现象。
(2)按试验路段确定的合适的延迟时间严格施工,尽可能的缩短基层集料从加入拌合到碾压终了的延迟时间,确保在水泥初凝时间内完成碾压。
(3)保证基层的保湿养生期和养生温度。
关键词:水泥混凝土路面;病害;防治措施
中图分类号:U416.216文献标识码: A 文章编号:
由于水泥混凝土在公路建设中的广泛应用,就难免存在这样或那样的质量病害,因此,作为新时期背景下的公路建设企业应认真分析病害产生的原因,并有针对性的采取有效的解决措施,还应加强提高自身综合能力与素养,从而保证公路建设质量。基于此,笔者就结合工作实践,就水泥混凝土路面病害与防治措施作出以下分析。
一、水泥混凝土路面概述
水泥混凝土路面的构成分为路基、底基层、基层及面层四个方面。路面的支撑基础是路基,其规范标准应是平整结实;底基层具有巨大的刚性能用来抗击冲刷、防止变形;基层就是指对材质、排水等方式进行充分利用,从而对路面结构的使用性能进行改善;优秀的抗磨、结实和平整等特点是面层必须具备的。
二、水泥混凝土路面病害种类与成因
(一)表层类病害与成因
表层类病害主要体现在路面的纹裂、网裂、板面起皮、坑洞。表层类病害产生的主要原因是水泥混凝土的耐磨性差、行车荷载反复用力、施工抹面不均匀和混凝土养护不当、混凝土搅拌时泥沙量过大、路面表面结合料缺失等,从而引起路面纹裂、网裂、板面起皮、坑洞等病害。
(二)断裂类病害与成因
水泥混凝土路面的断裂病害主要体现在纵、横、交叉裂缝和板角断裂。纵向裂缝产生的原因较多,主要有路基填料土质不均匀、湿度不均匀、压实不足、填料使用膨胀性土、冻土等;通常切缝迟延、没有及时进行水泥混凝土失水处理等因素是导致横向裂缝出现的主要原因;造成交叉裂缝产生的主要原因有路基和基层稳性较差、水泥混凝土的强度不够等;造成板角断裂产生的主要原因是板角的反复荷载作用及支撑强度不够等。
(三)接缝类病害与成因
水泥混凝土路面的接缝病害主要体现在填缝料破损、错台、唧泥等。填缝料病害出现的主要原因是在水泥混凝土路面应用时产生的温差变化导致填缝料出现空隙,从而造成填缝料破损;由于填缝料出现空隙引起雨水渗透而产生了唧泥;唧泥的产生造成路基土面被消减,造成土质变软,从而致使路基出现错台的可能性增大。
(四)竖向位移类病害与成因
水泥混凝土路面竖向位移病害的主要体现在路面沉陷变形损害。路面出现沉陷的主要原因是路基没有均匀压实,路面受反复荷载的外力影响从而造成路基出现沉降,导致路面竖向位移。
二、水泥混凝土路面病害的处治对策
(一)水泥混凝土路面错台的处治措施
水泥混凝土路面错台的最有效、最根本的处治措施就是加强对地基的处理,根据错台出现的实际情况,应采取相应的处治措施,如细微错台应在路面进行清理后,采用混凝土实施顺接;严重错台通常存在高度差异,且错台的高度在15毫米内时,应采用填料填充的方法进行处理,从而与邻板保持相同高度。
(二)水泥混凝土路面沉陷的处治措施
在水泥混凝土路面沉陷的处治措施中最常采用的方法就是顶升施工技术,顶升施工技术的要求是首先在顶升之前进行沉板沉量的测量,其次进行纵断面求到起值的绘制,再次在板上钻孔,且钻出的孔应比板厚大2厘米以上,然后应采用木楔在水泥砂浆等灌注材料压孔后进行孔堵塞,最后再次拔出木楔采用高强度水泥砂浆进行堵孔。
(三)水泥混凝土路面表面起皮处治措施
水泥混凝土路面表面起皮处治措施有尽量减少路面结构的渗水量,科学的进行渗入水排出设计,合理进行排水沟、涵洞、路面横坡、渗虑层、纵向管及出水管设置并进行坚硬路肩铺设。还能采用钻孔压浆法的处治措施,通过在脱空空隙中压入流质材料,且流质材料在凝固后产生均匀承托作用,从而确保板块稳固达到标准效果。此方法能从源头进行改善脱空混凝土路面板的受力情况,对病害进行有效处理。
(四)水泥混凝土路面结构性病害处治措施
在进行水泥混凝土路面结构性病害处治时,应采取科学的有效措施解决路面结构性病害问题。加强路基的压实度就是有效解决路面结构性病害问题的措施之一,加强路基压实度能提高路面承载能力,还能消除接缝处出现的断裂、脱空等病害。
三、水泥混凝土路面病害的预防对策
(一)施工技术方面的预防对策
一是公路路基是路面坚实的基础,路基质量的优劣能直接影响到公路的使用寿命。因此,为确保路基质量应科学、合理的进行路基设计;保证路基排水功能的优良性;适宜、合理的进行路基高度的加高;充分做好路面内部雨水防渗工作;路基应充分压实,科学的进行软基处理,有效的保持路基的干燥;认真考虑路面边坡问题,并做好边坡防护工作等等防护对策。
