第一篇:水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施
水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施
水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散荷摘載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的路面結(jié)構(gòu)。但由于在施工中水泥混凝土的原材料及配合比的控制未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),施工工藝不規(guī)范。使得水泥混凝土路面道板出現(xiàn)了早期損壞,導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫與斷板,這就降低了路面使用性能,不能確保水泥混凝土路面的正常使用年限,不能發(fā)揮道路建設(shè)的投資效益。因此,需要對路面出現(xiàn)的裂縫與斷板進(jìn)行認(rèn)真觀測、分析、確定裂縫原因,制定切實可行的修補(bǔ)方案。
一、裂縫分類與產(chǎn)生的原因
水泥混凝土道面的裂縫,可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫(簡稱貫穿裂縫)。
(一)、表面裂縫 水泥混凝土道面表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的。混凝土混合料是一種多相不均勻材料。由于構(gòu)成混合料的各種固體顆粒大小、密度不同,混合料不可避免地會發(fā)生分層離析。
1、泌水裂縫
在路面水泥混凝土道面施工中混合料發(fā)生分層離析大多是由于粗骨料在混合料中下沉,水分向上遷移,從而形成表層泌水。泌水的結(jié)果,使水泥混凝土道面表面含水量增加,經(jīng)蒸發(fā)后混凝土表面形成凹面,此時混合料顆粒間產(chǎn)生較強(qiáng)的表面張力。當(dāng)混凝土表面尚未充分硬化,不能抵御這一張力時,混凝土表面則發(fā)生裂縫。在混凝土澆筑后數(shù)小時,混凝土表面將出現(xiàn)大面積細(xì)微的龜裂。
2、碳化裂縫 當(dāng)混凝土的水泥用量較低、水灰比較大時,空氣中的二氧化碳易滲透到混凝土中,混凝土的碳化反應(yīng)在空氣相對濕度為30%-50%時最為激烈,此時混凝土的碳化收縮將引起混凝土表面龜裂。根治這類病害的方法是:在混凝土路面的混合料鋪筑、振搗后,立即采用真空吸水工藝,此方法可以將混凝土中富裕的水分和空氣一并吸出。這樣既提高了混凝土強(qiáng)度又可控制混凝土表面的網(wǎng)裂病害。
(二)、貫穿裂縫 水泥混凝土路面貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板交裂縫。
1、橫向裂縫 垂直與行車方向的不規(guī)則裂縫稱為橫向裂縫,導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫的原因較多,其主要原因有以下三方面。(1)、干縮裂縫:
在水泥混凝土中,水是以化學(xué)結(jié)合水、層間水、物理吸附水及毛細(xì)水等狀態(tài)存在。當(dāng)這些水再混凝土硬化過程中失去時,水泥漿體就會發(fā)生收縮,當(dāng)收縮受到限制時而發(fā)生收縮應(yīng)力時,才會引起混凝土的干燥收縮裂縫。
水泥漿干縮的內(nèi)部內(nèi)部限制:主要來源于混凝土中的骨料對水泥漿的限制。在普通混凝土中,水泥漿的收縮率被限制了90%(或稱水泥漿被占有了90%)。因此,混凝土內(nèi)部存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。水泥混凝土干縮的外部限制:主要是路面板塊間 或路面整體的限制,處于限制狀態(tài)下的混凝土結(jié)構(gòu),只有當(dāng)混凝土本身的抗拉應(yīng)變與混凝土硬化干燥過程中的自由收縮應(yīng)變不相適應(yīng)時,混凝土才會發(fā)生裂縫。配合比:在混凝土中的水泥用量、集料粒徑、細(xì)骨料含量等因素對混凝土的干縮都存在應(yīng)響,但最重要的影響因素是混凝土的單位用水量。混凝土的單位用水量愈小,收縮 就愈小。單在實際施工中,過小的單位用水量,往往滿足不了混凝土路面施工的要求。因而在實際施工中,混凝土的現(xiàn)場拌和,是以塌落度控制水灰比、單位用水量。干縮裂縫引發(fā)的路面橫向裂縫,出現(xiàn)在混凝土水化硬化的早期。有資料表明:水泥混凝土收縮量的14%-34%發(fā)生在水泥混凝土的14天齡期內(nèi)。(2)、冷縮裂縫(溫度裂縫): 水泥混凝土具有熱脹冷縮的性能,混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體限制條件下發(fā)生的,故熱脹屬于變性壓縮,而冷縮則屬于拉伸變形,很容易引起開裂。水泥的水化反映是一個放熱的過程。在混凝土硬化過程中,釋放大量熱能,使溫度上升,通常混凝土溫度上升1攝氏度,每米膨脹0.01m。水泥水化反應(yīng)的放熱速度初始較緩慢,25分鐘后增溫,在水泥終凝12小時后,水話溫度可達(dá)80-90攝氏度,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹,板面的溫度則是隨著空氣氣溫而變化的。當(dāng)外界氣溫降低時,板面冷卻收縮。此時混凝土路面內(nèi)部膨脹,外部收縮,因而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度小于此拉應(yīng)力時,板塊將出現(xiàn)裂縫或斷板。
施工期在高溫季節(jié)內(nèi),當(dāng)日平均溫度約為35-40攝氏度,由于高溫暴曬,未能采取越過高溫時間段的施工措施,使得面層表面失水過快,而混凝土內(nèi)部和底部大量水分卻不能及時排出,由于水分的作用使混凝土上、下表面出現(xiàn)溫差,在溫度應(yīng)力的作用下,使得混凝土表面出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫或斷板。上述因素是混凝土路面出現(xiàn)裂縫或斷板的主要原因。防治這類病害的方法很多,比較簡單的方法是:在混凝土路面 的收水抹面后及時覆蓋朔料布,根據(jù)施工期氣溫情況確定覆蓋時間。此方法可以解決混凝土早期養(yǎng)護(hù)用水,并使此時的混凝土內(nèi)、外部溫差較小。這就避免了混凝土早期斷板的病害。
(3)、切縫不及時的原因
水泥混凝土路面縮縫(橫縫)切割時間應(yīng)視施工期溫度而定,當(dāng)氣溫在30攝氏度時,切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑的12-15小時后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時,切縫時間可在混凝土澆筑5-7小時后進(jìn)行。當(dāng)施工氣溫在20-25攝氏度時,切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑15-21小時后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時,可在混凝土澆筑8-11小時后進(jìn)行。切縫深度應(yīng)為混凝土路面厚度的1/4(厘米)。
由于切縫不及時,切縫深度不足,導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)橫向裂縫或斷板。(4)、養(yǎng)生不及時 混凝土路面在硬化的初期內(nèi),需要大量水進(jìn)行保濕養(yǎng)生。由于養(yǎng)生水不足或養(yǎng)生不及時,使混凝土表面暴曬失水,這是混凝土路面極容易產(chǎn)生橫向裂縫或斷板。(5)、板塊分格應(yīng)合理 混凝土路面的板塊分格應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計的要求施工。設(shè)計規(guī)范規(guī)定:混凝土路面板塊的長寬比不得大于1.3,板塊面積不得大于25m2。由于板塊分格不合理,不能滿足設(shè)計要求,混凝土路面將會出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫。
2、縱向裂縫
沿路前進(jìn)方向出現(xiàn)的裂縫稱為縱向裂縫。水泥混凝土路面的動力荷載傳遞順序為面層、基層、路基。由于路基的填料土質(zhì)、濕度不均勻,膨脹土、粘土壓實度不足等多種原因,導(dǎo)致路基強(qiáng)度不均勻。當(dāng)?shù)缆返幕鶎雍兔鎸愉佒螅M管道面?zhèn)鞯铰坊斆娴暮奢d應(yīng)力很小,只要路基稍有不均勻沉降的現(xiàn)象出現(xiàn),在板塊自重和行車壓力作用下將產(chǎn)生縱向裂縫。開始裂縫很小,一般小于0.05mm,但隨著雨水侵入使基層軟化、液化,而產(chǎn)生唧泥、淘空,使裂縫加大。縱向裂縫的防治原則是:在新筑路基或舊路加寬改造時,要嚴(yán)格按著新筑路基或舊路拓寬改造的施工程序?qū)嵤_保路基的穩(wěn)定性,并在混凝土路面澆筑之前嚴(yán)格檢查基層頂面回彈模量是否符合規(guī)范要求。使之控制縱向裂縫的產(chǎn)生。
3、交叉裂縫 水泥混凝土在拌和、運輸、振搗、凝結(jié)、硬化的過程中始終存在著水泥的水化反應(yīng)。水化反應(yīng)可分為:初始期、休止期、凝結(jié)期及硬化期四個階段。水泥水化反應(yīng)在混凝土發(fā)生升溫和降溫過程中產(chǎn)生體積的脹縮變形,在內(nèi)部骨料及外部邊界條件約束下使混凝土的自由脹縮變形受阻,而產(chǎn)生拉 壓應(yīng)力。由于安定性不足的水泥中殘存著一些過燒的Cao和Mgo,它們的水化速度較慢,往往是在水泥硬化后再水化,引起水泥漿體積膨脹、開裂甚至潰散,在澆筑后的混凝土路面上出現(xiàn)大面積龜裂。因此,在水泥混凝土路面施工中要嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量,嚴(yán)格按混凝土的設(shè)計配合比操作,保證混凝土強(qiáng)度。
4、板角斷裂
與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱為板角斷裂。板角是混凝土路面的薄弱部位,由于板角很難振搗密實,板角強(qiáng)度相對較小。相鄰板角之間無傳力桿,傳荷能力較差。當(dāng)車輪荷載作用在板角時很容易出現(xiàn)板角斷裂。,預(yù)防板角斷裂的措施:采用水穩(wěn)性好的基層;橫、縱縫填縫前要清理干凈,填料要飽滿;施工中板角、板邊要振搗密實。
二、裂縫與斷板的修補(bǔ)措施
1、一般裂縫 此裂縫的處理可采用環(huán)氧樹脂修補(bǔ)圬工工藝方法進(jìn)行。詳見“環(huán)氧樹脂修補(bǔ)圬工工藝”。
2、斷板裂縫 這類裂縫處理可視裂縫走向,確定切割寬度,切縫應(yīng)與混凝土路面分格的橫縫平行,切割深度為12厘米,將切割區(qū)內(nèi)的原混凝土鑿除并清洗干凈,并將底部的裂縫鑿成“V” 型槽,用環(huán)氧樹脂膠拌和水泥砂漿灌實。然將槽底部用1:1水泥砂漿鋪平,并放臵方孔為5mm的鋼絲網(wǎng),再澆注抗折強(qiáng)度不小于4.5Mpa的細(xì)石混凝土進(jìn)行振搗壓實,經(jīng)收水抹面后覆蓋養(yǎng)生。細(xì)石混凝土中應(yīng)摻配膨脹劑,其比例為水泥重量的15%。混凝土路面的裂縫或斷板按上述措施修補(bǔ)后,應(yīng)建立觀測點,觀測修補(bǔ)后的道路使用情況。附:混凝土路面修補(bǔ)工藝及參考表。
環(huán)氧樹脂修補(bǔ)砼工藝
一、配合比工藝
1、先將水泥、中(粗)砂與水按其設(shè)計配合比進(jìn)行配制。
