摘要:本文主要針對(duì)水泥砼路面施工裂縫的存在特征,對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行深入剖析,并針對(duì)由不同原因引起施工裂縫提出了相應(yīng)的技術(shù)防治措施,以便為業(yè)內(nèi)同行日后在從事類似工程的施工管理時(shí)能起到一定的參考作用。
　　關(guān)鍵詞:水泥路面;施工裂縫;產(chǎn)生原因;防治措施
　　
　　在水泥砼路面施工中,如果在施工組織方面組織不力或是安排不當(dāng),一不小心便會(huì)發(fā)現(xiàn)施工裂縫這個(gè)身影的存在。從理論上分析,施工裂縫的產(chǎn)生已經(jīng)在預(yù)示著施工中某一管理環(huán)節(jié)的缺失,而施工管理的缺失,將會(huì)引起水泥砼路面的提前破壞,縮短其設(shè)計(jì)的使用壽命,給工程造成一定程度的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)此,裂縫問題我們不得不重視。為了能有效地防范施工裂縫的出現(xiàn),最大程度上減少施工裂縫的發(fā)生,首先,我們必須對(duì)其產(chǎn)生的根本原因進(jìn)行剖析,從而才能制訂出有針對(duì)性的技術(shù)防治措施。下面,就讓我們先來了解一下引起水泥砼路面出現(xiàn)施工裂縫的原因主要有哪些方面。
　　
　　1 施工裂縫形成原因
　　
　　1.1 施工裂縫形成內(nèi)因
　　 水泥混凝土堆聚結(jié)構(gòu)的分層現(xiàn)象。水泥混凝土在澆搗過程中,都會(huì)發(fā)生不同程度的分層現(xiàn)象,由于混凝土形成堆聚結(jié)構(gòu)的過程中具有分層性,這種分層性使混凝土從表層到內(nèi)層其強(qiáng)度越來越強(qiáng),表層的抗拉能力最弱,這便是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。
　　 水泥的水化反應(yīng)。在拌和、振搗、凝結(jié)、硬化的過程中,水泥與水自始至終存在著水化反應(yīng),試驗(yàn)表明在水化反應(yīng)過程中混凝土有2 次升溫與降溫過程,混凝土的體積也有2 次脹、縮形變。如果混凝土體不受任何約束,這種脹縮變形就可以自由進(jìn)行。然而,事實(shí)上混凝土體在脹縮變形中,要受到其內(nèi)部集料及外部邊界的約束,這就使混凝土自由脹縮變形受阻,其內(nèi)部必然要產(chǎn)生相應(yīng)的拉壓應(yīng)力,且具有反復(fù)性。加之混凝土的導(dǎo)熱性能差,使表面與內(nèi)部的脹縮變形也不能同步進(jìn)行,這樣相互制約的約束也會(huì)產(chǎn)生拉壓內(nèi)應(yīng)力。
　　水泥混凝土的干縮作用。水在水泥混凝土中,大約只有水泥重量的15 %~20 %。水是水化反應(yīng)所必須的,其余大部分蒸發(fā)掉,使混凝土產(chǎn)生干縮變形。而其收縮量是不容低估的,根據(jù)有關(guān)資料介紹,由水泥混凝土中的水泥漿形成水泥石,在水泥石中只要產(chǎn)生3 %的體積變形,就足以使水泥石和集料界面上產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá)13 MPa。在混凝土凝結(jié)硬化期間,其內(nèi)部的抗拉強(qiáng)度很小,由于冷縮和干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此時(shí)的抗拉強(qiáng)度,因而導(dǎo)致了混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂縫。
　　1.2 施工裂縫形成外因