二是严格进行路面原材料的质量控制,所选用的原材料应都是符合相关规范标准的,确保优质的材料为路面施工打下基础。严格进行施工过程的控制与监督,从而最大限度保证施工质量。严格进行混凝土路面切缝时间与切缝深度的掌握,并在施工时注意温差变化,采取有效的温差控制对策,避免路面发生龟裂。严格进行混凝土搅拌控制,确保混凝土搅拌度均匀,特别注意模板四周及边角处,从而全面进行振捣压实。严格进行拆模时间与交通开放时间的控制,从而确保路面的硬实度和粘合度符合相关标准。
(二)施工管理方面的预防对策
第一,在进行施工管理时,应合理的选购原材料,原材料是公路路面质量的基础保障之一,能对公路路面质量造成直接影响。科学的进行混凝土配合比设计,混凝土配合比的优劣是确保路面质量的关键。第二,机械施工是路面施工的主流形式,因而就要求相关施工人员必须对机械熟练掌握并操作,从而确保机械施工的精准度,传力杆、拉杆的位置、间距达到标准。第三,还应密切关注温差变化,防止温差急剧变化而导致整体断裂、空隙。第四,在施工中应尽可能的保持施工现场平整、有序,避免前期混凝土板在初凝期因行车振动而导致板体发生断裂,并严格按照规定时间进行拆除模板。第五,为防止基层产生裂缝,应按照相关规范标准进行路基压平。
(三)养护管理预防对策
在水泥混凝土路面的养护管理包含两方面:一是水泥混凝土的养护;二是路面清理、修复的养护。首先水泥混凝土的养护方式主要是通过施工管理实施,其次为防止混凝土路面产生裂缝等病害,应选用合理的养护方式对路面进行养护。在人工进行路面养护时,应及时进行路面清理及路面死角清理,确保路面跟死角的干净,并对接缝位置的填料动态进行严格监管,避免出现病害;对路面排水系统的维护应采取充分重视,从而保证排水设施的完备与顺畅,避免因积水而导致路基出现损害。
(四)严格控制混凝土路面的设计
应对混凝土路面的设计进行严格的控制,并认真、仔细的对混凝土路面的设计理论和规范要求进行深入地研究与讨论,并结合混凝土施工现场的地理位置、地形、环境、水文地质、交通量的组成及车辆的类别等实际情况,制定出满足实际的轴载设计参数、路面结构、路基填料、材料组成、路面厚度,从而科学、合理的设计出混凝土路面设计。
(五)严格控制水泥混凝土路面面层施工
在进行水泥混凝土路面面层施工的主要措施有:第一,对混凝土配合比进行严格的控制;第二,对其施工原材料进行严格控制;第三,对混凝土进行均匀的振捣密实;第四,保持施工作业的连续性;第五,及时正确地进行切缝;第六,对基层的平整度与标高进行严格控制;第七,施工中时刻关注温差变化,避免在温差出现较大变化的情况下施工;第八,正确、合理的进行胀缝设置和安装传力杆,并在混凝土板底跟基层之间进行滑动层的设置;第九,在混凝土浇筑后应充分注意并加强其养生和养护工作。
(六)加强路基施工控制
一是对路幅范围内、取土坑的原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理,并按照设计及相关规范标准进行整平压实;二是在进行软土地基处理时应慎重,应采用科学、合理的施工方案和施工技术;三是在路基填筑时,应严格按照相应的规范标准进行填料的选择,并严格控制松铺厚度和粒径,确保压实含水量和最佳含水量之差在规定的范围内,且还应对填筑的每一层进行整平、压实;四是在进行台背回填施工时,回填料的选择应达到相关标准,并确保每一层的填筑厚度和压实度达到相关规范标准要求。
四、结语
总之,对水泥混凝土路面病害与防治措施进行探讨分析,具有十分重要的意义,不仅能积极有效的降低路面病害的发生,减轻路面病害带来的损失,还能提高混凝土路面的质量,为公路企业带来可观的经济效益的同时,也有利于推进我国公路建设事业的可持续发展。
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关键词:水泥混凝土路面;裂缝;预防措施
Abstract: the system analysis of cement concrete pavement cracking reason, and put forward the corresponding prevention and control measures.