2、將環(huán)氧樹脂與稀釋劑攪拌均勻。當(dāng)環(huán)境溫度低于20度時,可用溫水溶法,(即將拌和物裝入器皿內(nèi)臵入水中加溫)使樹脂溶化,加熱溫度不超過40度。
3、將硬化劑加入已稀釋的樹脂溶液中,迅速攪拌。如使用間苯二胺(或乙二胺)作硬化劑時,應(yīng)用溫水溶法預(yù)先將硬化劑加熱溶化,但溫度不得超過65度。
4、將加好硬化劑的樹脂倒入拌和好的粗細(xì)填料中,將含有環(huán)氧樹脂的砂漿混合物,邊和拌邊壓入裂縫中。
5、加入硬化劑后的樹脂料,一般不宜加熱。如氣溫過低影響操作或拌和時,間苯二胺(或乙二胺)有產(chǎn)生結(jié)晶析 出現(xiàn)象時,可用溫水溶法稍微加熱,但不得局部加熱或加熱過高,以防拌和物早期凝固。
6、含有環(huán)氧樹脂的拌和物,應(yīng)在淺槽內(nèi)拌和,便于及時散除化學(xué)熱。環(huán)氧樹脂拌和物的配合比為:水泥:砂:環(huán)氧樹脂:間苯二胺(乙二胺):水=1:3:0.25:0.02:0.45。本配合比為重量比。拌和物應(yīng)在30分鐘內(nèi)用完。
二、方法選用
1、裂紋寬小于0.15mm,一般不作修補(bǔ),必須進(jìn)行封閉時,可涂二層樹脂涂料;
2、裂紋寬0.15-0.3mm時,沿裂紋鑿一條外口寬20mm,深約3mm的“V”形槽,然后涂一層厚約0.2mm的樹脂涂料,再用樹脂砂漿修補(bǔ)平整;
3、裂紋寬大于0.3mm時,沿裂紋鑿一條外口寬20mm,內(nèi)口寬約6mm,深約7mm的梯形槽,修補(bǔ)方法同2;
4、圬工(混凝土路面)表皮剝落或大塊混凝土脫落時,鑿除松散砂漿或混凝土,涂一層厚約0.2mm樹脂涂料,用樹脂砂漿修補(bǔ)平整。
二00五年八月九日
第二篇:瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施
瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施
一、瀝青混凝土路面裂縫類型
一般來說,瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型:一種是荷載型裂縫,即主要由于行車荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力,如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度,則基層底部很快開裂,直至影響到瀝青面層;另一種是非荷載型裂縫,以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫;由于施工工藝不當(dāng)或用了不合格材料產(chǎn)生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂和反射裂縫等形式表現(xiàn)出來。
二、裂縫形式產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施 橫向裂縫
1.1 表現(xiàn)形式
裂縫與路中心線基本垂直,線寬不一,縫長有的貫穿整幅路面,有的路面部分開裂。
1.2 產(chǎn)生原因
(1)瀝青質(zhì)量沒有達(dá)到本地區(qū)施工氣候要求或者沒有達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力大于瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度,產(chǎn)生橫向裂縫。
(2)施工縫處理不當(dāng),接縫不緊密,造成不同部位結(jié)合不良,從而產(chǎn)生橫向裂縫。
(3)半剛性基層由于水泥劑量、施工質(zhì)量等綜合因素產(chǎn)生的路面收縮裂縫,通過橫向裂縫形式表
現(xiàn)出來。
(4)橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物回填部位沒有按照要求進(jìn)行施工,或處理不得當(dāng),從而產(chǎn)生不均勻沉降,導(dǎo)致路面產(chǎn)生橫向裂縫。
1.3 預(yù)防措施
(1)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求,結(jié)合本地區(qū)的氣候條件和道路等級選用符合要求的瀝青種類,以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所采用的瀝青應(yīng)該到本地區(qū)相關(guān)試驗檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗檢測,驗證其是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)合理組織施工。攤鋪作業(yè)盡可能連續(xù),盡量避免冷接縫。如不能避免,冷接縫應(yīng)按照要求先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊,清除浮料,用新的熱混合料敷貼到接縫部位,使冷料部位預(yù)熱軟化,清除敷貼料,向接縫壁涂刷0.3~0.6kg/m 的粘層瀝青,再攤鋪新的瀝青混合料。
(3)充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機(jī)先在橫向接縫已壓實的路幅上,鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右,然后每壓一遍向新鋪層移動15~20cm,直到壓路機(jī)完全進(jìn)入新攤鋪層,然后再轉(zhuǎn)入縱向碾壓。
(4)半剛性基層所用的水泥宜為質(zhì)量穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn),水泥劑量應(yīng)符合設(shè)計及施工要求,并且水泥與其他混合料要充分拌和,使之均勻。路用水泥應(yīng)該按照要求頻率到相關(guān)部門進(jìn)行試驗檢測。
(5)橋涵回填部位應(yīng)選擇透水性及材質(zhì)良好的砂礫等材料,并按照要求填筑充分碾壓;沉降嚴(yán)重地段,應(yīng)先進(jìn)行軟土基處理,并合理組織施工,以減少回填部位的不均勻沉降。
縱向裂縫
2.1 表現(xiàn)形式
裂縫走向基本與路線走向平行,裂縫長度和寬度不一。
2.2 產(chǎn)生原因
(1)路基填筑使用了不合格材料,路基吸水膨脹引起路面開裂。
(2)縱向加寬沒有按照要求進(jìn)行施工,或者碾壓沒有達(dá)到要求,從而造成加寬部位沉降,產(chǎn)生縱向裂縫。
(3)路基邊坡坡度小于設(shè)計值,路基邊坡壓實度不足產(chǎn)生滑坡。
(4)邊溝過深,使實際填土高度加大從而產(chǎn)生滑坡,造成路面開裂。
(5)面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒有按照相關(guān)要求進(jìn)行處理,結(jié)合不緊密而相互脫離,產(chǎn)生縱向裂縫。
2.3 預(yù)防措施
(1)使用合格材料填筑路基或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再進(jìn)行填筑。
(2)舊路加寬或半填半挖路段,路基填筑應(yīng)先將邊坡松土清除,并按照填土厚度要求逐級進(jìn)行臺
階處理并充分碾壓。
(3)路基施工分層填筑,邊坡充分壓實,采用重型壓實標(biāo)準(zhǔn);正確放坡,高填方路段放緩邊坡,減少邊溝深度。
(4)面層施工盡可能采用全幅攤鋪,如果不具備全幅攤鋪條件,可2臺攤鋪機(jī)前后緊跟攤鋪,盡可能避免前幅混合料已冷卻再進(jìn)行后半幅攤鋪,確保混合料熱接;分幅攤鋪時,上、下面層施工縫應(yīng)該至少錯開15era以上。如果產(chǎn)生冷接縫,應(yīng)按照本文
網(wǎng)狀裂縫
3.1 表現(xiàn)形式
裂縫縱橫交錯,縫寬在lmm以上,縫間距離在40mm以下,裂縫面積在lm 以上。
3.2 產(chǎn)生原因
(1)縱橫裂縫出現(xiàn)后,繼續(xù)擴(kuò)展,尤其是在北方地區(qū),經(jīng)過冰凍水的侵入發(fā)展而成。
(2)瀝青混合料質(zhì)量差,拌和時間過長,拌和溫度過高或者在儲料倉中存儲時間過長,瀝青本身老化,導(dǎo)致混合料抗變形能力降低而易產(chǎn)生的裂縫。
(3)瀝青的性能差,尤其是低溫抗變形能力過低。
(4)路面結(jié)構(gòu)中含有軟弱夾層,粒料層松動,水穩(wěn)定性差,從而形成網(wǎng)狀裂縫。
(5)瀝青層的厚度不足,水分侵入。導(dǎo)致層間結(jié)合較差,加速了網(wǎng)狀裂縫的形成。
(6)瀝青總體強(qiáng)度不足,在損壞初期形成網(wǎng)裂,151后裂縫逐步擴(kuò)展,縫間距變小。
3.3 預(yù)防措施
(1)采用低溫變形能力高的優(yōu)質(zhì)瀝青,并按照要求控制好瀝青混合料的拌和質(zhì)量。
(2)瀝青面層攤鋪前,認(rèn)真檢查下承層的施工質(zhì)量,及時清除泥灰等雜物,處理好軟弱層,保證下承層穩(wěn)定,并噴灑0.7—1.1l/m 的透層油,必要時可以按照要求灑石屑或砂,保證層間結(jié)合。
(3)瀝青各層要滿足最小施工厚度的要求,保證上下之間有良好的連接,并從設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)上采取相應(yīng)的措施及時排除雨后結(jié)構(gòu)層內(nèi)的積水。
(4)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該做好交通量調(diào)查和預(yù)測工作,使路面結(jié)構(gòu)組合和路面總體強(qiáng)度滿足設(shè)計年限內(nèi)交通荷載的要求。有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層,以緩解網(wǎng)狀裂縫程度。
反射裂縫
4.1 表現(xiàn)形式
基層產(chǎn)生裂縫以后,在溫度和行車荷載的作用下,裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層,路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對于半剛性基層以橫向裂縫居多,對于柔性路面上加蓋的瀝青結(jié)構(gòu)層,裂縫形式不一,主要取決下承層。
4.2 產(chǎn)生原因
(1)在已經(jīng)開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層,由于溫度的變化(降低),老路面的裂縫繼續(xù)拉開,從而使新鋪層在舊裂縫處斷開。
(2)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。
(3)新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力,從而產(chǎn)生開裂,反射到瀝青面層。
4.3 預(yù)防措施
(1)在舊有路面上加鋪瀝青面層,最好先銑除原有路面后再進(jìn)行加鋪;或者鋪設(shè)土工布或土工格柵,以減少反射裂縫。
(2)適當(dāng)控制基層材料中粉料的含量及塑性指數(shù),小于0.075mm的顆粒含量不應(yīng)超過5%。
(3)基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態(tài)下碾壓,并且碾壓充分,保證基層強(qiáng)度;同時要加強(qiáng)對已完基層的養(yǎng)生,要盡早鋪筑上層,或進(jìn)行封層,以減少干縮縫。
三、裂縫的處理措施
