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摘要:為更好地總結(jié)高寒地區(qū)水泥混凝土路面的裂縫防治處理措施,文章結(jié)合高寒地區(qū)昌都公路項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)高寒地區(qū)水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,提出了混凝土路面裂縫的局部裂縫修補(bǔ)、表面龜裂的修補(bǔ)、貫穿性裂縫修補(bǔ)及嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)裂縫處理四方面的裂縫治理措施,并提出了混凝土路面的裂縫預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:高寒地區(qū);水泥混凝土路面;裂縫治理;裂縫防治
1引言
現(xiàn)如今越來越多的學(xué)者針對(duì)混凝土路面施工技術(shù)進(jìn)行深入研究,從而持續(xù)推動(dòng)混凝土路面的健康發(fā)展。但是在一些高寒地區(qū),水泥混凝土在寒冷條件下,內(nèi)部孔隙水逐步結(jié)冰,發(fā)生膨脹,使混凝土產(chǎn)生裂紋甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。國內(nèi)學(xué)者針對(duì)高寒地區(qū)的混凝土路面裂縫的防治及處理措施研究相對(duì)較少。本文以昌都公路項(xiàng)目為例,對(duì)高寒地區(qū)水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并提出了相應(yīng)的防治處治措施。
2工程概況
昌都公路項(xiàng)目全長135.378km,公路等級(jí)為四級(jí)公路,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為10年,混凝土路面寬3.5m,采用20cm砂礫石墊層+20cm混凝土面層的結(jié)構(gòu)形式。昌都市為高海拔地區(qū),由于養(yǎng)護(hù)期氣候條件的限制,極易造成混凝土路面裂縫產(chǎn)生,無法滿足使用年限要求。為提高高寒地區(qū)混凝土路面的施工質(zhì)量,本文通過對(duì)昌都公路項(xiàng)目混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析,歸納總結(jié)出高寒地區(qū)水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施。昌都公路項(xiàng)目位于昌都市江達(dá)縣,施工地點(diǎn)平均海拔4000m,路面施工時(shí)間主要集中在2019年5月至9月。施工期夜間氣溫較低、晝夜溫差大。以2019年6月為例,施工現(xiàn)場氣溫情況如下:
3高寒地區(qū)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
高寒地區(qū)夜間氣溫較低、晝夜溫差大、空氣干燥、風(fēng)速大,混凝土養(yǎng)護(hù)條件有限,是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因,歸納為以下幾條造成混凝土裂縫的問題。①高寒地區(qū)夜間氣溫較低,混凝土的早期強(qiáng)度增長非常緩慢,難以抵抗應(yīng)力破壞,產(chǎn)生裂縫。②混凝土的勻質(zhì)性差,受到彎拉應(yīng)力影響產(chǎn)生裂縫。③路基壓實(shí)度不足,過早開放交通。④新澆筑的混凝土對(duì)溫度的影響非常敏感,高寒地區(qū)夜間氣溫較低,在低溫環(huán)境下,混凝土的強(qiáng)度增長非常緩慢,在很長的一段時(shí)間內(nèi),都無法抵抗因?yàn)闀円箿夭畲?、混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力。⑤高寒地區(qū)路基、路面受凍融影響產(chǎn)生裂縫。⑥高寒地區(qū)空氣干燥、風(fēng)速大,混凝土失水產(chǎn)生干縮裂縫。
4混凝土裂縫的治理
4.1局部裂縫的修補(bǔ)
局部裂縫采用擴(kuò)縫灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)。首先根據(jù)裂縫形狀在裂縫兩側(cè)按一定寬度畫線放樣。然后沿畫線范圍鑿出深5cm~7cm的凹槽。最后將凹槽沖洗干凈,灌入細(xì)石混凝土并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù),防止車輛對(duì)其損壞。
4.2表面龜裂的修補(bǔ)
對(duì)于裂縫較為集中的表面龜裂,可在裂縫集中處畫一個(gè)長方形施工面,按畫線范圍將施工面鑿成5cm~7cm深的凹槽。之后將凹槽沖洗干凈,澆筑細(xì)石混凝土并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
4.3貫穿性裂縫修補(bǔ)
破損嚴(yán)重的貫穿性裂縫采用U型鋼筋進(jìn)行連接修補(bǔ)。施工時(shí)根據(jù)裂縫形狀在裂縫兩側(cè)畫線放樣,之后沿畫線范圍開鑿凹槽,深度為板厚的一半。接著將凹槽沖洗干凈,在凹槽底部裂縫的兩側(cè)鉆孔,間距30cm,深度貫穿板厚。最后將孔內(nèi)填滿高強(qiáng)度砂漿,插入φ20的U型螺紋鋼筋,用與原路面同強(qiáng)度的混凝土澆筑,并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
4.4嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)裂縫