Keywords: cement concrete pavement; Crack; Prevention measures
中图分类号: U416.216 文献标识码:A文章编号:
1、前言
水泥混凝土路面具有使用寿命长、强度高、维修费用少、抗磨耗、能耗少、造价低及取材广泛等优点,从上世纪九十年代以来在被广泛应用于各等级公路。但随着水泥混凝土路面修建数量的逐年增多,但水泥混凝土路面易产生裂缝,裂缝产生后影响行车的舒适性,并致使雨水渗入路面基层, 产生唧泥、断板、路基塌陷等病害, 影响公路的正常通行。本文结合多年施工实践经验浅谈水泥砼路面裂缝产生的原因和预防措施。
2、 水泥混凝土路面裂缝成因分析
公路路面裂缝产生的原因虽然复杂多样,但产生的机理是一致的,即面板所受拉应力超过了混凝土的抗拉应力,具体原因有如下几点:
2.1温度应力
混凝土在硬化过程中水泥释放出大量水化热,使得水泥混凝土内部温度升高,由于水泥混凝土内部和外部散热条件不同,形成内外温差,造成温度应变和温度应力,温度应力与内外温差成正比,温差越大,温度应力越大。砼初期初始强度较低,当砼温度应力超过砼早期抗拉强度时,产生裂缝。另外水泥混凝土具有热胀冷缩性质,昼夜温差太大或者降雨后刮风引起路面温度骤降时,水泥板块上下面温差导致热胀冷缩不一致,形成拉应力,当温度应力超过抗拉强度时,也会发生裂缝。
2.2干缩变形
干缩裂缝产生的主要原因是由于砼内外水分蒸发的程度不同而导致变形不一致造成的。混凝土受外部条件影响,水分散失过快,变形较大,较大的表面变形受砼内部约束的限制,产生较大的拉应力而产生裂缝。主要影响因素有水泥中硅酸二钙、砼的水灰比、砼的骨料颗粒大小和级配。
2.3、路基的影响
水泥砼面板下的路基应平整、坚实、抗变形能力强、整体性好。如果路基局部压实未达到设计要求,或路基填筑材不符设计规范要求,或路基沉降未稳定就急于铺筑水泥混凝土路面通车后,路基会出现不均匀沉陷或路基冻胀翻浆,导致路基支承不均匀或板底脱空,在板的自重行车荷载反复作用下产生裂缝。
2.4基层质量的影响
基层强度低于设计要求, 将难以承受由混凝土面板传来的荷载作用, 在重复荷载作用下, 将产生破坏变形, 由此造成基层与板体脱空, 产生裂缝或断板;基层稳定性差、整体性不好, 在车辆荷载及温度、风、雨、水等自然因素的影响下, 会出现较大的变形, 不均匀的形变, 同样会引起路面板的破坏;透水性大的基层, 也会对路面板的使用质量受到影响。在地表水作用下, 基层内部很容易渗水, 使粘结料内部含水, 不易排出, 而产生冻胀, 使基层结构产生破坏, 造成路面板的断裂;基层高程及平整度控制不好, 板厚不均, 造成基层摩阻力过大约束,混凝土板在温度变化时的混凝土收缩与徐变, 板块产生应力集中导致断板;软土地基、地下管道( 线) 等, 如处理不当, 使得局部断面强度不匀,极易造成基层强度不均匀, 从而引起路面断板。
2.5 施工工艺的影响
(1).由于操作人员不严格按配合比要求进行控制,或搅拌时间不够使混凝土搅拌不均匀,每罐混凝土配合比不均匀,使混凝土中强度发展和收缩量不均匀,在混凝土土内部形成有害应力,在外力作用下会在应力较大处开裂;另外混凝土拌和时,如果水泥和集科温度过高再加上水泥的水化热,其拌和物的温度更高,而在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,也会造成砼开裂。
(2).浇筑混凝土的影响。振捣不密实,会使混凝土强度不足或不均匀,易导致早期断板,振捣时间过长,会造成拌和物分层,骨料沉底,细料上浮形成强度不均匀,表面收缩裂缝增加。
(3).切缝的影响。混凝土随着时间的推移,其强度和收缩量都在增大,内部拉应力也相应增大。在混凝土浇注成型后未能及时切缝形成人造缩缝,以致板体收缩产生的拉应力超过了混凝土某一局部的初期极限抗拉强度,引起该处产生横向裂缝并造成应力集中,致使裂缝迅速扩展,使板体在较短时问里出现贯通全幅的裂缝。
(4).传力杆、拉杆安装的影响。传力杆的安装必须遵照规范要求,按设计进行,使传力杆与道路中心线及路面平行。如果传力杆安装偏斜,则在传力过程中会将混凝土顶破,从而形成裂缝而断板。
(5).胀缝安装的影响。正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝,纵坡变化处、平曲线及构造物结合部都是应力应变集中的位置,在此处设置胀缝,是减少或释放应力应变的最佳方案,可以大大降低在此处的断板率。胀缝
(6).混凝土的及时养护对混凝土早期强度增长和防止收缩极为重要,混凝土浇注成型后,如果养护不及时,会使混凝土表层水分散失过快,收缩迅速,而混凝土内部水分散失较慢,表层和内部收缩不均。在早期,由于混凝土不能承受较高的干缩应力,况且,如水分不足,又影响到水泥的正常水化作用,从而影响混凝土强度的提高 另外湿度、温度的变化,都可能造成混凝土产生较大的收缩。
3 水泥混凝土路面裂缝的预防措施
3.1因地制宜,合理设计路面结构