瀝青路面裂縫產(chǎn)生后,應(yīng)及時予以處理,防止水等有害物質(zhì)侵入,影響道路使用壽命。對于細(xì)裂縫(2~5mm)可用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理;對于大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理;灌縫前,必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等,并保證縫內(nèi)干燥;灌縫后,表面應(yīng)灑布粗砂或3~ 5mm的石屑。素混凝土路面
在公路、城市道路及機(jī)場道面中,目前我國采用得最廣泛的是現(xiàn)場澆筑的普通混凝土路面,這類混凝土路面除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣或角隅)外,不配置鋼筋,亦稱素混凝土路面。
圖2
用素混凝土或僅在路面板邊緣和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面結(jié)構(gòu),施工方便,造價低廉。素混凝土路面應(yīng)沿縱向每隔5~6米設(shè)一縮縫,滿足冬季縮裂要求;每隔20~40米設(shè)一脹縫,防止夏季熱脹,板屈曲壓裂或縫邊混凝土擠碎;沿橫向每隔3~4.5米設(shè)一縱縫(圖1)。由于橫脹縫易引起路面板的破壞,增加施工和養(yǎng)護(hù)的麻煩,20世紀(jì)60年代中期以來,對夏季施工的混凝土路面,除在橋頭、隧道口、道路交叉口小半徑曲線或縱坡變換處,必須設(shè)置脹縫外,其他路段可少設(shè)或不設(shè)。縱橫縫一般做成垂直相交,但也有把橫縫做成與縱縫交成70°~80°斜角,并按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序布置。
脹縫間隙寬1.8~2.5厘米,為防止?jié)B水,上部5~6厘米深度內(nèi)應(yīng)灌以填縫料,下部則設(shè)置用瀝青浸制的軟木嵌條。為傳遞荷載,混凝土板厚中央處設(shè)鋼傳力桿,桿徑20~32毫米,長40~60厘米,間距30厘米。桿的半段涂瀝青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料(圖2a)。如不設(shè)傳力桿,可在混凝土板下設(shè)置墊枕(圖2b)。
圖3
縮縫一般做成裂口深4~6厘米的假縫形式(圖3a),上部亦灌以填縫料,可不設(shè)傳力桿。但在路基軟弱或交通繁忙路段以及鄰近長間距脹縫的二三個縮縫上,也應(yīng)設(shè)置傳力桿(圖3b)。縱縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式(圖4),上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側(cè)滑移,板厚中央可設(shè)置鋼拉桿,桿徑14~20毫米,長40~60厘米,間距80~100厘米。
素混凝土路面板大多做成等厚斷面,厚約20~25厘米。由于板的邊緣和角隅最易遭到破壞,可設(shè)置邊緣鋼筋和角隅鋼筋(圖1)予以加固,或做成厚邊式斷面,從靠路肩1米處開始厚度逐漸增加,至板邊緣厚度較中間大25%。在高速公路和一級公路上,可做成由內(nèi)側(cè)向外側(cè)邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式;當(dāng)板較厚時也可做成雙層式,上層厚度不小于6~7厘米。下層使用品質(zhì)稍差的材料做成低強(qiáng)度混凝土;為使上下層結(jié)合牢固,下層表面應(yīng)清潔、粗糙并設(shè)凹槽。
混凝土路面切縫要注意:
1、要注意切縫的時間,時間隔太長了會出現(xiàn)裂縫,太短了,會出現(xiàn)毛邊;
2、要注意切的深度,淺了起不到效果,還是會出現(xiàn)裂縫,太深了,又耗時耗力,浪費資源;
3、間距要合適,一般控制在4-6米之間,間隔太長了,中間會出現(xiàn)裂縫,起不到作用了,太短了,也是浪費;
4、注意線形的順直美觀,特別是在彎道上,注意不要斜了;
5、切完后及時進(jìn)行灌縫。
第三篇:混凝土裂縫原因分析及處理措施
混凝土裂縫原因分析及控制措施
韓恒梅
祿建民
平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(河南平頂山 467001)
摘要:混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕,降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力,影響建筑物的外觀、使用壽命,嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。本文對混凝土施工中裂縫的原因及控制措施作一初步探討。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫;混凝土裂縫的原因分析;混凝土裂縫的控制措施
The Reason Analyse and Control Measure of Concrete Crack
Hanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology(Henan Pingdingshan 467001)Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance、using time of building,and even threaten the life and wealth of human.The article mostly discusses the reason and control measure of concrete crack.Keywords: Concrete crack;The reason analyse of concrete crack;The control measure of concrete crack 0 前言
混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位,而混凝土的裂縫較為普遍。混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題,使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。
裂縫的原因分析 由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所受外界影響的不同,混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性,以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格,模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
(1)混凝土在硬化的過程中,由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫,這種裂縫的寬度有時會很大,甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件。
(2)混凝土在硬化期間水泥產(chǎn)生大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中,由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束,又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力,當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。
(3)在厚度較大的構(gòu)件中,由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制,在澆搗后數(shù)小時會發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。
(4)當(dāng)有約束時,混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮,因為受到約束力的限制,在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低,容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂,從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。
(5)混凝土加水拌和后,水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng),析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲,體積增大三倍,從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。
(6)許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢,但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化,如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、時干時濕,表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土體的約束,也往往產(chǎn)生裂縫。
(7)構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫,例如:構(gòu)件在超出設(shè)計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩,出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫,構(gòu)件在較大剪力作用下,產(chǎn)生斜裂縫,并向上、下延伸。(8)當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷,就有可能會產(chǎn)生裂縫,隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展,裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。
(9)當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中,例如:侵蝕性水,由于混凝土保護(hù)層厚度有限,特別是當(dāng)混凝土密實性不良,環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹,生成氧化鐵,氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多,鐵銹體積膨脹,對周圍混凝土擠壓,使混凝土脹裂。
(10)由于原材料質(zhì)地不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象,在同一塊體混凝土中其抗拉強(qiáng)度也是不均勻的,存在著許多抗拉能力很低,易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。
而在施工過程中,我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。