對(duì)于嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)裂縫采用換板的方式處理,將混凝土板切割鑿除,對(duì)基層進(jìn)行處理。然后在切縫側(cè)板厚中央鉆孔,孔深10cm左右,水平間距30cm。每個(gè)孔植入一根φ20鋼筋,鋼筋長度20cm,然后用與原路面同強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行澆筑并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、切縫。
5混凝土裂縫的預(yù)防
5.1提高混凝土的早期強(qiáng)度
高寒地區(qū)的混凝土路面更易產(chǎn)生裂縫,針對(duì)這種情況可以采用添加早強(qiáng)高效減水劑的方式解決。早強(qiáng)高效減水劑同時(shí)具有早強(qiáng)性能和減水性能,在低溫條件下可大幅度提高混凝土的早期強(qiáng)度。
5.2控制混凝土的勻質(zhì)性
高原地區(qū)混凝土裂縫的產(chǎn)生有很大原因是因?yàn)槭艿綇澙瓚?yīng)力的影響,彎拉應(yīng)力對(duì)混凝土的勻質(zhì)性比較敏感,因此在施工中必須格外注意振搗。振搗的作用是提高混凝土的勻質(zhì)性,使混凝土密實(shí)均勻,在受到彎拉應(yīng)力時(shí),不存在薄弱部位。
5.3注重路基的填筑質(zhì)量
路基壓實(shí)度不足的情況下,混凝土路面過早通車也會(huì)使路面承受較大的彎拉應(yīng)力,產(chǎn)生裂縫。因此在施工中必須注意路基壓實(shí)度的控制,并且在澆筑完成后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理,路面強(qiáng)度達(dá)標(biāo)時(shí),才允許開放交通。
5.4減少熱脹冷縮的影響
混凝土具有熱脹冷縮的特性,受到高寒地區(qū)晝夜溫差大的影響,會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫,這是高原地區(qū)混凝土路面產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵。正確的切縫時(shí)機(jī)和方式,能夠有效控制熱脹冷縮的影響。切縫的作用是在混凝土路面上有規(guī)律的設(shè)置薄弱部位,引導(dǎo)混凝土所受的彎拉應(yīng)力在切縫處釋放,從而避免其他部位斷裂。施工中在加強(qiáng)振搗的同時(shí),全部采用軟切縫??紤]高原地區(qū)溫差較大,混凝土路面切縫的間距和深度均進(jìn)行了調(diào)整,路面切縫均按4m長等間距布置,切縫深度≥70mm,人和切縫機(jī)可在混凝土板面上行走時(shí)即開始切縫,避免了路面裂縫的產(chǎn)生。
5.5減少凍融的影響
對(duì)路基凍融影響的控制,主要是減少水對(duì)其的影響。施工中采用砂礫石進(jìn)行換填,對(duì)路基易受凍融影響的淤泥、膨脹土等,并合理設(shè)置邊溝和排水溝,避免流水侵入路基,以減弱凍融對(duì)其的影響。對(duì)路面凍融影響的控制,主要是控制混凝土含泥量,具體表現(xiàn)在對(duì)混凝土骨料進(jìn)行管理,使其含泥量達(dá)標(biāo)。泥的膨脹率、收縮率與混凝土不同,含泥量高的混凝土在凍融條件下更易產(chǎn)生裂縫。另外含泥量過大會(huì)降低混凝土骨料的界面粘結(jié)強(qiáng)度,從而降低混凝土的抗拉強(qiáng)度。
5.6控制干縮裂縫
①控制骨料粒徑。骨料的粒徑大小對(duì)混凝土的性能有顯著影響。當(dāng)骨料粒徑過大時(shí),骨料的總體表面積減小,與水泥漿的接觸面相應(yīng)的變小,使混凝土保水性變差。②控制水灰比。施工現(xiàn)場隨意提高水灰比,會(huì)使混凝土強(qiáng)度變低,保水性變差,并且在混凝土凝固過程中收縮率變大,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,使水泥混凝土出現(xiàn)裂縫。另外施工中還應(yīng)注意,水灰比不能忽大忽小。因?yàn)樗冶炔煌钠瑝K收縮比不同,在攤鋪時(shí)如果沒有攪拌、振搗均勻,會(huì)在分界處產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫,甚至斷板。③重視抹面。本工程水泥混凝土路面采用手扶式磨光機(jī)抹面,抹面時(shí)應(yīng)先用底部磨盤對(duì)地面進(jìn)行粗磨,當(dāng)混凝土面適合細(xì)磨的時(shí)候,把底部磨盤拆卸掉,再使用抹刀對(duì)地面進(jìn)行細(xì)磨。這樣可有效的提漿、找平、收光,提高水泥混凝土表面密實(shí)性,減少干縮裂縫的產(chǎn)生。④加強(qiáng)養(yǎng)生。高寒地區(qū)空氣干燥、風(fēng)速大、日照時(shí)間長,水泥混凝土面板澆筑完成,應(yīng)盡快采取措施減少其表面水分蒸發(fā)量,防止路面因迅速失水而產(chǎn)生干縮裂縫,本項(xiàng)目采用塑料薄膜保濕,同時(shí)在氣溫高時(shí)及時(shí)灑水濕潤,并預(yù)備保溫土工布,在夜間氣溫驟然變低時(shí),覆蓋保溫。
6結(jié)語
本文以昌都公路項(xiàng)目為例介紹了高寒地區(qū)混凝土路面裂縫防治措施,主要總結(jié)為以下幾點(diǎn):①提高混凝土的早期強(qiáng)度,并控制混凝土的勻質(zhì)性。②注重路基的填筑質(zhì)量,并減少熱脹冷縮的影響。③減少凍融的影響,并控制干縮裂縫,主要通過控制骨料粒徑、控制水灰比、重視抹面、加強(qiáng)養(yǎng)生四方面進(jìn)行控制。
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作者:嚴(yán)兆珍 單位:新疆路橋北疆工程建設(shè)有限公司