在施工图设计阶段,各有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家,依据水泥混凝土路面的设计理论及规范要求, 根据当地的地理位置, 环境、地形、线形、沿线工程地质和水文地质, 特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况, 进行深入细致地研究和讨论, 提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求, 以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统, 提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求
3.2 严格控制原材料,提升砼使用性能
水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的极限拉伸 应变值太小,不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的极限拉伸应变值或抗拉强度值,改善路面的抗拉能力,可采取以下措施:
(1)混凝土的极限拉伸值随着抗压强度的提高而有所提高, 因此提高混凝土的抗压强度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土 路面多采用m2C30、C35较高标号的混凝土。
(2)采用碎石配制混凝土。因为采用碎石配制的混凝土的极限 拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。
(3)控制混凝土骨料的最大粒径。采用最大粒径较小的骨料 配制混凝土时,可以提高混凝土的极限拉伸值。因此《规范》中 限制骨料最大粒径在一般公路中不超过40mm,在高等级公路中 不超过35mm,甚至限制在25mm以下。砼骨料采用最大粒径不同的2~4个粒级的集料进行掺配而成。
3.3精心组织施工,确保砼施工质量
(1)严格控制路基、基层的质量, 保证其密实、稳定、平整, 路基弯沉及基层强度必须达到要求。特别是半填半挖路段及挖方路段, 需要认真处理, 加强压实。
(2)认真按施工配合比及规范要求进行混凝土拌制, 使施工配合比与设计配合比基本一致。如果条件允许,宜采用电脑自动配料的砼拌和楼。并保证每盘砼搅拌时间从而确保砼充分搅拌均匀,在施工中要经常抽查集料的级配和杂质,一旦发现骨料级配波动较大时, 必须及时调整施工配合比, 同时还要检查含泥量, 使其不能超标, 并严格控制水灰比。
(3)浇筑混凝土时, 由专人负责振捣, 保证振捣均匀, 振捣间距和振捣时间要掌握合理,保持施工作业的连续性, 一旦出现间断作业, 必须设置施工缝, 并布置传力杆。
(4)正确安装传力杆。传力杆的安装必须遵照规范要求, 按设计进行, 使传力杆与道路中心线及路面平行。
(5)及时切缝,缝深必须达到设计要求,路面切缝时间采用度时积来控制,一般切缝时间的度时积必须严格按照180—200度时来控制,气温突变或风大时时,应适当提早切缝时间。以防止产生不规则裂缝。特别胀缝浇注成型后应用抹刀在胀缝两侧人为设置两条浅层裂缝,以诱导胀缝裂缝由此开裂。
(6)及时养生,混凝土路面铺筑完成或软作抗滑构造完毕后应立即开始养生。机械摊铺的各种混凝土路面、桥面及搭板宜采用喷洒养生剂同时保湿覆盖的方式养生。,应准备足够的防雨蓬等遮荫设备,以应对烈日或风大降雨等恶劣天气。养生时间应根据混凝土弯拉强度增长情况而定,不宜小于设计弯拉强度的80%,应特别注重前7d的保湿(温)养生。一般养生天数宜为14~21d。
4 结语
水泥混凝土路面裂缝成因, 不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关, 而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此, 要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病, 延长水泥混凝土路面的使用周期,提高投资效益, 需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责, 分头把关, 按照行业规范标准, 结合工程实际,严格履行各自职能, 相信这一顽疾必将得到有效控制。
参考文献:
关键词:水泥混凝土,路面断板,原因,预防措施
中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:
所谓“混凝土断板”是指水泥混凝土路面在施工养生期间或正常使用过程中在无切缝处产生裂缝,经发展使整块混凝土板断裂成两块或两块以上不规则混凝土路面板的现象。施工断板是指混凝土路面板在浇筑完成后未完全硬化和开放交通前产生的断板,也叫早期断板。
断板是水泥混凝土路面的主要病害之一,特别是施工期间出现的断板,将直接影响到水泥混凝土路面的使用年限,因此有必要就施工期间水泥混凝土路面断板产生的原因进行一些分析,并针对分析出来的原因制定相应的预防措施。
水泥混凝土路面断板的原因
1.原材料不合格
1.1 水泥安定性差,强度不足