在鋼筋混凝土中,拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān),混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力,則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。施工中混凝土由最高溫度冷卻到工程運行時期的穩(wěn)定溫度,往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此,掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。
溫度應(yīng)力的分析
實踐證明,混凝土常見的裂縫,大多數(shù)是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。
根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段:
(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30天。這個階段的兩個特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止,這個時期中,溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
溫度的控制和防止裂縫的措施 為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。控制溫度的措施如下:
(1)采用改善骨料級配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;
(2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;(3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;(4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;
(5)規(guī)定合理的拆模時間,氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度;
(6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施; 改善約束條件的措施是:
合理地分縫分塊;避免基礎(chǔ)過大起伏;合理的安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露;改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時表面溫度亦較氣溫為高,此時拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險,但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
加筋對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時,鋼筋的應(yīng)力將不超過100~200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難,但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時,對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們在工程實踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實驗對比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。結(jié)論
裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象,它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力,影響建筑物的使用功能,而且會引起鋼筋的銹蝕,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影響建筑物的承載能力,因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),防患于未來,盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn);對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待,采用合理的方法進(jìn)行處理,并在具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。
參考文獻(xiàn):
[1]郭正興、李金根主編《建筑施工》,東南大學(xué)出版社 [2]《建筑施工手冊》第四版,中國建筑工業(yè)出版社 [3]《現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全》,中國建筑工業(yè)出版社 [4]趙國藩主編 《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》,中國電力出版社 作者簡介:
韓恒梅,女,河南省南陽人,1996年畢業(yè)于焦作工學(xué)院建筑工程系建筑工程專業(yè),現(xiàn)在平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教,講師。
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第四篇:水泥混凝土路面裂縫(xiexiebang推薦)
水泥混凝土路面開裂
1、裂縫分類及處治措施 1.1溫度裂縫
溫差裂縫區(qū)別于其它裂縫的最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)大,張或合攏。溫度變化相當(dāng)復(fù)雜,主要包括以下摩節(jié)溫差、日照溫差、藤變溫差。種因素
晝夜溫差
混凝土板體由于受溫度的變化產(chǎn)生體積膨脹和收縮。比如白天的高溫,使板體頂面溫度高于底面溫度,這種溫差會造成板體中部的隆起;夜晚溫度降低,使板頂面溫度低于底面溫度,使得板體的邊緣翹起。而這些變形會受到板底與基層表面之間的摩擦阻力和粘結(jié)作用以及板的自重和車輪荷載等的約束,使板體產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,混凝土溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生的裂縫板體就被拉裂,產(chǎn)生裂縫。
內(nèi)外溫差
此外,特別是大體積和大面積混凝土,在硬化期間,由于水泥釋放出大量的水化熱,混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度不斷升高,而結(jié)構(gòu)表面的溫度又相對較低,當(dāng)溫差超過25℃時,內(nèi)外收縮變形不一致,致使表面出現(xiàn)冷縮裂縫(常稱為冷縫)。此類裂縫分布在構(gòu)件較淺的范圍內(nèi),一般通過封閉或壓灌處理即可。溫度變化產(chǎn)生的裂縫走向通常無一定規(guī)律,大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯。板產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可按下式計算:
混凝土面板在溫度梯度作用下產(chǎn)生伸縮和凍脹,并在板邊緣中點產(chǎn)生溫度疲勞應(yīng)力,使板有可能發(fā)生翹起,從而使面板在伸縮凍脹和翹起情況下而斷裂。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要的特征是其寬度會隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。
突變溫差、突降大雨、冷空氣侵襲或氣溫突然變化、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時施工措施不當(dāng)導(dǎo)致混凝土驟冷驟熱等均可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然變化,但因內(nèi)部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度,從而導(dǎo)致混凝土開裂。日照和驟變溫差是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。溫度裂縫的結(jié)果是:橫向裂縫多于縱向裂縫,板中裂縫多于板邊裂縫,縫寬大小不一,受溫度影響大。另外,在某些路段,因切縫不及時,而在靠近伸縮縫處,發(fā)生了走向較規(guī)則的溫度裂縫,這種情況在不少工程施工時都有出現(xiàn)。
解決措施
(1)降低骨料的溫度:粗細(xì)骨料要用搭棚遮陽。(2)降低拌和水的溫度,可用部分冰塊代替水。
(3)恰當(dāng)安排澆筑時間:在日溫差較大的季節(jié)和地區(qū),混凝土表面修整過程中,要避免陽光直射,整修后要及時覆蓋養(yǎng)生,防止混凝土白天過多的升溫,造成夜間降溫時收縮過
00大。混凝土澆注的溫度一般應(yīng)低于30,夏季施工時不宜超過35,澆注前同時保持基層頂面在澆注前充分濕潤,采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升,降低澆注混凝土的溫度。所以澆筑時間最好安排在低溫季節(jié)或夜間。在低溫季節(jié)澆筑混凝土,不僅能降低入倉溫度,也可以降低水化熱溫升。因此,防裂要求高且宜裂的結(jié)構(gòu)物最好在低溫季節(jié)施工。氣溫驟降時應(yīng)進(jìn)行混凝土表面保溫,在冬季施工應(yīng)對混凝土面層采取保溫措施。
(4)降低水泥水化熱溫升
使用低熱水泥及減少水泥用量也可以降低混凝土的溫升。要盡量采用早期水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或其它低標(biāo)號水泥等:水泥水化熱對混凝土的絕熱升溫影響很大,水泥品種不同,水化熱相差很大,所以要使用低熱或中熱水泥來降低水化熱溫升。
(5)摻加適量粉煤灰等外加劑可減小水泥用量來降低水化熱并提高和易性。但應(yīng)注意的是:由于粉煤灰的比重較水泥小 混凝土振搗時比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面而易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
(6)摻入適量的減水劑可改善混凝土的和易性,降低水灰比 提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時減少水泥用量;摻加適量的緩凝劑,可以延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時間 由于混凝土的強(qiáng)度會隨齡期的增長而增大.所以當(dāng)放熱峰值出現(xiàn)時,混凝土強(qiáng)度也增大了,從而減小了裂縫出現(xiàn)的幾率。
(7)盡量采用早期水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或其它低標(biāo)號水泥等。
(8)摻加適量粉煤灰等外加劑可減小水泥用量來降低水化熱并提高和易性。(9)通過延長養(yǎng)護(hù)齡期,進(jìn)一步保證水泥混凝土的強(qiáng)度。
1.2 收縮裂縫
形成原理
