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浅析混凝土路面破坏的原因及施工控制 李峰 ( 中国水电建设集团十五工程局有限公司第三工程公司 陕西 成阳 7 1 2 0 0 0 ) 摘要广 泛应用于公路交通 、 市政建设的混凝土路面， 建成投入使用后很快发生破坏 的现象 ， 针对该 问 题文中分析探讨了混凝土路面破坏的原因， 总结施工过程需要控制的关键点， 从而在施工过程 中加以控制， 确保施工质量， 以保证混凝土路面发挥其最大的经济效益。 关键词 混凝土路面； 破坏机理； 裂缝； 施工控制 中图分类号 ： U 4 1 6 文献标识码 ： B 混凝 土路 面是 以水泥为胶凝材料 ， 粗细砂 石骨料为骨架 ， 由水泥胶凝形成强度 的高级路 面， 因其便于施 工 ， 可塑性强 ， 刚度大 ， 强度高 ， 耐久性 长 ， 可广泛使用 当地 材料 ， 造价低等 优 点 ， 被广泛应用 于公路交通 、 市政建设中。水泥 混凝土路面受施工l丁艺、 使用环境等因素影响 ， 也会发生病害，而且发生病害后的水泥混凝 土 路 面很快 破坏 ， 并 引起稳 定层 、 路基破 坏 ， 甚 至道路不能投入正常使用， 而失去使用价值。 1工程概 况 淮河人海水 道工程是扩大洪泽 湖洪水 出 路 、保证洪泽 湖大堤安全 的一项 战略性骨干 工程 。二河新泄洪闸 主要建筑 物为 I级建筑 物 ， 左 堤( 北堤 ) 为 Ⅱ级堤 防， 右堤( 南堤 ) 及子 堤 ( 左 导堤 ) 为 I 级堤 防。南 堤及子堤堤顶设 8 m宽混凝 土道路 ， 路 面宽 度 8 m， 厚 2 0 c m， 混 凝土标号 C 3 5 。混凝土纵缝设拉杆 ， 横 向施工 缝及膨胀缝设传 力杆 ，路基层采用 手摆块石 上铺设级配碎石 ， 属二级路面。 2水泥混凝土路面破坏 引发水 泥混凝土路面破坏 的主要原 因为 混凝土路 面裂缝 。由于水泥混凝 土路面裂缝 的产生 ， 破 坏原路面 的整体性 ， 它将路面板分 为不规则 的数块 ， 破坏路面结构 的完整性 ， 降 低面板承载力 ， 加大路基层局部荷 载 ， 诱发裂 缝进一步发展 。同时 ， 随着裂缝 的发展 ， 雨水 等外部水顺裂缝 渗入稳定层和路基 ，造成路 基浸水软化 、 沉陷 ， 并产生唧 泥现象。在外荷 载的作用下 ， 裂缝 进一步发展 ， 降低 路基承载 力 ， 使 路面 、 路基丧 失整体 刚度 ， 加 剧混 凝土 路面破坏 。最后 ， 由于雨水等外部水侵入造成 路基冻胀 、冲蚀等共 同作用造成水泥 混凝 土 路 面由小裂缝发展为路 面 、路基丧失 整体 刚 度及承载力而破坏 ， 丧失使用 功能 。 3路面 混凝 裂缝产 生主 要原 因 混凝土路面在使用 过程 中要经 受各种复 杂的应力作用 ，有轮载轴力作 用下的荷载 应 力 ， 有温度变化引起 的温度 应力 ， 有湿度变 化 引起 的湿度应力等 。如果各种 不利应力组合 超 过路 面混凝土允许应力范 围，路 面就产生 裂缝 。 3 ． 1 路面混凝 土质量影响 针对本次工程 ，混凝 土路 面设计 强度等 级 C 3 5 ， 设计抗折强度 4 ． O M P a 。 但由于施工的 不均匀性 ， 组成材料( 水泥、 粗细骨料级配、 材 质 ) 不符合要求， 施工配合 比不正确， 施工工 艺差 ， 振捣 不密实 ， 养护不 足 ， 施工 时 的偷工 减料等造成混凝 土路面实际强度往 往达不到 设计强度。