水泥的安定性指的是水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。安定性差的水泥中含过多游离的氧化钙,这些游离氧化钙在凝结过程中熟化很慢,往往在水泥凝结硬化后换在继续起水化作用,从而产生体积膨胀,使已硬化的水泥石开裂。水泥强度不足,将影响混凝土的早期强度,使断板产生的机率增加。
1.2骨料的含泥量及有机质含量超标
水泥混凝土中水泥石与骨料的界面粘结不良往往是产生初期开裂的薄弱部位,骨料的含泥量及有机质超过规范要求,将影响到水泥和骨料之间的粘聚性,造成界面缺陷,很容易开裂。
2. 混凝土配合比不当
2.1 单位水泥用量偏大
水泥用量越大,水化热就越高,混凝土的收缩变形也越大。
2.2 水灰比控制失调
水灰比的偏大或偏小都会使水泥混凝土路面板产生裂缝和断板。 施工中,若水灰比偏大,则混凝土的密实度降低,强度也就会随着降低;若水灰比偏小,和易性就差,影响施工操作,也难以振捣密实,使强度降低。这些都将使混凝土路面产生断板的可能性增加。
3. 施工工艺不当
3.1 搅拌不足或搅拌过分
搅拌时间过短,则拌合不均匀,造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;拌合时间过长,则容易使骨料破碎、离析,影响混凝土的强度。
3.2 振捣不均匀
振捣不足,易使混凝土中出现气孔、蜂窝,在外力及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝断板。振捣过量,粗骨料易沉入底层,细骨料留在上层,强度不均匀,表面收缩裂缝也相应增加。
3.3 养护不及时
水泥混凝土内部的水化反应需要一定的水分,并且释放热量,水化过程放出的热量使水分迅速蒸发,但热量却不宜散失,如不及时养护,则难以保证水化反应所需水分,也难以减少混凝土内外温差,因此出现断板。
3.3 混凝土间断浇筑
混凝土浇筑出现间断作业,再浇筑时未按施工缝处理,形成新旧混凝土结合不良,产生不均匀收缩而断板。
3.4 切缝补及时
由于操作人员切缝时间把握不准或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯通裂缝。
二、水泥混凝土路面断板的防治
1. 原材料
1.1 水泥
应采用强度高、收缩性小、抗裂性好、耐磨性强、抗冻性好的普通硅酸盐水泥。水泥进场时,要有产品合格证及28天强度检验,储存期不得超过3个月。对安定性差、游离氧化钙超标或强度不足的水泥禁止使用;对不同厂家、不同种类、不同批次的水泥也严禁混合使用。在满足强度要求的前提下,降低水泥用量,尽量采用外加剂等提高拌合物的和易性。
1.2 骨料
砂子应采用洁净、坚硬、符合规定级配、细度模数在2.5以上的中粗砂,含泥量﹤2%,有机物含量﹤1%。
石料应质地坚硬,并符合规定级配,最大粒径不应超过40㎜,针片状颗粒含量﹤15%,含泥量﹤1%,有机物含量1%。
2. 配合比
按试验混凝土准确配料,单位水泥用量要精确,误差值应控制在1%以内。及时检查骨料的含水率,控制适宜的用水量,保持水灰比的准确性。为减少用水量,改善和易性可选用合适的外掺剂,外掺剂用量应控制在水泥用量的2%以内。
3. 施工工艺
3.1混凝土的搅拌
混凝土拌合物每盘的搅拌时间,应根据机械性能和拌合物的和易性准确把握,最长拌合时间不得超过最短拌合时间的3倍。搅拌时间:强制式搅拌机:不掺外加剂时,不少于90s,掺外加剂时,不少于120s。自落式搅拌机:在强制式搅拌机搅拌时间的基础上增加30s。
3.2混凝土的运输
混凝土自搅拌机中卸出后,及时送到浇筑地点。在运输过程中,要放止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化及产生初凝等现象,如混凝土运到浇筑地点有离析现象,必须在浇筑前进行二次搅拌。
3.3 混凝土的浇筑
混凝土浇筑前应对基层洒水湿润。浇筑过程中,振捣时间应使混凝土表面产生浮浆、无气泡、不下沉为止,做到不漏振、不过振。用平板振动器振捣是,振捣时间不宜少于15s,用插入式振捣器时,振捣时间不宜少于20s。
浇筑必须连续进行,一旦出现间断作业,则尽量缩短间断时间,若间断时间超过2h,就必须设置施工缝,其位置应与胀、缩缝是设计位置相吻合,并布置传力杆。
3.4 混凝土的养护
当混凝土路面成活后,及时覆盖和洒水,保证混凝土板表面始终处于潮湿状态,绝不能暴晒和风干。养护天数宜为14~21天。养护期间和填缝前,禁止车辆通行,在达到设计强度40%后,方可允许行人通行。
3.5混凝土的切缝
当混凝土强度达到设计强度的25%~30%时,要及时切缝。切缝的深度为混凝土板的1/3~1/4,不宜切得太深或太浅。
三、结束语
工程实践表明,只要采取了正确的预防措施,是可以减少水泥混凝土路面板断板发生机率的。在河南省济源市污水处理二期工程的场区混凝土路面施工中,我们即采取了以上预防措施,取得了显著效果。该工程现已竣工并投入了试运行,场区近5000㎡的水泥混凝土路面至今未发现有断板现象,可见施工措施应用是成功的。
【参考文献】