在實際工程中.混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中塑性收縮和干縮是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。澆筑凝結(jié)后停止發(fā)展。收縮變形裂縫的特點是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)。
干縮裂縫
1)現(xiàn)象:
裂縫為表面性,寬度較細(xì)。其走向縱橫交錯,沒有規(guī)律。較薄的梁、板類構(gòu)件(或桁架桿件),多沿短向分布;整體性結(jié)構(gòu)多發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處;平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體邊緣,大體積混凝土在平面部位較為多見,但側(cè)面也常出現(xiàn),并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展
2)原因分析:
a、混凝土成型后,養(yǎng)護(hù)不當(dāng),受到風(fēng)吹日曬,表面水分散失快,體積收縮大,而內(nèi)部濕度變化很小,收縮也小,因而表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,出現(xiàn)拉應(yīng)力,引起混凝土表面開裂,或者構(gòu)件水分蒸發(fā),產(chǎn)生體積收縮受到地基或墊層的約束,而出現(xiàn)干縮裂縫。
b、混凝土構(gòu)件長期露天堆放,表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變化。
c、采用含泥量大的粉砂配制混凝土。
d、混凝土經(jīng)過度振搗,表面形成水泥含量較多的砂漿層。
e、后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件露天生產(chǎn)后長久為張拉等。
表面溫度裂縫,多由于溫度較大。混凝土結(jié)構(gòu),特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后,在硬化期間放出大量水化熱,內(nèi)部溫度不斷上升,使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫時(如施工中注意不夠,過早拆除模板;冬季施工,過早除掉保溫層,或受到寒潮襲擊),將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮,此時表面胺到內(nèi)部混凝土的約束,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力(內(nèi)部降溫慢,受自約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力),而混凝土早期抗拉強(qiáng)度和彈性模量很低,因而出現(xiàn)裂縫(這種裂縫又稱為內(nèi)約束裂縫)。但這種溫差僅在表面處較大,離開表面就很快減弱。因此,裂縫只在接近表面較淺的范圍出現(xiàn),表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。
3)預(yù)防措施:
a、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大;嚴(yán)格控制砂石含泥量,避免使用過量粉砂;混凝土應(yīng)振搗密實,并注意對板面進(jìn)行抹壓,可在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行二次抹壓,以提高混凝土抗拉強(qiáng)度,減少收縮量。
b、加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。長期露天堆放的預(yù)制構(gòu)件,可覆蓋草簾、草袋,避免曝曬,并定期適當(dāng)灑水,保持濕潤。薄壁構(gòu)件則應(yīng)在陰涼地方堆放并覆蓋,避免發(fā)生過大濕度變化。
1.2·4 控制混凝土配合比
干燥收縮的主要原因是水分在混凝土硬化后較長時間產(chǎn)生的水分蒸發(fā)引起的水泥混凝土板面的表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水干縮引起的厚度方向未完全斷裂的裂縫。混凝土剛澆筑后仍處于塑性狀態(tài),表面沒有及時覆蓋,特別是在炎熱或大風(fēng)天氣,使得表面水分蒸發(fā)過快或者被基礎(chǔ)吸水過快,這種干縮變形又受到內(nèi)部混凝土的約束,造成混凝土急劇收縮而產(chǎn)生的裂縫。相關(guān)資料顯示,水泥混凝土水化熱反應(yīng)所需水量為水泥用量的25%左右,所以多余的水都是以游離狀態(tài)存在。當(dāng)水灰比過大,水分蒸發(fā)后,會降低混凝土的密實度,同時形成干縮裂縫。這類裂縫往往長20-30cm不等,較長的達(dá)到2-3m,寬度1-5mm,形成初期深度較淺,深度一般不超過50mm,但受降溫影響裂縫會逐漸向下延伸。
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢一周左右。混凝土硬化后,在干燥的外部環(huán)境下 混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化及變形較小,引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形且這種收縮變形是不可逆的。較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。干縮裂縫多為表面性的平行線樁或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,較為細(xì)小。
1、水灰比越大,干縮越大。因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量選擇合理的水灰比,同時摻加適量的減水劑。
2、加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù).并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。
3、選用中低熱水泥和粉煤灰水泥. 降低水泥的用量。
塑性裂縫 產(chǎn)生原因
a、混凝土澆筑后,表面沒有及時覆蓋,受風(fēng)吹日曬,表面游離水分蒸發(fā)過快,產(chǎn)生急劇的體積收縮,而此時混凝土早期強(qiáng)度很低,不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。
b、使用收縮率較大的水泥,水泥用量過多,或使用過量的粉砂。
c、混凝土水灰比過大,模板過于干燥。
預(yù)防措施
a、配制混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,選擇級配良好的石子,減小空隙率和砂率;同時,要振搗密實,以減少收縮量,提高混凝土抗裂度。
b、澆筑混凝土前,將基層和模板澆水濕潤。
c、混凝土澆筑后,對裸露表面應(yīng)及時用潮濕材料覆蓋,認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。
d、在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的天氣施工,混凝土澆筑后,應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù),使其保持濕潤;大面積混凝土宜澆完一段,養(yǎng)護(hù)一段。此外,要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。
e、混凝土養(yǎng)護(hù)可采用表面噴氯偏乳液養(yǎng)護(hù)劑,或覆蓋濕草袋、塑料布等方法;當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時,應(yīng)及時抹壓,再覆蓋養(yǎng)護(hù)。
f、設(shè)擋風(fēng)設(shè)施。
4)治理方法:
a、此類裂縫對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響不大,但傳統(tǒng)使鋼筋銹蝕,可在表面抹一層薄砂漿進(jìn)行處理。對于預(yù)制構(gòu)件,可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行封閉處理
塑性收縮裂縫是一種在混凝土初凝后產(chǎn)生的裂縫。混凝土初凝后,結(jié)構(gòu)已經(jīng)初步形成,失去了流動性,但此時混凝土強(qiáng)度很低,在這期間如果失水過多,產(chǎn)生較大的塑性收縮,混凝土自身就沒有能力抵抗收縮應(yīng)力,從而開裂。這種裂縫在剛澆筑的混凝土表面出現(xiàn),形狀不規(guī)則,裂縫深度較淺。早期失水通常有以下兩個原因:一是蒸發(fā)失水,混凝土澆筑成型后,由于養(yǎng)護(hù)不到位,在陽光和風(fēng)力的作 用下,表面水分隨之蒸發(fā);二是模板吸水,模板或墊層吸水率大,且過于干燥,也會使混凝土表面較快失水。裂縫形成初期較淺,但受溫度影響會逐漸向下延伸。深度一般不超過50mm。
在混凝土凝結(jié)之前,因表面水分散失較快而產(chǎn)生收縮,這時混凝土的泌水現(xiàn)象明顯減小。表面蒸發(fā)損失的水分不能及時得到補(bǔ)充時,這時的混凝土尚處于塑性狀態(tài),稍有拉力作用混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫,在水泥活性大、混凝土溫度較高,或在水灰比較低的條件下會加劇而引起開裂。出現(xiàn)裂縫以后,混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大,裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。塑性收縮裂縫一般在夏季干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短
不
一、互不連貫狀態(tài)。影響混凝土塑性收縮開裂的主要原因有水灰比、凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
1、嚴(yán)格控制水灰比,摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性.減少水泥及水的用
量。因為如果發(fā)生新拌混凝土離析或泌由表及里,逐漸發(fā)展的。由于混凝土蒸發(fā)、干燥非常緩
水,表面含水量和水泥漿量會較多,容易失水產(chǎn)生較大 慢,產(chǎn)生干燥收縮裂縫多數(shù)在一個月以上,有時甚至一收縮,而底部集料較多,彈性模量較大,對表面混凝土 年半載,而且裂縫產(chǎn)生在表層很淺的位置,裂縫細(xì)微,的限制作用較強(qiáng),使得混凝土表面更容易開裂。
2、加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù),及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊麻片等。保持混凝土終凝前表面濕潤,或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑。
3、澆筑前潤濕模板
4、施工振搗適度。但是如果振搗過度,那么容易使集料下沉,造成表面混凝土的含水量和水泥漿量較大,而底部集料較多,容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