　　溫度的變化。由于熱脹冷縮的作用,氣溫較高的白天和上半夜?jié)仓�的混凝�?在次日早晨氣溫最低時(shí),必將產(chǎn)生體積收縮,即溫度變形�；蛴捎跍囟鹊募眲∽兓�,如因大風(fēng)、大雨造成的氣溫劇變,使混凝土急劇冷縮或干縮,加快了應(yīng)力集中及混凝土早期裂縫的形成速度,也就是說,是混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)不足以抵抗因溫度變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力,而形成早期裂縫。
　　夏季在陽光的暴曬和干熱風(fēng)影響下,砂、石料的溫度可高達(dá)60~70℃,拌制出來的混凝土的溫度可達(dá)40℃左右。溫度高,水泥水化反應(yīng)加快,混凝土凝結(jié)硬化快,和易性降低,易造成蜂窩、麻面,密實(shí)度降低,水分蒸發(fā)快,表面易干燥,養(yǎng)生不充分,造成強(qiáng)度降低,增加了出現(xiàn)干縮裂縫的可能性。
　　切縫工藝的影響。從理論上講,只要在水泥混凝土塊硬化收縮之前進(jìn)行切縫工藝,就可以克服早期裂縫的產(chǎn)生。但切縫工藝要求混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(約5~10MPa)方可進(jìn)行,否則縫口將是不規(guī)則毛邊,在這段時(shí)間內(nèi),由于化學(xué)收縮、干濕變形與溫度變形的變形量最顯著,而混凝土的強(qiáng)度低,容易產(chǎn)生早期裂縫。以前混凝土路面都是短脹縫距,先造成了有效的薄弱斷面,使收縮裂縫只能在縮縫處發(fā)生。現(xiàn)在普遍采用的長(zhǎng)脹縫和切縫施工工藝,給施工操作帶來了較大的便利,加快了施工進(jìn)度(一天最長(zhǎng)可澆筑350m) ,但較容易產(chǎn)生裂縫。
　　傳力桿安裝不當(dāng)。在某路段的一次施工中,有一種斷裂發(fā)生在切縫的15m范圍內(nèi),經(jīng)調(diào)查分析,是傳力桿放斜或自由端失效,致使混凝土板收縮受限制,產(chǎn)生路面斷裂。
　　混凝土配合比不均或拌和時(shí)間不足。施工中如果不能嚴(yán)格控制配合比,特別水灰比,也是釀成早期裂縫出現(xiàn)的重要外在因素之一。水灰比的大小直接影響混凝土的強(qiáng)度,也與干縮裂縫有關(guān)。水多,混凝土的干縮性就大;水泥量多,則塑性變形就大。骨料含泥量大,骨料表面形成泥漿薄膜的顆粒就多,骨料與水泥間的膠結(jié)力就會(huì)降低,混凝土內(nèi)部的薄弱部位就增多。配料不準(zhǔn)或攪拌時(shí)間不足,生產(chǎn)出的混凝土強(qiáng)度變化就不均勻,強(qiáng)度弱區(qū)應(yīng)力就容易集中,促使混凝土產(chǎn)生早期裂縫。
　　
　　2 技術(shù)防治措施
　　
　　選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法盡早開始養(yǎng)護(hù)。盡早開始養(yǎng)護(hù)并保持混凝土表面濕潤(rùn),可以防止蒸發(fā),減少收縮,保障混凝土表面水化順利進(jìn)行。對(duì)采用各種養(yǎng)護(hù)的新澆混凝土,爭(zhēng)取在混凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即開始養(yǎng)生,但養(yǎng)生時(shí)一般不能污染或損傷混凝土已成型表面,因此必須選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法及最佳的養(yǎng)護(hù)開始時(shí)間。用濕養(yǎng)生法養(yǎng)護(hù)時(shí),濕草袋或濕麻袋不能漏蓋,每天視氣溫情況均勻?yàn)⑺?養(yǎng)護(hù)期不少于14 d。在非雨季應(yīng)盡量采用噴塑養(yǎng)護(hù)工藝,該工藝在冬季可起一定的保溫作用,夏季可大大防止水分的過快蒸發(fā)。在夏季施工時(shí),應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐袼�降溫或在薄膜上涂一層石灰漿,以免在混凝土板中產(chǎn)生溫度梯度而開裂減少溫差效應(yīng),降低混凝土溫度