关键词:水泥稳定碎石基层;质量通病;预防措施;道路交通建设;公路工程 文献标识码:A
中图分类号:U416 文章编号:1009-2374(2017)08-0157-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.076
加强水泥稳定碎石基层的质量通病分析,制定出切实有效的预防措施进行处理,有利于增强水泥碎石基层性能可靠性,避免工程施工中质量安全隐患存在,全面提高工程施工质量,发挥该基层实际应用中的相关作用。因此,需要从不同的方面分析水泥稳定碎石基层的质量通病,从而为相关预防措施的制定与实施提供相关的参考依据,优化该基层的使用功能,保持我国道路施工技术水平良好性。同时,各种预防措施制定时应结合水泥稳定碎石基层施工状况及相关要求,促使基层施工中存在的质量问题能够得到高效处理。
1 水泥稳定碎石基层裂缝问题产生原因分析及预防措施
1.1 裂缝问题产生原因分析
水泥稳定碎石基层裂缝问题产生原因包括:(1)在开展配合比工作时,水泥用量使用不合理,影响着基层施工质量。基层施工中若设计强度偏大,将会加大水泥用量,导致一定条件下出现了温度收缩现象,引发了干缩裂缝;(2)基层使用中细集料用量偏大,虽然提高了基层路面平整度,但也会引发干缩裂缝,影响着基层施工质量可靠性;(3)使用拌合机的过程中对用水量未进行有效控制,导致混合料中难以保持均匀的干湿度,加大了干缩裂缝出现的概率;(4)未做好相关的养护工作,导致基层施工中混合料在^大的温差条件下产生了温度裂缝,影响着水泥稳定碎石基层施工质量。
1.2 避免裂缝问题产生的预防措施
为了使水泥稳定基层施工质量能够达到预期效果,优化基层使用功能,应采取必要的预防措施避免裂缝问题发生。这些预防措施包括:(1)结合基层施工及相关技术规范要求,加强水泥用量控制,适当降低设计强度,实现对干缩裂缝的有效预防;(2)开展配合设计工作时,应对集料级配进行必要调整,并结合行业技术规范要求,减少细集料用量,确保基层结构稳定性。在实现密实型骨架结构设置时,应适当加大粗集料比例,充分发挥筛孔作用,降低离析现象出现的概率,并保持半刚性材料良好的抗裂性能,确保水泥稳定碎石基层施工质量可靠性。碎石级配组成相关要求如表1所示:
2 水泥稳定碎石基层施工平整度问题产生原因分析及预防措施
2.1 平整度问题产生原因分析
导致水泥稳定碎石基层施工平整度问题产生的原因较多。具体包括:(1)原底基层或土基平整度不佳。下承层没有很好的平整度就会导致摊铺存在较大的厚度变化,在压路机压实之后,就会出现较差的表面平整度;(2)拌和中对配合比参数任意改变,造成混合料出现较大的级配变化,进而造成混合料中无法均匀地分布集料、水泥和含水量,不能形成均匀的水泥稳定碎石基层,不利于平整度的提高;(3)在摊铺过程中,若是运输车辆倒车时与摊铺机发生碰撞,就会导致摊铺机无法匀速摊铺,甚至有停机现象出现;(4)摊铺过程中,存在关于收斗的不良习惯,收斗过于频繁会导致粗骨料的过于集中,这样“窝料”会影响基层路面平整度,降低其施工质量。水泥稳定碎石基层施工中平整度问题的存在,影响着基层施工问题,需要施工人员采取必要的预防措施降低这类问题的发生率。
2.2 避免平整度问题产生的预防措施
为了有效地避免基层施工中产生平整度问题,应采取如下方面的预防措施:(1)设置良好的施工报验程序,注重施工前下承层的科学验收,对高程、平整度指标进行必要的监测,确保其中存在问题得以快速处理;(2)落实技术交底工作,确保运输、摊铺等作业计划实施中操作行为规范性,强化作业人员安全责任意识;(3)结合基层施工概况,落实拌合站标定工作,合理设置相关的拌合参数,从而为拌合作业计划顺利完成提供保障;(4)充分发挥基层施工质检人员的实际作用,实现基层施工全过程的严格把控,促使基层施工缺陷能够得到及时处理。通过对这些预防措施的合理运用,有利于降低平衡度问题发生率,保持良好的基层施工质量。
3 水泥稳定碎石基层施工中的厚度变化大问题产生原因及预防措施
3.1 厚度变化较大问题产生的原因分析
水泥稳定碎石基层施工中也存在着厚度变化较大问题,影响着基层施工质量。引发该问题的原因包括:(1)既有基层缺乏良好的平整度,一定条件下出现了变形现象。结合摊铺机的实际工作概况,可知其工作中所参考的是基准钢丝绳高程,摊铺作业开展中若摊铺层设置缺乏均匀性,将会引起其压实厚度变化,引发了其厚度变化问题,给基层施工质量带来了潜在威胁;(2)实施摊铺作业计划时,相关的人员未对摊铺层厚度进行严格检测,当下承层发生变化时,会引起摊铺厚度变化;(3)若摊铺基准线设置存在着较大测量偏差时,将会引起相关摊铺参数变化,进而使摊铺厚度发生了较大变化;(4)由于摊铺机工作中对摊铺厚度变化控制依赖于电脑传感器,实际操作中若电脑传感器操作过于频繁时,将会加大摊铺机正常工作中的反应间隔时间,导致传感器调整难以达到预期效果,引发了摊铺厚度变化较大问题,需要采取必要的预防措施避免这类问题出现。
3.2 避免摊铺厚度变化较大问题产生的预防措施