5、3.1 干燥收縮裂縫產(chǎn)生的原因
解決措施
1.3 路基沉降裂縫
危害
路基的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的,由于路面板遭到破壞后,要對路基有質(zhì)量問題的地段返工是不可能的,且水泥混凝土板難修補(bǔ)。當(dāng)基層的半剛性材料產(chǎn)生裂縫以后,在基層與瀝青面層之間的地帶就會形成一個非常薄弱的點,那么路面的行車會對這個點造成一定的壓力,加之溫度的變化,在瀝青面層的地層就會因為承受不了這種拉應(yīng)力而發(fā)生裂縫,這種裂縫在外界因素的作用下,就會慢慢的向上擴(kuò)展,直到瀝青面層的表面,就會產(chǎn)生裂縫。
措施(1)基層的影響。基層平整度達(dá)不到要求,造成混凝土板厚不均,且會大大地增加其與混凝土界面的摩阻力,易在較薄弱路面開裂,如基層標(biāo)高失控,造成路面厚度不一致,過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面,在混凝土收縮時,難以承受拉應(yīng)力而開裂;基層的密實度不均勻,造成路面的不均勻沉降,在密實度較弱處產(chǎn)生裂紋,壓實度應(yīng)滿足《公路路基設(shè)計規(guī)范》要求;軟弱地基未做好加固處理,隨著上部荷載的增加以及時間的增長,產(chǎn)生了地基沉降。板下的基礎(chǔ)變形不均勻會使混凝土板與基層脫空,在車輪荷載的作用下,板會產(chǎn)生過大的彎拉應(yīng)力而使板塊斷裂;
(2)其次要注意排水,對可能危害路基穩(wěn)定的地面水和地下水采取必要的防水排水措施,使之遠(yuǎn)離路基。有的路基處于潮濕類型時。應(yīng)在土基上設(shè)置墊層來改善土基水穩(wěn)狀況。此外,基層干燥會吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,強(qiáng)度降低,導(dǎo)致開裂。
(3)路基填筑過程中,要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好填料,控制松鋪厚度和粒徑,控制壓實含水量與最佳含水量之差在規(guī)定的范圍內(nèi),每層填筑要用平地機(jī)等機(jī)械整平后壓實,形成橫向路拱,做好臨時排水使路基干燥等。
(4)基層填筑材料也是防止路面裂縫的措施之一,采用整體性好、具有較高模量的半剛性材料做基層,可以確保混凝土路面使用品質(zhì),并延長其壽命。因此,對基層的基本要求是剛度大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好,并且具有抗凍性。所以和瀝青路面一樣,采用無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類剮性基層為好。特重交通道路基層采用貧混凝土、水泥穩(wěn)定砂礫、水硬性工業(yè)廢渣穩(wěn)定類或瀝青混合料類為宜。
但是攤鋪面層前水泥穩(wěn)定碎石基層由于行車碾壓造成表面凸凹不平,摩阻力增大,這時易產(chǎn)生斷板。這就是為什么較高等級水泥混凝土路面反而比鄉(xiāng)道斷板多的主要原因。較高等級水泥混凝土路面基層一般為水泥穩(wěn)定碎石,而鄉(xiāng)道水泥混凝土路面基層一般為灰土。水泥混凝土與水泥穩(wěn)定碎石的結(jié)合產(chǎn)生的摩阻力較水泥混凝土與灰土產(chǎn)生的摩阻力要大的多。當(dāng)水泥混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力大于自身的抗拉強(qiáng)度,而水泥混凝土與基層間的摩阻力又很大,使其不能自由伸縮,就會在薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生裂縫,最后導(dǎo)致斷板。加強(qiáng)減摩層(混凝土板體底面和基層頂面間)施工質(zhì)量,板體在剛澆筑后,混凝土強(qiáng)度不足,當(dāng)基層表面與混凝土面板底面的摩阻力很大,混凝土面板收縮和膨脹不能自由滑動時,就使板內(nèi)的拉應(yīng)力增加,此時基層的裂縫也極容易反射到混凝土面板上而形成斷板。滑動層設(shè)置形式一般有:(1)在基層上灑瀝青透層油;(2)設(shè)1厘米厚的砂子(或瀝青砂)滑動層:(3)用塑料薄膜設(shè)置滑動層。以上方法也可以組合使用。
(5)對土基的要求首先要保證有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的均勻性,路面基層材料拌和不均勻會使路面基層的強(qiáng)度差異較大,發(fā)生不均勻沉降,極易造成路面板開裂,路基發(fā)生不均勻沉降,導(dǎo)致混凝土路面開裂,一般路基不均勻沉降主要發(fā)生在:
(1)填挖相交斷面處,半填半挖結(jié)合處,新老路基交接處,土基密度不同部位;
(2)軟弱地基、濕陷性黃土等特殊路段;
(3)橋涵、構(gòu)造物附近壓實機(jī)械難以施工的部位;
(4)路基不同填料的界面或?qū)用妗?/p>
1.4 化學(xué)收縮
水泥作為一種水硬性膠凝材料,加水后經(jīng)水化反應(yīng)形成水泥漿體。由于水化前后反應(yīng)物和生成物的平均密度不同,造成水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小,形成水泥混凝土收縮出現(xiàn)裂縫。其收縮量隨混凝土的齡期延長而增加,雖然收縮量非常的小,但是會在混凝土面板里產(chǎn)生微細(xì)的裂縫,影響到面板的承載性能和耐久性。
1.5 施工工藝
1)過振或漏振。混凝土澆筑時如果在一個斷面振搗過多就會造成該斷面分層離析,導(dǎo)致租骨料集中于下層,含漿量少,其收縮值小,而細(xì)骨料集中于上層,含漿量大,收縮值大,表面收縮裂縫增加;如果出現(xiàn)漏振,就會造成混凝土不密實、有蜂窩、空洞等缺陷,形成強(qiáng)度薄弱點,也易出現(xiàn)裂縫甚至造成斷板。
振搗不密實,形成的混凝土強(qiáng)度不足或不均勻,易導(dǎo)致早期開裂斷板。在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀,形成水泥混凝土振搗不均勻,將造成混凝土的密實度不均勻了承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域,從而易使混凝土面板產(chǎn)生裂縫以致斷板。在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實,振搗過程應(yīng)嚴(yán)格控制振搗棒的有效作用距離,振搗時間應(yīng)以拌和物表面全部液化、表面不再有氣泡和泛水泥漿為限,同時不宜過振,以防產(chǎn)生離析。在邊角處要振搗充分,不得漏振.2)混凝土拌和時間不夠,或者所用拌和設(shè)備性能差,都會使混凝土發(fā)生各種施工缺陷,包括產(chǎn)生裂縫。進(jìn)行混凝土攪拌時采取先把水、水泥和砂攪拌均勻后,再把石子投放進(jìn)去加以攪拌,這種攪拌工藝稱為“裹砂法”,其最大的優(yōu)點是無泌水現(xiàn)象,大大減少了混凝土上下層強(qiáng)度差,能有效防止水分向石子與水泥砂漿面處集中,確保了硬化后的界面過渡層結(jié)構(gòu)密實,提高了粘結(jié)強(qiáng)度。
3)切縫時間太遲:混凝土板路面切縫時間應(yīng)控制得當(dāng),太早易造成切縫處松散,強(qiáng)度降低太遲則易引起斷板。由于機(jī)具故障或操作人員切縫時間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足,或者切縫間距過長造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的25% ~30%時進(jìn)行切縫,切縫深度控制在1/3~1/4板厚,不要太淺或太深。切得太深,則不規(guī)則斷裂面積過小,板間的傳荷能力難以得到保證;切得太淺,混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠,難以保證斷裂在切縫處產(chǎn)生,面層上會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。在施工中,常以“溫度、小時” 來控制,即水泥混凝土澆注后的時間與溫度的乘積作為控制常數(shù),切割時間一般控制在200℃ ·h左右。混凝土面層切縫未與基層切縫對齊時也易產(chǎn)生斷板。基層應(yīng)力在切縫處釋放,形成面層的應(yīng)力集中區(qū),當(dāng)應(yīng)力超過混凝土面板的抗拉強(qiáng)度時形成橫向貫穿裂縫。
4)混凝土澆筑間斷。因停電、機(jī)械故障、運輸不暢、氣候突變、停料等原因使混凝土澆筑作業(yè)中斷,再澆筑時未按施工縫處理,新舊混凝土由于結(jié)合不良和收縮不一致會形成一條不規(guī)則的接縫。當(dāng)混凝土供應(yīng)不上,或攪拌樓出現(xiàn)故障時,停機(jī)待機(jī)時間不得超過混凝土初凝時間的2/3,超出此時間,應(yīng)按縮縫或脹縫位置做施工縫,避免在施工面板上出現(xiàn)施工冷縫。以防止因不設(shè)施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況,應(yīng)及時采取措施,對已形成強(qiáng)度的混凝土板應(yīng)加快切縫進(jìn)度,減少冷收縮裂縫的產(chǎn)生。
5)養(yǎng)護(hù)原因。高溫季節(jié)或寒冷季節(jié)養(yǎng)護(hù)不善,或忽視了板邊角等細(xì)部的養(yǎng)護(hù),致使混凝土板各處強(qiáng)度增長不同,收縮不勻造成斷板。在夏季施工時,路面澆注待終凝后要立即覆蓋或噴灑養(yǎng)護(hù)劑,視氣溫情況均勻灑水,從而保證混凝土強(qiáng)度正常增長,防止因缺水干縮而產(chǎn)生裂縫。尤其是氣溫高,濕度小,風(fēng)速大的不利條件下,就會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快,從而形成干縮裂縫。
6)施工車輛過早通行。某些施工作業(yè)面,由于受到地理條件的限制或因混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)需要在混凝土強(qiáng)度不足條件下過早地通車,產(chǎn)生荷載應(yīng)力,這是產(chǎn)生裂縫的又一個原因。開放交通過早或在水泥混凝土凝固期內(nèi),受振動干擾過大,影響其強(qiáng)度形成而導(dǎo)致貫穿裂逢產(chǎn)生。如邊施工邊通車路段,為趕工期而提前通車,或施工期間另半幅通車,車輛顛簸跳動引起振動,影響水泥混凝土的強(qiáng)度形成。
7)傳力桿的一端要固定在混凝土內(nèi),而另一端則涂以瀝青并套上套筒,使用木屑和彈性材料填充傳力桿的筒底及其桿端的空隙處,這樣有利于板自由收縮。傳力桿布置時,必須與路面平行,以保證其伸縮方向。若傳力桿安裝不當(dāng),上下翹曲,則在混凝土收縮時,傳力桿對混凝土板產(chǎn)生壓應(yīng)力,引起混凝土板拉裂。且需應(yīng)確保傳力桿插入深度位于混凝土面層厚度中心,防止插入過淺產(chǎn)生傳力桿位置處縱向裂縫。
8)壓實度不足。壓實不均勻路段,在路面長期使用過程中,由于水溫條件的變化和行車荷載作用,路基產(chǎn)生不均勻沉降,致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯臺,面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。
