城市道路中现浇水泥混凝土路面板常见裂缝分析
0 前 言
现浇水泥混凝土路面板(以下简称路面板),具有整体强度高、负荷能力大、稳定性好、使用年限长、养护费用低等优点,在城市道路建设中应用广泛。宁国市城区近5年来新建行车道37.8×104m2,全部采用现浇水泥混凝土路面板。路面板为素混凝土、无钢筋;板厚一般采用22cm;混凝土强度采用C30;缩缝间距为4m~5m,纵缝间距分别为3m、3.5m、3.75m不等。
现浇水泥混凝土路面的设计使用年限一般为30~40年。但是,大量的工程实践显示,路面板往往在交付使用前及使用后早期即出现裂缝,随着使用时间的增长,在重复荷载的作用下出现唧泥,再经过温度变化,裂缝由细变宽,地面水的进入,进一步破坏路基,直至路面板发生断裂、错台,使路面板的使用年限大打折扣,并严重影响交通安全。
近5年来,作为驻工地代表,通过对新建的37.8×104m2的路面板的质量、技术、工程量的监督管理,笔者从实践中对路面板常见裂缝作如下分析。 1 沉陷裂缝 1.1产生原因
①路基不均匀沉降。由于是城市道路,受施工条件、环境的,路基没有自然沉降时间,也没有大量过境载重车辆的反复碾压,全靠压路机短期碾压,路基压实度往往达不到设计要求。
②沟槽回填不密实。城市道路不可避免的与各种市政管线同时施工,如雨水、污水、通信等管线,特别是道路横穿管线如雨、污水支管,埋设浅,回填不密实。 ③局部膨胀土作用。 1.2产生位置及特点
裂缝产生多为深进的贯穿性,位置与沉陷方向一致。较大的沉陷裂缝往往有一定错距。 1.3防治办法
①清除路基所有松填土、耕植土。
②地方材料充足时,比如宁国,尽量采用级配较好的砂砾石作回填材料,回填时30cm左右一层,分层碾压。
③路基强度较差时,砂砾石回填深度不得低于1.2m。
④在基层以上采用隔水效果好的石灰、粉煤灰稳定层,在车道两侧设灰土隔水墙,施工时与基层形成整体,保证路基不受水侵蚀。 ⑤路床施工过程中尽量减少暴晒、雨淋。 2 收缩裂缝 2.1产生原因
①塑性收缩裂缝,混凝土在塑性状态下,表面水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩。 ②干燥收缩裂缝,混凝土养护不良,表面水分蒸发过快,而内部温度变化较小,表面干缩变形受到内部混凝土的约束,产生较大拉压力。
③混凝土离析收缩裂缝,混凝土振捣时骨料下沉,水分上升,粗细骨料分离产生离析现象,造成混凝土级配不合理。 2.2产生位置及特点
①塑性收缩裂缝是最常见的裂缝,在混凝土初凝时即出现,沿路面板横向,有相邻板时,
1
裂缝产生在相邻板缩缝附近,与缩缝方向一致,长度与深度贯穿整块板。 ②干燥收缩裂缝多在混凝土养护完毕经过一段时间后出现,裂缝为表面性的且较浅较细,沿短方向分布。
③混凝土离析收缩裂缝在混凝土表面断续出现或在混凝土配合比发出变化处出现。 2.3防治办法
①对塑性收缩裂缝,严格控制混凝土配合比,水灰比不得过大;及时覆盖并尽早洒水养护,提高混凝土表面相对湿度;施工时要将基层和模板提前均匀湿透;掌握好路面板切缝时间。
②对干燥收缩裂缝,严格控制水灰比、砂率、骨料含泥量以提高抗裂度;加强混凝土早期覆盖养护,适当延长养护时间。
③对离析收缩裂缝,要采用塌落度适当的混凝土,严格掌握混凝土的振捣时间。 3 温度裂缝 3.1产生原因
混凝土受温度影响产生热胀冷缩变形:路面板受外界湿度影响产生裂缝;混凝土硬化期水化热使混凝土内外温差在表面产生拉压力,导致裂缝的产生。 3.2产生位置及特点
两种裂缝均为较深贯穿性的,沿路面板横向。第一种裂缝多发生在混凝土初凝期昼夜温差大时,第二种裂缝多发生在施工后一段时间或在混凝土养护期受寒流侵袭而发生。 3.3防治方法
防治办法主要为尽早切缝,做好养护。 4 其他裂缝
①如果传力杆未安装套筒或传力杆安装倾斜度过大,在后浇筑的板头离施工缝20cm~30cm处,平行于施工缝易产生裂缝,然后导致施工缝与裂缝间混凝土的完全破坏。 ②在砖砌井附近及长方形雨水井四角处产生的裂缝。
防治办法:a.混凝土浇筑前,提前将砖砌井充分均匀湿透。b.在井边混凝土板中设置双层钢筋。c.尽量采用圆形井盖,分散集中压力。
③由于路面板无底模施工,基础顶面较为松散薄层与板底结为一体,形成板底面蜂窝和不连续匀质;同时,路面板在凝结过程中产生大量水化热,板底与基础存在嵌锁粘结,而2种材料温度变形差异,使板底在拉力作用下形成微裂缝。
微裂缝减小了板的抗折截面,当应力增大到极限时,裂缝就失稳扩展,造成板块断裂。另一方面,路面板各纵横缝的渗水在行车荷载下,对路基形成冲刷,使基础与板底脱空,基础游离颗粒进入裂缝,加速裂缝的扩展,造成路面板最终断裂。
防治措施:a.施工时,在基础顶面铺装高强高密稳定层,或用类似塑料薄膜等材料作底模,确保板底形成水泥砂浆保护层。b.严格控制水灰比及粗骨料粒径(≥4cm)。c.混凝土浇筑前,提前对基础充分湿润,特别是要保证最后一幅板基础含水量,防止“干烧”。d.工程施工时,保证排水通畅,尽量缩短水在道路结构内的滞留时间。
2