为了保持摊铺机作业高效性,全面提高基层施工质量,需要采取有效的预防措施避免摊铺厚度变化较大问题产生,从而为相关作业计划实施打下坚实的基础。这些预防措施包括:(1)合理设置施工报验程序,施工计划实施中应在专业技术手段支持下对下承层进行验收,检查相关的指标设置是否合理,对存在变形情况的区域进行及时处理;(2)落实摊铺作业的过程中,为了确保摊铺厚度设置合理性,应注重摊铺厚度的科学检测,确保其精度准确性,使得摊铺作业计划实施能够达到预期效果;(3)在对电脑传感器进行调整时,应避免频繁调整,促使摊铺机正常工作时反应间隔时间能够控制在合理的范围内。
4 水泥稳定碎石基层施工中的表面松散题产生原因分析及预防措施
4.1 表面松散问题产生原因分析
通过对水泥稳定碎石基层施工实际概况的深入分析,可知其中存在着表面松散问题。引发这类问题产生的原因包括:(1)施工中所使用的混合料含水量变化大,影响着基层强度,使得通车后基层表面会出现松散问题,对自身的使用寿命造成了影响;(2)混合料使用中出现了离析现象。这种现象的出现将会使混合料保持良好的压实效果,通车后表面也会出现松散问题;(3)压路机速度缺乏有效控制。压路机工作中速度控制缺乏有效性,将会影响基层压实度,进而会导致其表面松散问题出现;(4)未进行科学养护。基层施工作业完成后未及时洒水,会降低基层强度,导致其表面出现松散问题,一定条件下会产生干缩裂缝,引发了各种病害;(5)缺乏有效的交通管制。处于养护阶段的水泥稳定碎石基层受到某些车辆行驶的影响,会影响其结构稳定性。当基层强度下降过于明显时,会引发其表面松散问题。
4.2 避免表面松散问题产生的预防措施
为了提高水泥稳定碎石基层施工质量,避免基层表面松散问题产生,应从这些方面入手:(1)加强拌合质量的严格把控,拌合作业开展前应对各集料含水量进行科学测量,将混合料含水量控制在合理的范围内,确保施工中混合料使用能够达到预期效果;(2)施工中作业人员应注重换料或者翻拌及时性,降低离析现象出现的概率,为碾压作业开展打下坚实的基础;(3)充分发挥质检人员的实际作用,对各工序开展进行严格监督,确保压路机工作中速度变化能够控制在合理的范围内;(4)落实好养护作业,促使基层表面处于湿润状态,提高其实际应用中的强度,降低其表面松散问题出现的概率;(5)针对处于养护阶段的基层,应加强交通管制,合理设置路障,促使水泥稳定碎石基层施工能够达到预期效果,全面提升道路交通工程施工质量,保持我国交通工程施工水平良好性,实现工程施工效益最大化的长期发展目标。
5 结语
当前形势下道路交通工程建设步伐正在加快,对水泥稳定碎石基层的质量可靠性提出了更高的要求,需要施工单位及人员在基层施工过程中注重质量通病的有效处理,灵活运用相关的预防措施为基层质量提高提供保障,及时消除基层施工中可能存在的安全隐患,全面提升我国不同地区道路交通工程建设水平,优化工程投入使用后的服务功能。同时水泥稳定碎石基层施工中应加强对原材料质量的综合评估,避免存在质量缺陷的原材料进入施工现场,影响基层施工质量。未来道路交通工程建设中进行水泥稳定碎石基层施工时,应注重其质量通病的严格把控,促使投入使用后水泥稳定碎石基层能够达到预期效果。
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【关键词】混凝土;裂缝原因;预防措施
1.引起混凝土路面裂缝的原因
1.1施工原材料引起的开裂
1.1.1水泥品种、标号及用量。水泥品质不符合要求,安定性差,水泥熟料的锻烧不充分会产生较多的游离氧化钙,因它的水化过程很慢,导致水泥在凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀,体积变化不均匀,使路面出现龟裂、断板,还有氧化镁及石膏与氧化钙类似。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高,普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大,则混凝土收缩越大,且发生收缩时间越长。例如,为了提高混凝土的强度,施工时经常采用强行增加水泥用量的做法,结果收缩应力明显加大。
1.1.2水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。
1.1.3不同品种水泥混用,水泥中矿物质相互作用,使体积收缩不一致,而导致出现裂缝。
1.1.4当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含有碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。
1.1.5骨料质量差,骨料级配不合理,混合料摊铺后,在振捣过程中,粗骨料下沉,水分被挤出,骨料之间存在空隙,使混凝土沉淀不均匀,表面形成泌水现象而开裂。
1.1.6混合料中砂、碎石含泥量大,高速公路、停车厂规定混凝土中碎石含泥量不大于1.0%, 中粗砂含泥量不大于1%,如果含泥量或泥块含量超过标准,使混凝土强度降低,在硬化过程中,随水分蒸发,板面容易出现龟裂。
2.施工工艺、质量引起的开裂
2.1混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