另外 ， 不 同标号及品种 的水泥混杂 使用 ， 硬化 时间及收缩量不一样 ， 也会 造成混 凝土裂缝。混凝土搅拌时间过短 ， 则拌和不均 匀 ， 造 成面层强度相差过大 ， 硬 化时间及收缩 量不 同 ， 从 而导致 裂缝 产生 ； 搅拌 时间过 长 ， 则容易导致骨料 破碎 、 离析 ， 影 响混凝 土的强 度 ， 同样会形成 裂缝 。振捣不足 ， 易使 混凝 土 中 出现气孔 、 蜂 窝 ， 在行车荷载及 自然 因素作 用下产生应力集 中而导 致裂缝 ； 振捣过量 ， 则 粗骨料 下沉 ， 混凝 土离析 ， 影 响其强度 ， 亦 容 易产生裂缝 。路 面混凝 土质量达不到设计 要 求 ， 在外荷载 的反复作用下产生裂缝 ， 是引起 路面混凝 土裂缝的直接原因。 3 ． 2 路基处理未达到规定要求 施工时未认真清理路基 用地和取 土范围 内的杂物 、 积水 、 淤泥 ， 对坑 、 塘未进行认 真处 理和压实； 采取不合格土料填筑， 路基填筑过 程未按相关规定施_丁：路基夯 实密实度达 不 到规定设计承载力要求 ，完工后路基不均 匀 下沉引起混凝土路面开 裂是 引起路面混凝 土 裂缝 的问接原因。 3 ．3路基与基层强度与刚度不足 路基层 在施工时施工工艺 差 ，掺和料 配 比不正确 ，拌和不均匀致使掺 和料物理力学 状 态发生变化 ， 达不到设计要求 ， 起不到稳定 作用 。掺 合料碾压时含水量控 制未在最佳含 水量 附近 ， 路基搅拌深度不 足 ， 碾压完毕后 未 及 时覆盖或者洒水养生 ，养生期不 足等原 因 造成路基 强度 、 刚度不足 ， 承载力下降 。路基 强度 、刚度 达不 到设计要求承载力在 外荷载 的作用下就会容易变形 ， 诱发混凝土面板发生 裂缝 。 3 ．4路基排水不 畅 道路规划及施 工过程 中， 对排水设施考虑 不 足， 路基排水不畅 ， 积 聚于路基 和土层 内的 水 ， 在混 凝土路面板受外荷载 的作用下沉 时 ， 水被压 向板 的四周挤出或流动 ，当荷载消 失 后， 混凝土路面板向上回复原来的位置， 水又 从四周吸于板下。如此， 混凝土路面板下的水 被挤出又被吸进 ， 反复作用， 使混凝土路面板 的接缝和边缘产生唧泥现象。同时， 混凝土路 面板下基层料被侵蚀而软化、 沉陷， 当这种作 用达到一定程度时 ， 导致混凝 土路面板开裂。 3 ． 5 外部荷载作用 开放 交通过早 ， 混凝 土的强度尚低 ， 不 足 以承受行 车荷载 ， 或者轮载轴力作用下 的荷载 应力超过道路设计承载能力 ， 是导致混凝土路 面板开裂 的直接原 因。 3 ．6温度 变化引起的裂缝 混凝 土具有热胀冷缩性质， 当外部环境或 内部温度发生变化 ， 混凝土将发生变形。若变 形遭到约束 ， 则将 在结构内产生应力 ， 当应力 超过混凝 土抗拉强度时 ， 即产生温度裂缝。温 度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化 而扩张或合拢 。引起温度变化主要 因素有年 温差 、 日照、 骤然降温 、 水化热 、 蒸汽养护或冬 季施工措施不当等。 3 ．7横 向缩缝质量的影响 设 置横 向缩缝是为 了减 小收缩应力和翘 曲应力。切缝施工是混凝土施工中的一个重 要环节 ， 如不加强控制 ， 极易引发裂缝。 4施工及过程控制措施 混凝 土路 面的裂缝不可避 免地 造成质量 隐患， 影响混凝土路面正常使用 ， 但混凝土路 面的裂缝产生原因涉及众多因素 ， 并贯穿于设 计 、 施工及使用的全过程。