9)鋪設(shè)面層不及時 基層成型養(yǎng)生結(jié)束后,要及時攤鋪混凝土面層,以防基層暴露時間過長而產(chǎn)生干縮裂縫,從而導(dǎo)致路面反射裂縫的產(chǎn)生。若基層產(chǎn)生裂縫,需設(shè)置應(yīng)力吸收層并加鋪土工布或油毛氈,以防裂縫反射至面層。
10)加強(qiáng)對下承層的清掃和灑水,避免因下承層過量吸附混凝土底面水分,造成混凝土底面失水過多、強(qiáng)度降低和形成干縮裂縫。
1.6 材料原因
3.1 原材料不合格
(1)水泥安定性差,強(qiáng)度不足。不同標(biāo)號和品種的水泥混雜使用,硬化時間及收縮量不一樣,會形成裂縫;水泥強(qiáng)度不足也會影響混凝土的初期強(qiáng)度,使開裂斷板的機(jī)率大大增加,水泥受潮或過期,可使混凝土強(qiáng)度不足,從而導(dǎo)致混凝土開裂。水泥的水化熱高、收縮大,也易導(dǎo)致開裂。堿骨料反應(yīng):砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鈉和氫氧化鉀會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并在集料表面生成一種堿硅酸凝膠體,這種凝膠體吸水后體積產(chǎn)生膨脹,使混凝土結(jié)構(gòu)破壞,出現(xiàn)較深的網(wǎng)裂,這就是“堿骨料’飯應(yīng);水泥熟料如鍛燒不充分,會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣,因它的水化過程很慢,導(dǎo)致水泥己凝結(jié)硬化后仍繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象,使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。
(2)集料(砂、碎石等)含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。水泥混凝土中水泥石與集料的界面粘結(jié)不良,往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)含量超過規(guī)范要求,必然會造成界面缺陷,容易開裂;混凝土中集料平均粒徑偏大會導(dǎo)致集料孔隙過大、水泥砂漿集中、局部收縮加大,使混凝土路面出現(xiàn)裂縫。
(3)混凝土中集料平均粒徑偏大會導(dǎo)致集料孔隙過大、水泥砂漿集中、局部收縮加大,使混凝土路面出現(xiàn)裂縫。
3.2 混凝土配合比不當(dāng)
混凝土施工配合比與設(shè)計配合比差距較大。含砂率不適當(dāng),骨料種類不佳,選用外加劑不當(dāng)?shù)龋@幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。施工中常因粗細(xì)骨料計量不準(zhǔn),造成實際配臺比與設(shè)計配合比相差較大或水灰比過大,使混凝土強(qiáng)度降低,引起路表離析,引起早期橫向裂縫。
(1)水灰比偏小。混凝土中引起收縮的主要是水泥石部分,過多的水泥用量,必然會導(dǎo)致較大的收縮。水灰比越小,混凝土的塑性變形就越大。
(2)水灰比偏大。水泥完全水化所需的結(jié)合水最低水灰比約0.26~0.29,施工中采用較高的水灰比是為了滿足和易性需要。但偏大的水灰比,增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度,影響了混凝土強(qiáng)度,水灰比越大,混凝土的干縮性就越大
(3)施工中計量不準(zhǔn),尤其是未根據(jù)集料中的含水量及時調(diào)整用水量,會影響混凝土的配合比的準(zhǔn)確性,從而影響其初期強(qiáng)度。
(4)一般情況下,混凝土配合比按“飽和面干(指表面干燥無明顯含水而內(nèi)部孔隙率充滿水的狀態(tài))”狀態(tài)設(shè)計,如使用長期在日光爆曬下的過干集料,會大量吸收拌和用水而影響水灰比的準(zhǔn)確性,影響混凝土強(qiáng)度。或者對石砂的含水量把握不準(zhǔn)確也會導(dǎo)致水灰比偏差。
1.7 邊界原因
(1)
在雙幅路面施工中,已澆筑一邊的縮縫在另一邊未開始澆筑前已經(jīng)裂通,氣溫下降一定幅度時,斷裂的縮縫兩邊混凝土板收縮,這樣后澆筑還未切割的混凝土板受到較大的拉應(yīng)力,而這時其混凝土強(qiáng)度還較低,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土初期抗拉強(qiáng)度時,就會在先澆筑板縮縫對應(yīng)位置發(fā)生不規(guī)則裂縫。
(2)有中央分隔帶路緣石等的高速公路和街道施工中,路緣石常設(shè)有混凝土平基背座,由于路緣帶先于路面施工,當(dāng)溫度下降時路緣帶本身會收縮,路緣帶下半部具有粗糙面會在初期強(qiáng)度很低的混凝土面板在路緣帶裂縫處產(chǎn)生邊界裂縫。
2早期裂縫的處理
(1)對輕度干縮裂縫或細(xì)小裂紋,通常完工后不再發(fā)展,輕者可不予處理,重者及時發(fā)現(xiàn)后用干水泥密封,保持縫隙飽滿且不產(chǎn)生滲水。(2)對于裂縫寬度大于0.5mm 的中裂縫也可以用水泥灌漿法或化學(xué)灌漿法處理,將水泥漿用壓漿泵壓入裂中,把裂縫膠結(jié)起來,使其成為整體。
(3)當(dāng)板塊裂縫較大時,應(yīng)先沿裂縫兩側(cè)一定范圍劃出標(biāo)線,標(biāo)線與中線:垂直或平行,然后沿線切齊,鑿去標(biāo)線間混凝土,澆注心混凝土。
(4)當(dāng)路面板斷裂、破碎或板角斷裂時,若裂縫離接縫較近,可將接縫1.5m范圍內(nèi)混凝土鑿除;若斷板位于板塊中間位置,需將整塊板全部鑿除,處理好基層后重新澆注混凝土。(5)對水泥混凝土板塊細(xì)小裂縫的處理:如果裂縫無剝落或輕微剝落,裂縫寬度小于3mm的細(xì)小裂縫,可采用灌入粘結(jié)劑的方法進(jìn)行修補(bǔ)。粘結(jié)劑材料有聚胺脂、聚硫環(huán)氧樹脂、甲凝、環(huán)氧樹脂等高分子樹脂工程材料。粘結(jié)劑灌入方法有直接灌入法、噴嘴灌入法、鉆孔灌漿法、注射器注射法。灌入粘結(jié)劑前必須將裂縫內(nèi)雜物清理干凈。
(2)對于水泥混凝土龜裂、網(wǎng)裂、脹縫、施工縫、縮縫處的局部破壞裂縫的處理可采用局部同標(biāo)號混凝土換板進(jìn)行修補(bǔ)。按裂縫兩側(cè)至少各20cm的寬度放樣,按畫線范圍開鑿至貫通板厚,在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞,深10cm,直徑4cm,水平間距3O~40cm。每個洞應(yīng)先將其周圍潤濕,插入一根直徑18~20cm、長約20cm的鋼筋,然后用快凝水泥砂漿填塞搗實,等砂漿干硬后澆筑混凝土搗實至與路面相平嘲。
(1)直接灌人法
直接灌入法適用于施工過程中產(chǎn)生的收縮裂縫,這種方法一般在路面開放交通前采用聚硫環(huán)氧等直接在路面裂縫內(nèi)澆灌進(jìn)行修補(bǔ)。(2)噴嘴灌漿法
當(dāng)部分路段出現(xiàn)裂縫時,嚴(yán)重影響了路面的外觀質(zhì)量和道路的使用壽命,為了確保該路段的功能和車輛安全通行,可采用噴嘴灌漿法進(jìn)行修補(bǔ),這種方法處理后相應(yīng)路段的外觀質(zhì)量得以保證,還可確保行車舒適性,道路使用壽命等功能。(3)鉆孔灌漿法
先用沖擊鉆沿裂縫打一排直徑約為1.5 ClTI的孔槽,形成帶狀槽,用高壓氣體清除槽內(nèi)和裂縫內(nèi)的雜質(zhì)與殘屑,然后用潔凈小顆粒碎石填充于小孔槽內(nèi),填充好后沿孑L槽灌漿,最后用丙乳膠拌和水泥覆蓋槽口,可起到裝飾作用,槽口覆蓋完成后,最后用紅外線燈將修補(bǔ)好的裂縫加熱1~2 h,以加快其強(qiáng)度的形成。2.3表面覆蓋法
表面覆蓋縫法所使用的涂層材料通常包括底層材料和表面涂層材料兩種。其施工步驟一般為:表面處理— — 涂底層涂料(為保證一定的膜漆厚度通常應(yīng)盡量采用輥涂施工)—— 待底漆表干后涂表層涂料,并應(yīng)涂刷兩道。表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫的環(huán)境溫度宜為5~35~C,環(huán)境相對濕度小于85%,并應(yīng)避開雨泥土雜物侵入較為嚴(yán)重的裂縫,首先沿著裂縫將縫口擴(kuò)寬,再除去其中的雜物,最后填入修補(bǔ)材料,主要依靠材料自身的滲透性能,從而使裂縫得到修復(fù)。擴(kuò)縫注漿法的施工過程與直接注漿法大體一致.二者之間最主要的區(qū)別在于擴(kuò)縫注漿首先要沿裂縫兩側(cè)切出一條10—15ram寬、5~10mm深的“V”形小槽。擴(kuò)縫注漿法的施工工藝流程大致如下:切割一擴(kuò)縫一翻挖一黏結(jié)界面清理一護(hù)圍一黏強(qiáng)劑配料一攪拌一澆筑一 振搗一抹平一養(yǎng)護(hù)一觀察一開放交通。
標(biāo)線,最小寬度不宜小于lm,標(biāo)線應(yīng)與中線垂直,然后沿縫鋸齊,鑿去標(biāo)線間的混凝土,澆筑新混凝土。
1.當(dāng)板塊裂縫較大,咬合能力嚴(yán)重削弱時,應(yīng)局部翻挖修補(bǔ),先沿裂縫兩側(cè)一定范圍劃出 2.整塊板更換。
3.用聚合物灌漿法封縫或沿裂縫開槽嵌入彈性或剛性粘合修補(bǔ)材料,起封縫防水作用。4.如屬于土基沉陷等原因引起的,則宜先從穩(wěn)定土基著手或者等待自然穩(wěn)定后,再著手修復(fù)。別是由于基層不密實引起的斷板的處理應(yīng)及時挖除混凝土,地基補(bǔ)強(qiáng)后,加設(shè)鋼筋網(wǎng)片,再用同標(biāo)號混凝土澆筑。在過渡期可采取一些臨時措施,如封縫防水;嚴(yán)重影響交通的板塊,挖除后可用瀝青混合料修復(fù)。
5.裂縫的修復(fù),如采用一般性的擴(kuò)縫嵌填或澆筑專用修補(bǔ)劑有一定效果,但耐久性不易保證;采用擴(kuò)縫加筋的辦法進(jìn)行修補(bǔ)具有較好的增強(qiáng)效果。
6.翻挖重鋪是一個常用的有效措施,但基層必須穩(wěn)定可靠,否則必須首先從加強(qiáng)、穩(wěn)定基層方面人手。
7.如混凝土在初凝前出現(xiàn)龜裂,可采用鏝刀反復(fù)壓抹或重新振搗的方法來消除,再加強(qiáng)濕潤覆蓋養(yǎng)護(hù)。
8.一般對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無甚影響,可不予處理。
9.必要時應(yīng)用注漿進(jìn)行表面涂層處理,封閉裂縫。
1、對表面裂縫的處理.是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料,為防止混凝土繼續(xù)開裂.在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等;
2、灌漿法主要適用于對橋梁結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ),它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土裂縫中,膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體,從而起到封堵加固的目的。
3、嵌縫法是沿著裂縫鑿槽.在槽中嵌填塑性或剛性止水材料. 以達(dá)到封閉裂縫的目的。
4、當(dāng)裂縫影響到橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的性能時,要采取加固法進(jìn)行處理。
一、而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制,如果水灰比忽大忽小,在攤鋪時又不注意攤鋪的均勻性,就會造成水灰比不同的片塊,在其交界結(jié)合部,由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同而造成裂縫和斷板的產(chǎn)生。
