混凝土路面裂缝成因及处理措施
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摘要:文章从混凝土路面裂缝的成因入手,探讨了预防和处理混凝土路面裂缝的办法,对相关工作人员有一定的借鉴作用。
关键词:混凝土路面;裂缝成因;处理措施
随着我国经济社会的发展,国家对基础设施建设的投入力度不断加大,各种形式的混凝土道路也在不断兴建。混凝土道路在使用过程中容易出现路面裂缝问题,这不但会降低混凝土道路的使用年限,而且会给行车安全带来隐患,为此应采取必要的措施预防混凝路面裂缝的出现。本文作者从自己工作实际出发,分析了混凝土路面裂缝的成因及防治办法。
1 路面裂缝成因分析
混凝土道路在使用期间,受到外界载荷作用、路基不均匀沉降、道路施工质量等影响,容易导致路面裂缝的出现。这里所说的裂缝并不是微观意义上的裂缝,而是可以用肉眼观察到的裂缝;工程中比较常见的混凝土路面裂缝有超载裂缝、沉降裂缝、施工裂缝、温度裂缝等,下面对这些裂缝的成因进行分析。
⑴沉降作用产生的裂缝;在实际工程中,有两种情况可能导致混凝土路面出现沉降裂缝,一种是混凝土完成浇注作业以后,混凝土受到自身重力作用而出现沉降,进而导致裂缝的出现;第二种是由于道路路基施工质量不达标,使用时路基出现沉降而使混凝土开裂。实际中后一种情况导致的路面裂缝较为常见,对混凝土道路质量影响也最大。浇注作业结束以后,粗骨料受重力作用而下沉,若遇到预埋件或钢筋的阻碍,就会产生一定的剪应力和拉应力,混凝土凝结硬化以后就会出现沉降裂缝。在混凝土浇注、振捣后的3小时内容易出现裂缝,此时若能够对其进行压平处理,则可以使混凝土裂缝重新闭合。
⑵温度作用产生的裂缝;水泥水化过程需要释放一定的热量,导致混凝土内部温度升高,内外温差作用导致混凝土表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度时就会使混凝土开裂,进而产生温度裂缝。水泥水化后期,混凝土温度开始下降,由于旧混凝土的约束作用使得混凝土内部出现拉应力;当外界温度突然降低时,会加重温度裂缝的产生。
⑶干缩作用产生的裂缝;混凝土浇注结束以后就进入凝结硬化过程,由于水泥反应的生成物的体积总和小于反应物体积综合,加上混凝土搅拌的大部分用水蒸发而产生收缩,这就导致混凝土的体积产生收缩,进而在混凝土表面和内部产生拉应力,当拉应力超过混凝土极限抗拉强度以后,就容易在混凝土表面产生干缩裂缝。
⑷路面超载而引起的裂缝;随着我国交通运输行业的快速发展,各种运输车辆不断增加,车体的载重量也不断增大,混凝土道路修建时估计的车流量可能过小,以及各高速公路车辆超载情况时常发生,这就导致混凝土路面所承受的荷载增大,这不但会导致混凝土路面出现裂缝,而且严重时会使混凝土道路出现断板现象,严重影响了道路行车安全,为此相关管理部门应当加大对超载车辆的查处力度。
2 路面裂缝预防办法分析
2.1 注重原材料的选择
在进行混凝土路面设计施工时,应当重视混凝土原材料的选择,这不仅能够预防混凝土裂缝的出现,而且可以提高混凝土的耐久性。道路混凝土中水泥是重要的原材料,在进行水泥选择时应当选用弹性模量低、抗磨、收缩小、抗弯抗拉强度高的水泥,工程中比较常用的品种有道路硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥等。混凝土细骨料应当选用洁净、质地坚硬的人工砂或者天然砂,应当具有较小的比表面积以及较高的密实度;严格控制细骨料的含泥量,理论上要求不能超过2%,这样可以在一定程度上提高混凝土路面的抗裂性。对于高等级混凝土路面,应当选用具有较高耐磨性、坚固性、强度等粗骨料;骨料的最大粒径应当控制不超过40mm,级配需符合设计要求;最大含泥量不能超过1%,若粗骨料的含泥量超过1%则应当进行清洗,满足规范要求后方可用于混凝土道路施工。为了有效的提高混凝土路面的强度,延长混凝土凝结硬化的时间,混凝土路面施工时可以添加适量的高效缓凝减水剂,这对于提高混凝土路面的抗裂性有很大帮助。
