樊保平

1 概述

某工程南北向有長 600 m寬 8m的兩條道路,東西向有長143m寬為 6m～9m的 7條道路,水泥混凝土面層厚 200mm,底層為 200mm厚二灰碎石(石灰∶粉煤灰∶碎石為 7∶28∶65)。在現(xiàn)澆東路普通混凝土路面過程中時,發(fā)現(xiàn)有數(shù)量眾多的裂縫出現(xiàn),有的部位澆筑后還未拆模就出現(xiàn)了細小裂縫,部分部位甚至出現(xiàn)橫向通縫,同時發(fā)現(xiàn),有的部位的橫向縮縫切口處出現(xiàn)了破損現(xiàn)象。為此,我們對裂縫及橫向縮縫切口處破損產(chǎn)生原因進行了分析,并及時提出了處理方法,在剩余的路面施工中,裂縫問題和橫向縮縫切口處破損問題都得到了有效解決。

2 原因分析

本工程采用固定模板施工,在澆筑路面時,出現(xiàn)了一些凌亂的裂縫和橫向裂縫,出現(xiàn)的時間短的在澆筑后第二天就出現(xiàn),時間長的在澆筑后五六天出現(xiàn)。裂縫是水泥混凝土路面的通病,但出現(xiàn)數(shù)量眾多的裂縫實非正常現(xiàn)象,通過調(diào)查、分析,原因如下。

2.1 裂縫產(chǎn)生原因

1)攤鋪前基層灑水的問題。由于氣溫高,水分蒸發(fā)快,施工人員沒有多次反復(fù)進行灑水,導(dǎo)致基層較干,鋪筑后的混凝土路面底部產(chǎn)生大量細小裂紋,這些小裂紋與混凝土本身收縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋重疊后使整個混凝土路面出現(xiàn)的裂縫增多。2)溫度應(yīng)力引起的問題。水泥混凝土具有熱脹冷縮性能,板塊的熱脹冷縮是在相鄰部分和整體限制條件下發(fā)生的,很容易引起開裂。水泥水化是一個放熱過程,在混凝土硬化過程中,釋放出大量的熱能,使溫度上升,混凝土內(nèi)部體積膨脹,上部強度較下部強度形成快;而溫度降低時,面部收縮,下部強度較上部強度形成快。在溫度條件的影響下,混凝土板在垂直剖面上各處的強度差異較大,產(chǎn)生了很大的溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力大于板的極限應(yīng)力時,板塊就會出現(xiàn)裂縫,溫度從高溫突然下降時會引起板塊的斷裂。3)基層表面破損、高低不平。部分路段基層表面有起拱、松散及高低不平的現(xiàn)象,該部位在基層養(yǎng)護過程中不易成型。澆筑前,施工人員雖然對基層采用碎石進行了修補、調(diào)整高差,對這些修補、調(diào)整高差后的基層,有的用打夯機進行了簡單打夯,有的則無,因此在澆筑混凝土?xí)r,部分水泥漿滲入到碎石墊層上,造成該部位路面厚度大但強度低,在該薄弱部位較易形成裂縫。4)切縫不及時或切縫深度不夠。從當(dāng)時施工現(xiàn)場來看,只是安排人員進行切縫,卻沒有對工人進行培訓(xùn),工人憑經(jīng)驗切割,沒有進行規(guī)劃,造成部分路段切割過晚,切割不宜,從而存在切縫深度不夠的問題,導(dǎo)致混凝土板凝固時的拉應(yīng)力很難被引導(dǎo)到切縫處釋放,而會在相對薄弱的部位釋放,從而造成了混凝土板開裂。5)橫向施工縫設(shè)置的問題。每天攤鋪結(jié)束或攤鋪中斷時間超過 30m in時,應(yīng)設(shè)置橫向施工縫,其位置宜與脹縫或縮縫重合,確有困難不能重合時,施工縫應(yīng)采用設(shè)螺紋傳力桿的企口縫形式。橫向施工縫在縮縫處采用鑿縫加傳力型桿。在脹縫處其構(gòu)造與脹縫相同。從當(dāng)時施工現(xiàn)場來看,由于本工程采用商品混凝土,攪拌站離施工工地路途遠且正值市區(qū)地鐵施工期間,道路擁堵,澆筑間隔時間長(大于30min),但沒有按規(guī)范要求設(shè)置橫向施工縫。

2.2 橫縫切口處破損原因

1)切割過早。切割人員為圖省力,在水泥混凝土強度還未達到切割要求時就強行切割,切割過程中,齒輪冷卻水經(jīng)齒輪離心加速作用后沖刷切口,導(dǎo)致切口啃邊、掉角。2)灌縫不及時。在水泥混凝土路面灌縫前,應(yīng)先采用切縫機清除接縫中夾雜的砂石、凝結(jié)的泥漿等,再使用壓力不小于 0.5 MPa的壓力水和壓縮空氣徹底清除接縫中的塵土及其他污染物,確?？p壁及內(nèi)部清潔、干燥。縫壁檢驗以擦不出灰塵為灌縫標(biāo)準,且在灌縫料養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通。從當(dāng)時施工現(xiàn)場來看,存在灌縫不及時(在灌縫前切口已破損)及縫隙清理不到位(有部分縫隙的填充料脫落)的問題。