二、水泥熟料如鍛燒不充分,會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣,因它的水化過程很慢,導(dǎo)致水泥己凝結(jié)硬化后仍繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象,使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。
三、季施工還應(yīng)做好防雨、遮陽工作。混凝土早期的及時養(yǎng)護(hù),能有效的保持適宜的溫濕條件,使混凝土不受不利溫、濕度變形的影響,防止冷縮和干縮。并能使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度和抗裂能力。
四、而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制,如果,水灰比忽大忽小,在攤鋪時又不注意 攤鋪的均勻性,就會造成水灰比的不同片塊,在其交界結(jié)合部,由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同,形成裂縫和斷板的情況。
五、混凝土早期的及時養(yǎng)護(hù),能有效的保持適宜的溫濕條件,使混凝土不受不利溫、濕度變形的影響,防止冷縮和干縮。并能使水泥水化作用順利進(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度和抗裂能力。
第五篇:瀝青混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理
近幾年,城市道路建設(shè)發(fā)展速度。瀝青混凝土路面較之水泥混凝土路面具有行車舒適性好、噪音小、對路基或不均勻沉降適應(yīng)性強(qiáng)、修復(fù)快等優(yōu)點,日益被越來越多的應(yīng)用到城市道路建設(shè)中。但在各種因素影響下,瀝砼路面會出現(xiàn)裂痕、車轍、深陷、泛油、擁包等現(xiàn)象,其中裂痕現(xiàn)象最為普遍,如得不到及時處理,會影響到道路的正常使用功能。為此,筆者就瀝青砼路面裂縫的成因及預(yù)防、治理措施做一探討。
一、瀝青砼路面裂痕的成因:
裂縫是瀝青砼路面最常見的病害之一,它的產(chǎn)生原因主要是路面整體強(qiáng)度不足以適應(yīng)實際交通負(fù)荷,多在不利水溫狀況的季節(jié)出現(xiàn)。按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。
1、橫向裂縫:橫向裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,縫長貫穿部分路幅或整個路幅。裂縫一般比較規(guī)則,沿路面大致呈均勻分布,裂縫間距的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。
橫向裂縫成因主要有三個方面:
(1)地基及基礎(chǔ)沉降差異引起的橫向裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處,因地基或路基與構(gòu)造物差異沉降導(dǎo)致基層開裂,并反射到瀝青面層,形成橫向裂縫。
(2)材料收縮引起橫向裂縫。一方面在基層成型過程中,因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫,另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使面層底面承受拉力,當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時就使瀝青面層底部拉裂,并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層裂縫。
(3)瀝青及混凝土的溫縮引起的裂縫。因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料,溫度下降時,瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形,當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青砼的抗拉強(qiáng)度時,瀝青路面表面就會被拉裂,并逐步向下發(fā)展,形成上寬下窄的橫向裂縫。
2、縱向裂縫:裂縫走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一。縱向裂縫形成的主要原因有以下四個方面:(1)地基原因。有些路段處于坑槽或出現(xiàn)彈簧土情況,在施工時處理不到位,在回填土后,由于地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降,造成路面縱向開裂。
(2)路基施工原因。由于土基施工時路基材料含水量不合適或壓路機(jī)械壓不到位而造成的路基壓實不均勻。
(3)水的滲透、侵蝕破壞。花壇、路表、邊坡等滲水,使局部路基受水浸泡后承載力值降低,在動靜荷載的作用下,路基滑動產(chǎn)生裂縫。
(4)接茬原因。瀝青面層分路幅攤鋪時,兩幅接茬處未處理好,在車輛荷載及大氣因素作用下逐漸開裂。
3、網(wǎng)狀裂縫:網(wǎng)狀裂縫縱橫交錯,縫寬1mm以上,縫距40cm以下,1m2以上。它是相互交錯的疲勞裂縫,形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開裂,它的初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫,而后在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫,形成縫網(wǎng)。
網(wǎng)裂主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起的。其產(chǎn)生原因主要有下列三種:
(1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,路基路面壓實度不足,路面材料配合不當(dāng)或未拌和均勻等使瀝青與石料粘結(jié)性差。
(2)路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填,致使水份滲入下層,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復(fù)作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿,基層表面被逐步淘空,產(chǎn)生網(wǎng)裂。
(3)瀝青老化和汽車嚴(yán)重超載,使基層產(chǎn)生疲勞破壞也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的重要原因。
二、裂縫的預(yù)防措施:
1、產(chǎn)品生產(chǎn)前對原材料特別是瀝青做試驗,根據(jù)《瀝青路面施工及驗收規(guī)范》要求,按本地區(qū)氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。
2、合理組織施工,盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理,應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料,然后預(yù)熱軟化接縫處,涂刷乳化瀝青,再鋪筑新混合料。碾壓時,壓路機(jī)在已壓實的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15-20cm,直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫,如分幅攤鋪時,前后幅應(yīng)緊跟,上、下層的施工縱縫應(yīng)錯開15cm以上,攤鋪時控制好松鋪系數(shù),使壓實后的接縫結(jié)合緊密、平整。
3、瀝青路面攤鋪前,對下臥層需認(rèn)真檢查,及時清除泥灰,處理好軟弱層,保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前,須銑削原路面后再加鋪,以延緩反射裂縫的形成。
4、處理好地基。路基應(yīng)分層填筑和壓實合格,使路基盡可能均勻,特別在預(yù)先采取措施防止地表面水滲入地基的情況下,可以大幅度減+少縱向裂縫的數(shù)量,同時顯著延緩縱向裂縫出現(xiàn)的時間。
三、裂縫的治理措施:在瀝青路面出現(xiàn)微小裂縫時就必須及時處理整治。
1、對于橫向裂縫的處治方法
(1)對于基層開裂、瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫,如縫寬較小可不予處理,如寬度在3mm以上,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。如縫寬在5mm以上,可將縫口雜物清除,或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈,采用瀝青砂或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充搗實、封口。(2)對于由路基破損或沉降引起的橫向裂縫,如出現(xiàn)錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的,則需沿橫縫兩側(cè)各50cm~100cm范圍開槽,將破損或沉降結(jié)構(gòu)層鏟除,更換水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料進(jìn)行基層的處理,然后進(jìn)行瀝青面層的恢復(fù)。
2、對于縱向裂縫的處治方法主要有以下幾種:
(1)對于細(xì)裂縫(2-5mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如sbs改性瀝青)灌縫。灌縫前,必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾,并使縫內(nèi)干燥。灌縫后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
(2)如縱縫進(jìn)一步發(fā)展,出現(xiàn)啃邊、錯臺且裂縫寬大于5mm,則需銑刨上面層和中面層(銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各1m),將軟弱層或不穩(wěn)結(jié)構(gòu)層鏟除,更換水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料進(jìn)行基層的處理,然后進(jìn)行瀝青面層的恢復(fù)。(3)對于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫,除按方法(1)處治外,還應(yīng)根據(jù)裂縫成因,采取排水、邊坡加固等措施,以使裂縫穩(wěn)定不繼續(xù)發(fā)展。
3、網(wǎng)裂的處治方法如下:對于輕微網(wǎng)裂可用玻璃纖維布罩面,對于大面積的網(wǎng)裂、常加鋪乳化瀝青封層或在補(bǔ)強(qiáng)基層后,再重新罩面,修復(fù)路面。瀝青混凝土路面裂縫問題不容忽視,應(yīng)仔細(xì)分析瀝青混凝土路面裂縫的成因,采取積極的預(yù)防措施和相應(yīng)的治理措施,以提高瀝青混凝土的質(zhì)量,保證其良好的服務(wù)能力。