水泥混凝 土路面防 止破坏 ， 一个重要的内容就是减少和防止混凝 土路面板 的裂缝发生。 4 ． 1 加强原材料控制 施工过程中加强混凝 土原材料检 、 试验工 弧底梯形渠道全断面振捣连续滑模衬砌机设计研究 杨 彬 ( 宝鸡市冯家山水库管理局 陕西 宝鸡 7 2 1 3 0 0 ) 摘要 弧底梯形渠道 已经作为一种比较优秀的渠道断面形式被广泛推广使用， 但其现有的各类施工方 法却存在进度缓慢或质量难以保证等缺陷。作者根据实际工作中的经验， 结合了原有的弧底梯 形渠道滑模和小断面 u型渠衬砌机特点， 采用新的行走系统， 并加入新的振捣系统， 设计出“ 弧 底梯形渠道全断面振捣连续滑模衬砌机” 。 该机在冯家山灌区北干十三支渠上进行了试用， 效果 良好， 适宜推广使用。 关键词 渠道 ； 滑模 ； 衬砌机 中图分类号 ： T V 5 5 4 + ． 1 4 文献标识码 ： B 在近几 年各 项灌 区渠 道改造 项 目中 ， 由于弧底梯形渠道具有水力条 件好 ，冲淤 效果好 ， 工程量较小， 投资较少等优势 ， 在 渠道改造工程 中得到 了大面积推广 。但这 种渠道 目前的施工方法却存在进度缓 慢或 质量难 以保证等缺陷 ，影响 了工程工期 和 质量标准。探索研 制一种新的施工机械 ， 改 进原有施工方法 中的缺点 ，达到又快 又好 的 目的 ， 显得十分必要 。 1当前弧底梯形渠道施工的缺点 当前 ，现浇弧底 梯形渠道施工方 法主 要有 以下几种 ：一 是采用小块模板边拼 装 边浇筑 ， 每次浇注成 型 4 m～ 6 m长 的一 整块 渠板 ， 这种方法每班进度仅有 2 0 m～ 3 0 m。 二 是采用 “ u” 型渠道衬砌机施工。 这种机具 目 前仅能应用在开 口 2 m以下 的小 型渠道 上 ， 而且这 种机 具 的振捣 采 用表 面 附着 式振 捣 ， 砼内部很 难达到密实 。 加之模具整个的 震动通过基础传递到新成渠道砼 上 ，容易 造成坍塌 、 鼓肚等 问题 。 三是采用全断面滑 模浇筑 。这种滑模从模前侧边进料 ， 插入式 振捣棒振捣密实 ，每次振捣完成后 向前滑 动 3 0 e ra～ 5 0 e m，然后再重复下一遍浇 筑作 业过 程。这种滑模 比第一种施工方法 具有 施工进度快 ， 渠道断面尺寸准确等优点， 每 班进度可达到 6 0 m ～ 8 0 m 。但这种方法却因 作 ，确保 用于混凝 土施 工的原材料符合质 量标准要求 ，对不 合格 原材料决不允许进 入工程实体 。施工 过程加 强混 凝土骨料含 水量检测工作， 及时调整旌工配合比， 确保 施工混凝土拌和物质量符合要求，保证混 凝土 的强度 、 抗折性能达到设计要求。 对填 筑路基用 的土料 、 掺和 物( 白灰 、 粉煤灰 、 水泥 、 石料等 ) 加强检测工作 ， 确保 用于工程实体的原材料质量的符合性。 4 ． 2加强施工过程控制 施工过程控制是减少和预防混凝土路 面出现裂缝的关键 ， 只有严格控制施工的各 个环节 ， 才能有效地控制造成混凝土路面裂 缝的因素 ， 把混凝土路面裂缝降低到最低。 对路基范围内的杂物、 沟塘及不合格土 料 ， 必须认真清理干净 ， 并采取合格土料分层 夯实回填。换填密实度也要符合设汁要求。 路基层施工 时要严格按设 计配 比掺 和 混合料 ， 并确保掺和料充分搅拌均匀 。 