3 水泥混凝土路面裂縫及切口破損的防治措施

3.1 混凝土澆筑前注意事項

1)基層養(yǎng)生 28 d后方可澆筑混凝土面層,當(dāng)基層局部被碾壞造成基層料松散、成坑或破損面積不大的部位,要挖除并采用素混凝土進行修復(fù),同時對基層骨料密集的部位要用水泥砂漿填充;2)當(dāng)基層產(chǎn)生隆起時要進行鏟除,若鏟除后基層料松散時,也應(yīng)同時挖除并采用素混凝土進行修復(fù);3)攤鋪前基層灑水看似一道簡單的工序,而往往不被施工人員重視,但該工序?qū)β访媸┕べ|(zhì)量的影響卻很大。灑水量應(yīng)根據(jù)基層材料、施工溫度、風(fēng)速等諸多因素來確定,以混凝土攤鋪前基層濕潤為宜,而且盡量灑布均勻,尤其是在基層禁止有存水現(xiàn)象。

3.2 加強混凝土澆筑過程中振搗過程的控制

1)在待振橫斷面上,每車道路面應(yīng)使用兩根振搗棒,組成橫向振搗棒組,沿橫斷面連續(xù)搗密實,并應(yīng)注意路面板底、內(nèi)部和邊角處不得欠振或漏振;2)振搗棒在每一處的持續(xù)時間,應(yīng)以拌合物全面振動液化,表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限,不宜過振,也不宜少于 30s。振搗棒的移動間距不宜大于500mm;至模板邊緣的距離不宜大于 200mm。應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿;3)在振搗棒已完成振實的部位,可開始振動板縱橫交錯兩遍,全面提漿振實,每車道路面應(yīng)配備 1塊振動板;4)振動板移位時,應(yīng)重疊 100mm～200mm,振動板在一個位置的持續(xù)振搗時間不應(yīng)少于 15 s。振動板須由兩人提位振搗和移位,不得自由放置或長時持續(xù)振動。移位控制以振動板底部和邊緣泛漿厚度3mm±1mm為限;5)振動梁振實,每車道路面宜使用 1根振動梁。振動梁應(yīng)具有足夠的剛度和質(zhì)量,振動梁應(yīng)垂直路面中線沿縱向拖行,往返 2遍～3遍,使表面泛漿均勻平整。

3.3 收面時的控制

1)抹面前,先清邊整縫,清除粘漿,修實掉邊、缺角。抹面采用小型電動磨面機,先裝上圓盤進行粗光,再裝上細抹葉片精光。操作時來回抹平,操作人員來回抹面重疊一部分,初步抹面需在混凝土整平后 10m in進行。2)抹面后,當(dāng)用食指稍微加壓按下能出現(xiàn) 2mm左右深度的凹痕時,進行拉毛,拉毛深度 1mm～2mm。拉毛時,拉紋器靠住模板,順橫坡方向進行,且在一次進行中,中途不得停留。

3.4 加強混凝土養(yǎng)護工作

1)混凝土板養(yǎng)生初期嚴禁人、車輛通行。用手指輕壓面層無痕跡,就可用濕草墊或濕麻袋覆蓋,灑水養(yǎng)護時水不能直接澆在混凝土表面上,當(dāng)遇到大雨或大風(fēng)時,要及時覆蓋潤濕草墊。每天安排專人進行灑水養(yǎng)護,保持草墊或麻袋濕潤。保濕養(yǎng)生 7 d,一般養(yǎng)生時間為 14 d～21 d;2)收面完成后根據(jù)施工期間該地區(qū)路面攤鋪完畢到切縫時的晝夜溫差確定切縫時間,切縫深度不小于 5 cm;3)強度在達到設(shè)計強度 40%后,進行灌縫工作,灌縫 12h后方可通行。

4 對出現(xiàn)的裂縫及橫向縮縫損壞問題采取的處理措施

1)在每塊水泥板塊上,當(dāng)裂縫發(fā)生在距切縫、施工縫或脹縫1m內(nèi)的,按條帶修補的形式,在 1m范圍內(nèi)加以鑿除,并加設(shè)雙層Φ8mm的補強鋼筋網(wǎng);其他部位裂縫沿裂縫兩側(cè)用切割機每側(cè)切 250mm寬,鑿除舊的混凝土,并加設(shè)雙層φ8mm的補強鋼筋網(wǎng),重新澆筑混凝土,和原來的混凝土抹平。在鑿除要修補的混凝土板時,要用切割機切割出邊緣線,并保持邊緣線的整齊。

2)橫向縮縫切口處破損部位應(yīng)先采用切縫機清除縫隙中填充物及夾雜的砂石、凝結(jié)的泥漿等,再使用壓力不小于 0.5MPa的壓力水和壓縮空氣徹底清除接縫中的塵土及其他污染物,確?？p壁及內(nèi)部清潔、干燥,然后重新灌縫。

5 結(jié)語

通過本工程水泥混凝土路面的施工,實例分析了水泥混凝土路面早期裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施,對今后同類型工程的施工有一定的借鑒作用。

[1] 劉再成,富志鵬,韋 剛.水泥混凝土路面常見病害與預(yù)防[J].山西建筑,2010,36(5):260-261.