　　夏季高溫季節(jié)施工時(shí),要將暴曬于烈日下的砂石料灑水潤(rùn)濕,并盡量避開烈日高溫施工,以防止早期裂縫的產(chǎn)生。冬季施工要備好擋風(fēng)、保暖棚,并采取相應(yīng)的冬季施工措施。
　　降低混凝土溫度可以有效減少混凝土表面水分蒸發(fā)而造成的塑性收縮,防止熱裂縫的產(chǎn)生,同時(shí)可以降低硬化混凝土的溫度,減少混凝土由于溫度收縮而產(chǎn)生收縮裂縫的可能性。降溫可采用以下辦法: 用搭棚遮蓋等措施使新澆混凝土免受陽光直接照射,降低混凝土表面的環(huán)境溫度; 對(duì)混凝土的各種組成材料進(jìn)行降溫,控制混凝土新拌合物的溫度在32 ℃以下。夜間和早晨氣溫較低,基礎(chǔ)或模板的溫度也較低,因此,可以有效降低混凝土溫度和混凝土表面水分蒸發(fā)率。
　　優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)。通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì),選用級(jí)配良好的大粒徑集料,減少水泥用量,減小水灰比或摻加能減小收縮、防止開裂的材料或外加劑等,可以有效地減少水泥混凝土塑性收縮和干縮,提高混凝土的抗裂性能。
　　采用正確的切縫工藝
　　掌握切縫的合理時(shí)間。切縫的目的在于把混凝土內(nèi)部的應(yīng)力適時(shí)地釋放,而切縫又要求混凝土必須具備一定的強(qiáng)度。一般以混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)5~10MPa 時(shí)為適宜的切縫時(shí)間。另外,也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)確定,即用指甲在混凝土路面上劃痕,若不出現(xiàn)痕溝,只出現(xiàn)灰白色劃痕時(shí),則可切縫。
　　控制切縫的長(zhǎng)度和深度。切縫深度一般為板厚的1P3~1P4為宜(或按設(shè)計(jì))。切縫從一端走向另一端,如果端頭為填擋混凝土還沒有施工,可以留1cm左右不切通,以免填擋混凝土施工時(shí)水泥漿漏入縫內(nèi),待填擋混凝土切縫時(shí)一起切通。
　　掌握合理的拆模時(shí)間�？v縫施工時(shí),對(duì)已澆混凝土板的縫壁要均勻地涂刷二道60#瀝青,以減小側(cè)面的摩阻力,并把先澆與后澆的混凝土板隔開,防止斷裂傳遞。在模板接頭處,從模板內(nèi)側(cè)用油毛氈或水泥袋紙堵縫,防止?jié)仓�完的板塊側(cè)面暴露,同時(shí),達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)及時(shí)拆模,消除模板造成的板塊側(cè)面受力不均。
　　嚴(yán)格規(guī)范施工,確保工序質(zhì)量。一方面,在安裝傳力桿裝置時(shí),一定要保證自由端絕對(duì)自由,并垂直截面,以確保其使用功效。另一方面,在振搗過程中,采用3 次振搗法。即插入式振搗、平板震動(dòng)、振動(dòng)梁或整平機(jī)振動(dòng)。最后在混凝土表面使用真空吸水或收水抹面,進(jìn)一步排除混凝土中多余的水分,增加混凝土的密實(shí)度和提高混凝土的早期強(qiáng)度,同時(shí)使混凝土在初凝中產(chǎn)生的細(xì)微裂縫重新愈合。
　　
　　結(jié)束語:
　　
　　綜上所述,水泥砼路面施工裂縫的產(chǎn)生,其內(nèi)因與外因方面的因素都相當(dāng)復(fù)雜,但是,本人相信,只要我們能夠了解和查清致使施工裂縫的產(chǎn)生原因,并積極采取“預(yù)防為主”的技術(shù)措施,就能夠有效地減少各種裂縫問題的產(chǎn)生,從而才能確保水泥砼路面質(zhì)量,減少裂縫所造成的損失。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].JTG D40,2002. [2]公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].JTG D30-2003.