DOC《水泥混凝土路面裂缝成因及预防》

水泥混凝土路面裂缝成因及预防 傅仁安 邹垂振 (抚州市公路局 抚州 344000) 摘要:本文结合206国道金黄段运营一年后水泥混凝土路面缺陷情况调查,论述了水泥混凝土路面断板开裂的原因,并提出了一些预防措施.

关键词:道路工程;

水泥混凝土路面;

裂缝;

原因;

预防

0 前言抚州市先后进行了抚城线、316国道黄花段、206国道金黄段、206国道黄狮渡至南城段、316国道临金段以及206国道对金段公路水泥混凝土路面改造,对改善我市的公路状况,拉动区域经济的发展起到了积极的作用.随着公路的运营,由于水泥混凝土路面的非均质性、低韧性及现场环境条件,施工工艺水平的可变性,很难完全避免水泥混凝土路面的断板与开裂现象.根据近年来对水泥混凝土路面施工质量控制的经验,以及有关试验检测结果,本文着重结合206国道金黄段运营一年后水泥混凝土路面断板开裂的形式、产生破坏的原因谈一些粗浅的看法和认识,并试着提出一些预防处置的措施.

1 金黄段水泥混凝土路面缺陷调查 206国道金溪至黄狮渡段改建工程2002年12月底建成通车,2003年5月通过交工验收,经江西省交通工程质量监督站的检验评定,质量初验等级为优良.通车运营一年后,于2004年1月初指挥部对全线5个施工标段计26.79km水泥混凝土路面断板开裂情况进行了全面调查,调查结果如下表1. 表1 施工标段 A B C D E 断板块数

0 0

1 2

1 开裂块数

1 4

15 13

3 从缺陷调查情况来看,全线共发现横向断板4块,纵向裂缝3处,角隅及横向裂缝18块,桥涵面铺装板破损6处.

2 水泥混凝土路面断板开裂原因分析 2.1基层施工原因 2.1.1基层标高失控 造成路面厚度不一致,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂. 2.1.2摩阻力 基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱路面开裂.有资料显 示,水泥混凝土路面开裂的主要原因是混凝土的自 收稿日期:2004-07-29 身收缩及其与基层间的强大的摩阻力(包括静摩擦力与层间粘结剪应力). 调查显示,C标开裂板块很大一部分是由于以上原因造成的. 2.1.3开放交通 路面改造路段施工期间往往要开放交通,后浇筑路面板,由于基层承受交通压力,造成基层出现微裂缝,没有及时封堵,造成强度降低而引起面板早期破坏. 2.1.4路面发生不均匀沉降导致混凝土面板开裂 一般路基不均匀沉降主要发生在(1)填挖相交断面处,或半填半挖交接处;

(2)软弱地基;

(3)桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位;

(4)路基不同填料的界面;

(5)压实度不足.压实不均匀路段,在路面长期使用过程中,由于水温条件的变化和行车荷载的作用,路基产生不均匀沉降,致使沉降量不同的结合面产生错台,面板由于荷载作用导致断裂. 2.2传力杆失效 传力杆失效是指传力杆不能正常传递荷载.施工中,往往是由于传力杆安装不当,上下翘曲,则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土产生破坏,形成裂缝损坏. 按照新《水泥混凝土路面设计规范》,设计重交通时,在缩缝处要安装传力杆以分散车辆荷载.因此,对传力杆的安装尤其要引起重视. 2.3边界原因 2.3.1已浇筑半幅路面裂缝 在双幅路面施工中,已浇筑的一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通,气温下降时,断裂的缩缝两边混凝土板收缩,这样后浇筑但还未切割的混凝土板受到较大的拉应力,而这时其混凝土强度还较低,当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时,就会在先浇筑板缩缝对应位置发生不规则裂缝. 2.3.2已浇筑路面为侧模的板面裂缝 其裂缝已沿至侧面板底的情况下,当已浇路面板发生上述断裂,横向拉杆已沿至新浇混凝土中,再加上先浇面板已开放交通,通过横向拉杆传递荷载,接缝处又无分隔层,这时极易诱发裂缝. 2.3.3基层稳定层已发生裂缝 裂缝两边基层在气温下降时收缩,由于水泥混凝土面板的自身收缩及其与基层间摩阻力的作用,也会带动初期混凝土面板开裂.后浇筑混凝土面板发生破坏的占大多数. 2.4桥(涵)面铺装损坏 2.4.1钢筋混凝土明盖板桥涵上的水泥混凝土路面 由于路面厚度不足或与盖板、涵台结合部处理不当,在行车作用和盖板胀缩下,产生层间搓动和面板断裂.某些产生初期断板的原因也会在使用期继续强化,导致路面开裂、断板或使病害程度更加趋于恶化. 2.4.2路面板跨越刚性结构物配筋不足 在结构物两侧路基填土残余沉降影响下,路基与面层脱空,造成板面断裂.有资料表明,在重交通条件下,尤其在车辆超载严重情况下,桥面铺装的配筋要加大加密,一般要用Ф12-14钢筋才更有效.调查显示桥面铺装损坏6处,大部分桥面铺装都有缺陷. 2.5初期微裂缝的扩展 初期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝,使用一段时期后,受行车荷载及温度应力的双重作用,部分裂缝将逐渐增长,变深以至造成面板断裂. 在混凝土养生期未到,混凝土强度不足的情况下,由于养护车辆通行或过早开放交通,使混凝土面板受伤产生细小裂缝,一段时期后,加大、变深产生面板断裂. 2.6超重车的影响 由于交通运输业的迅速发展,大吨位车辆逐年增多,单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍,由于轴载等效换算系数f=(Pi/Po)16即超重轴载分标准轴载换算成16次方关系,所以,超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因.