混合 料在 运输及摊 铺时应采 取适 当的措施 ， 尽 可能避免骨料分离 。施工 时摊铺 厚度必须 满足要求 ， 不允许超标准摊铺 ； 碾压 时应控 制混合料含水率在最佳状况下进行 ，碾 压 必须符合碾压试验参数 ；碾压完毕后要 立 即洒水养生， 养生期符合规范要求， 且不允 许重车在 以完成路基层上通行。 路面混凝土多为干硬性混凝 土，施 工 难度较常态混凝土困难 ，在施工时尽可 能 避开高温时段 ， 同时尽可 能缩短运输距 离 ， 保证拌和物尽快入仓、 平仓、 振捣， 减少混 凝 土因施 工环 节 问题 而增 加 后续 施工 难 度。混凝 土振捣采取插入式 振捣器 和平 面 振捣器相结合的方式进行 ，同时保证振 捣应有序进行 ，避免出现漏振及振捣不 密实 现 象 。振 捣 后混 凝土应 及时 人工 收 面 、采用塑料膜及其 他覆盖 ，防止 温度 骤 升 、 骤降 ， 同时必须保证养护 的时 间。实 际 养 护天数根 据混凝 土强度增 长情 况而定 ， 一 般宜为 1 4天 一2 l 天 。 在路面混凝土强度 未 达到设 计要求 时 ，不允许 车辆在 已完成 混凝土路 面上通行 ；混凝土路 面施 工应连 续 不问断进 行 ， 对 因 故 出现 的停 滞 ， 应 按 施 工缝 处理 。 横 向缩缝 ，当混凝土达 到设计 强度的 2 5 ％ 一3 0 ％时 ， 应采用切缝机进行切割。切 缝太早 ，粗骨料会从砂浆 中跳 脱 ；切缝太 晚 ， 如果产生的拉应力大于混凝土容许 值 ， 混凝土板就会开裂。切缝机 ，宜采用 机型 小 、 转速快 、 振动小 的 ， 在混凝 土浇筑 几小 时内即可切割。切缝深度应控制为板 厚的 l ／4—1 ／5 ， 切得太深 ， 板间的传荷 能力难 以得到保证 ； 切得 太浅 ， 混凝土截面 的强度 削弱得不够 ， 面层上会产生不规则裂缝 。 4 - 3 加强道路养护工作及 配套设施完善工作 在完成路面混凝土施工后，要及时完 成路肩 、 排水等设施 工程 ， 确保 外部水源不 长期浸泡路基。加强道路通行检测工作 ， 对 超标准载重车辆不允许通行。加强日常检 修维护工作，对道路运行过程中出现的裂 缝要 及时修补处理 ， 防止裂缝扩大。 5工程实施控制的结果 在进行本次路面混凝土施工前，依据 分析混凝土路面破坏 的原 因及 机理 ，制定 了相应的解决方法 ，对道路混凝 土浇筑及 路基处理 中存在 的易引发混凝 土路 面裂缝 的原因逐一对照 ，并在施工过程 中加 大控 制力度 ， 逐项落实到位 。 2 0 0 3年 3月底完成 堤顶 混凝 土道路施 工 ， 投入使用 以来 ， 至 今 运行 良好 ， 未发破坏现象。表明影响混凝 土 路 面破坏 的原 因归纳正 确 ，在施工过程 中 所采取 的措施得力 ， 管理 得当 ， 的确对控制 混凝土路面裂缝起了很大的作用 。 混凝土路面 的裂缝产生原 因涉及众多 因素，并贯穿于设计、施工及使用的全过 程。只有在施工过程加强质量控制措施 ， 严 格按要求施工 ，尽可能避免 因施 工引起的 路面混凝土裂缝 ，并在运行管理过程 中加 强 日常养护维修工作 ，避免各种加剧 混凝 土路 面裂缝 发生 、 发展的外界 因素 ， 才能确 保 混凝 土路面正常投入使用 ，在 国民经 济 的建设 中发挥功效 。陕诬水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) o 1 3 0 ( J 1 、、 13 0 o