2.2混凝土振捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,是导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。
2.3混凝土施工时没有连续摊铺,致使同板混凝土的终凝时间不一致、变形不均匀也会使混凝土产生断裂。
2.4施工时为方便收面向混凝土表面洒水,造成了混凝土表面覆盖了过多游离水,增大了水灰比表面宜起皮,往往通车不久便会出现裂缝。
2.5养生不及时,混凝土表面蒸发过快,内外温度不一致,也会使混凝土板断裂。
2.6切缝不及时,忽早忽晚,不能人为减小混凝土内压力, 使混凝土的收缩压力大于本身抗拉强度,在混凝土强度弱的地方出现不规则断裂。
2.7由于混凝上路面分幅施工, 在进行第二幅施工时,由于第一幅与第二幅的收缩不同,在传力杆的作用下,容易在第一幅切缝附近发生裂缝。
2.8过早开放交通,在混凝土强度未达到设计强度时就有车辆通行, 当车辆荷载大于极限抗压强度时,混凝土板就会断裂。
2.9基层强度不均匀,容易在强度好与强度差接触的地方产生断裂。
2.10在旧路基建设过程中,由于新旧路基沉降量不同,特别是新旧路基接触处不易压实等原因,易发生混凝土路面的纵向开裂。
2.11施工质量差,经过冻融循环,引起路面开裂。
3.混凝土收缩引起的裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。
3.1塑性收缩发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩。
3.2混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩(干缩)。因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝。
3.3自生收缩是混凝土在硬化过程中,水泥与水发生水化反应,这种收缩与外界湿度无关,且可以是正的(即收缩,如普通硅酸盐水泥混凝土),也可以是负的(即膨胀,如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土)。
3.4大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生,且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝,裂缝宽度较细,且纵横交错,成龟裂状,形状没有任何规律。
4.水泥混凝土路面断裂的预防措施
4.1严把材料关
4.1.1水泥品种
在路面可使用的四种水泥中,优选顺序依次为道路水泥、硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥,必须是合格品。
4.1.2水泥烧成和型号
在旋窑水泥与立窑水泥之间,优选旋窑水泥;普通型水泥与R型水泥,正常施工优先使用普通型水泥,低温施工或要求快通的工程,优先使用R型水泥。
4.1.3集料经检验能满足二级集料标准
施工中严把材料关是保证混凝土质量的前提,材料是混凝土路面的主体,如石料的压碎值、硬度达不到要求,这样的材料组成的混凝土路面面板弯拉应力达不到设计要求,很容易在施工期间产生不规则断裂,水泥技术指标达不到要求,从而形成了水泥混凝土面板不规则断板,所以说严格控制材料质量是防止断板一个重要措施。
4.2适宜配合比设计
4.2.1按可靠度理论进行配合比设计时的弯拉强度保证率系数、安全等级、变异系数取值。
4.2.2拌合物始终适宜路面不同工艺铺筑时的工作性要求。
4.2.3保证路面耐久性:包括含气量、抗冻等级、最大水灰比、最小水泥用量、最大用水量。
5.加强施工工艺、质量控制
5.1在前期路基施工中,选用良好的路基填筑材料,并做好路面排水,遇到翻浆、压实度不够的部位必须进行处理并且达到设计及规范要求压实度。
5.2基层质量控制好,基层的强度,平整度必须保证,在混凝上施工前,基层必须洒水湿润。
5.3按水泥砼路面所使用的各种材料,正确掌握材料的配合比,严格按规定数量投料,各种材料的投入量不能忽大忽小,如水泥掺量小、砂多、水灰比大、外加剂参量不均匀,都会直接影响混凝土路面强度,浇注的板体容易开裂。
5.4严格把握锯缝时间,在夏季一般当混凝土凝结后8小时以内,便可锯缝,踞缝不宜过晚,防止应力裂缝。
5.5在混凝土浇注过程中,要保持施工作业的连续性,避免间断作业,摊料、振捣、压缝、抹光等各道工序紧凑,使混凝土体积收缩一致,预防断裂。如果在特殊情况下,如停电、停水、机械事故、气候等因素影响,要留好施工缝,防止人为断板和裂缝。
5.6加强养生和养护,水泥混凝土路面完成后,必须及时洒水养生,确保湿润、防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板,同时还要及时地将胀缝进行封堵,保证排水畅通,路基稳定。
另外避开高温作业、大风天施工,施工若根据早、午、晚调整用水量,也会减少干缩裂缝。