2.2 加强混凝土路面的养护
对于混凝土路面来说,及时、有效的养护不但能够在确保水泥水化的进行,预防混凝土个干缩裂缝的出现,而且可以保证混凝土强度达到设计要求,进而提升混凝土路面的抗裂性。混凝土路面常用的养护方法主要有以下几种:①湿法养护;混凝土路面完成振捣作业后,在其表面覆盖有较强蓄水能力的麻袋、锯末、草袋等,然后向覆盖物上进行浇水养护,这样可以使混凝土表面长期处于湿润状态,预防混凝土内部水分蒸发,同时又能够及时补充蒸发掉的水分。这种养护方法经济性好、材料来源广泛、施工方法简单易行,但养护用水量大,容易受到外界环境的影响,不适宜水资源缺乏的地区。②喷洒养护剂法;混凝土路面完成振捣作业后,可以在其表面喷洒养护剂,它能够在混凝土表面形成保护层以阻止混凝土内部水分的蒸发,进而实现保水的目的。对于受实际条件限制而不能采用湿养护法的地区,可以考虑采用这种养护方法;但养护剂受阳光照射时容易出现破损,影响混凝土的养护效果,为此不应在寒冷或者干热条件下使用。
2.3 加强混凝土路面的保护
对于混凝土路面应注重日常清扫,及时清理路肩上的杂物和泥土。混凝土路面接缝处出现填充料溢出情况时,应当先对接缝进行清理,然后使用填充料进行填补,这样可以预防砂石等物体进入接缝,导致混凝土路面不能进行有效的伸缩变形,进而使混凝土路面产生裂缝。对于混凝土道路的各种排水设施要经常进行疏通和检查,以避免混凝土路面受到侵蚀。混凝土温度收缩时容易出现应力集中,严重时会导致混凝土路面出现断板现象,为此必须隔一段距离对混凝土路面进行切缝处理,实际工程中经常使用切缝机进行切缝作业;在混凝土路面强度达到1.2Mpa以后,就可以对混凝土路面进行软切割。混凝土道路路基施工质量不过关,容易导致沉降裂缝的出现,为此应当重视混凝土路基施工;根据工程所在地实际情况,选用合理的施工顺序,严格控制填土的含水率,注重路基的压实遍数和压实功,每次碾压的厚度应控制在20cm以内;若地基土以下存在软弱土层,则应当对其进行换填处理。
3 路面裂缝的处理办法分析
混凝土路面在使用过程中,经常会遇到混凝土开裂情况,而且混凝土裂缝会随着时间的增长而变宽、变长,这会影响混凝土路面的耐久性和形成安全。在混凝土路面裂缝出现后,应当及时查找问题出现的原因,针对不同的原因采取相应的办法进行处理,实际工程中比较常用的办法主要有以下几种:
⑴混凝土路面表面裂缝的处理措施;若混凝土路面裂缝没有贯穿混凝土板厚而仅出现在混凝土表面,这时可以沿着裂缝发展方向,以裂缝为中心向左右两侧开挖宽度为40cm、深度不小于裂缝深度的沟槽,沟槽的底面和两侧应当具有一定的粗糙度。将沟槽内的杂物清除干净,然后先在沟槽内涂刷一层水泥浆,水泥浆应当具备一定的稠度,具体应以不出现手指刮痕为限;然后再向沟槽内填充细石混凝土,注重填充混凝土的养护。
⑵ 混凝土路面贯穿裂缝的处理措施;若混凝土路面的裂缝贯穿了整个混凝土路面,但是裂缝没有对道路基层造成破坏,这时可以采取与混凝土路面表面裂缝相类似的处理办法,此时应当以混凝土路面的厚度作为沟槽的深度。在涂刷完水泥浆以后,应当现在沟槽内铺设两层间距为20cm×20cm、直径为6cm的钢筋网片,然后再浇注细石混凝土;同时要在沟槽的两侧设置一定宽度的伸缩缝,伸缩缝内应当填充能够防止雨水侵入的沥青胶,这样可以有效避免雨水对伸缩缝的侵蚀。
⑷ 路基受到裂缝破坏的处理措施;若混凝土裂缝处有混凝土块脱落,下雨天发现混凝土路面裂缝处出现翻浆,严重时甚至能够发现版面裂缝的扩展,此时混凝土路面基层已经发生破坏。这时应当将混凝土路面裂缝处的进行大范围破除,先对道路路基进行维修、处理,在路基修复满足使用要求后,再进行混凝土路面的浇注。
总之,混凝土路面裂缝的产生有多方面的因素,无论设计方面、还是施工方面都存在一些不足。但是可以通过注重原材料的选择、加强混凝土路面的养护、加强混凝土路面的保护等措施去预防,将其危害降到最低,从而延长混凝土路面的使用寿命。
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