閆明明
(天水市麥積區(qū)農(nóng)村公路養(yǎng)護站,甘肅 天水741020)
隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展,農(nóng)村通暢工程的水泥混凝土路面,以其穩(wěn)定性、抗滑性、耐久性好,養(yǎng)護費用低而被廣泛采用。由于地理條件、地質環(huán)境及資金的制約,我區(qū)農(nóng)村通暢工程采用面層厚度為20cm,整體式澆筑的普通混凝土。普通混凝土或稱有接縫素混凝土是指除接縫處和一些局部范圍外,面層板內不配置鋼筋的水泥混凝土。雖然普通混凝土面層有許多的優(yōu)點,但我們也發(fā)現(xiàn)一些竣工的砼路面出現(xiàn)了開裂、斷板、錯臺等病害,給車輛運行帶來不便,尤其是斷板病害已經(jīng)成為工程質量的通病之一,這必須引起我們的重視,積極采取措施加以防治。
從施工過程中到竣工通車后使用不超過六個月,板面發(fā)生斷裂現(xiàn)象就是早期斷板。其主要原因是:
設計是工程施工的重要依據(jù),路面結構設計是否科學合理,對水泥混凝土路面產(chǎn)生重要的影響。路面結構層和組成材料的選擇,應依據(jù)道路的等級、交通繁重程度、路基承載力、材料供應、氣候條件、施工考慮(設備、工藝、施工期限和經(jīng)驗)、資金籌措等因素綜合分析做出決定。
混凝土路面直接承受車輛荷載的垂直力、水平力以及車身后所產(chǎn)生的真空吸力的反復作用,同時受降雨和氣溫變化的不利影響最大,是直接反應路面使用性能的層次。(1)板的平面尺寸和接縫:面板多用矩形且板長與板寬之比為1:1~1.3,橫縫間距一般為4~5米,最大不過6米;根據(jù)傳荷方式的不同橫向縮縫設假縫或假縫加傳力桿型;縱向縮縫設平頭或企口型;根據(jù)施工連續(xù)性設置橫向施工縫。(2)補強鋼筋和拉桿及傳力桿設置;縱橫向邊緣下的基礎可能產(chǎn)生較大的塑形變形,可沿板緣加設補強鋼筋,角隅處加設鋼筋網(wǎng),在縱橫縫處為防止整體性不均勻受力,根據(jù)情況分設拉桿和傳力桿。(3)路面橫向坡度多采用高路拱。在砼路面設計時,混凝土的組成設計以彎拉強度為指標,因此混合料的選料、級配、配比等指標要符合規(guī)范,劣質的混合料形成的混凝土,其強度及耐磨性差,板面就容易破壞。
路基是路面結構的基礎,它的穩(wěn)定性直接影響路面結構的安全。影響路基穩(wěn)定性的主要因素有自然因素和人為因素,其中自然因素包括地形、氣候、水文、地質、土類;人為因素包括荷載、路基結構、施工方法以及沿線的人工設施等。只有掌握各有關因素對路基穩(wěn)定性影響才能達到對路基進行正確的設計,確保路基有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。我區(qū)地處隴西黃土丘陵區(qū),以黃土為主,作為第四紀的一種特殊堆積物,其主要特征為:以黃色為主,含有大量粉粒;無層理,垂直節(jié)理發(fā)育;有濕陷性和易溶蝕、易沖刷、各向異性等工程特性。正是這些特征和特性,導致黃土路基易產(chǎn)生失陷和被雨水沖刷,沿河沿溪線受夏秋季節(jié)性雨水影響較大,越嶺線受冬季凍融影響較大,要對影響大的路段處理以達到穩(wěn)定,在穩(wěn)定狀態(tài)下要進一步壓實,使其達到最大密實度。
砼施工材料和季節(jié)的選擇、機械、工藝和方法都直接關系到混凝土板面的壽命。混合料選用的水泥必須有強度高、收縮性小,耐磨性、安全性、抗凍性好的特點,否則會出現(xiàn)早期收縮裂縫;砂必須選用中粗砂,含泥和雜質不能超過要求;混合料的施工配合比必須達到設計配合比,施工中的試配強度應大于設計強度的實際值;砼的拌合及運輸也影響砼的質量,砼拌合必須均勻,拌合時間比較適宜才有較好的和易性;混合料從攪拌至運輸?shù)焦さ貪仓戤叺陌韬蠒r間必須根據(jù)水泥的初凝時間和施工時的氣溫來確定,在運輸過程中不能漏漿和離析,否則會使砼板面受到影響,出現(xiàn)開裂或斷板。
根據(jù)所設計線路的地理位置、環(huán)境、工程地質和水文,特別是交通量的組成和車輛的類型及地方材料供應,提出符合實際的軸載設計參數(shù);以及路面結構、材料組成、路基填料的碾壓方案和要求,設計出合理的水泥砼面板,提出經(jīng)濟合理的配合比和施工方案。
第一,施工中嚴把材料關。材料是混凝土路面的主體,砼的強度一固結力為主,在強度的形成過程中經(jīng)歷水化、離子交換、碳化作用形成最終強度,如果石料的壓碎值、硬度及水泥技術指標達不到要求,砼面板的彎拉應力就達不到設計要求,易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂,所以要嚴格控制材料質量是防止斷板的重要措施。
第二,砼路面的質量關鍵是嚴格控制混合料配合比,使施工配合比與設計配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級配和雜質并及時調整施工配合比,同時檢查含泥量,使其不能超過規(guī)范要求,施工中特別注意水灰比的控制,水灰比過大混合料容易發(fā)生離析,水灰比多小時收縮率較大,在較大的收縮應變作用下容易造成裂縫甚至發(fā)展成混凝土斷板現(xiàn)象。
第三,在施工中混合料必須振搗均勻密實。如果振搗不均勻密實,造成砼的密實度不均勻,使混合料產(chǎn)生了不同應力,在密度小的區(qū)域內砼面板下部多形成蜂窩和空洞,造成了承受應力的薄弱部位從而使板面容易產(chǎn)生斷板。
第四,施工中及時掌握切縫時間和正確安裝傳力桿可以防止斷板。水泥達到終凝后混合料收縮變形不斷進行并產(chǎn)生較大拉應力,在砼面板收縮變形最弱的位置會產(chǎn)生斷板;傳力桿的安裝按規(guī)范和設計進行,傳力桿與道路中線及路面平行,傳力桿安裝偏斜則傳力過程中將砼頂破,從而形成裂縫斷板。
第五,在施工中要避免產(chǎn)生較大的溫差效應,加強養(yǎng)生和養(yǎng)護。溫差效應過大或突變容易造成砼板面強度形成不同步,氣溫較高時,上部強度的形成比下部要快;當氣溫較低,上部強度的形成比下部要慢,溫度應力會誘發(fā)強度較低部位形成裂縫,出現(xiàn)不規(guī)則斷板。因此,在冬春季氣溫較低時要保溫,夏秋季則要加大養(yǎng)生,避免較大溫度梯度的形成。
第六,合理設置脹縫和施工縫是預防斷板的有力措施。我區(qū)農(nóng)村山勢較陡,在縱坡改變處、小半徑曲線及構造物結合部是應力應變集中的位置,在此設置脹縫減小應力應變的集中強度,大大降低了斷板率;還要及時地將脹縫進行封堵,防止因水流下滲使基層、路基變軟,導致斷板的發(fā)生;砼澆筑過程中,要保持施工作業(yè)連續(xù)性,如果出現(xiàn)間斷作業(yè),必須設置橫向施工縫,布置傳力桿,防止不設施工縫出現(xiàn)的斷板。
第七,在基層施工中,基層表面凸凹不平,使面層與基層間摩阻力增大,當溫度變化的時候,在面板間形成脹縮應力,基底摩阻力在水平方向有阻礙面板伸長或縮短的趨勢,基底摩阻力集中的地方這種趨勢就愈容易形成斷板,當基底標高低時,澆筑混凝土的面板偏厚,就會在面板相對比較薄的部分產(chǎn)生不規(guī)則裂縫,因此基層的標高控制準確、表面平整光滑是預防斷板的一個措施。
以上這些措施僅僅是技術上的,要實現(xiàn)這些目標,人是最關鍵的。近年來,我區(qū)根據(jù)通暢工程量大面寬的特點,從收益村選出群眾代表,參與到工程質量監(jiān)督中,行使社會監(jiān)督的權利,增加工程實施的透明度,讓通暢工程成為放心工程,只有加大對工程質量的監(jiān)督,才能提高工程質量,從而有效低預防路面的斷板形成。
實踐表明,混凝土路面早期斷板的原因如上所述,施工生產(chǎn)中只要逐一落實控制,才能有效地預防斷板的出現(xiàn)。
[1]姚祖康.路面[M].2 版.人民交通出版社,1989⑼,
[2]JTG D40-2003.水泥混凝土路面設計規(guī)范[S],
[3]JTG F30-2003.水泥混凝土路面施工技術規(guī)范[S].
[4]JTJ013-95.公路路基設計規(guī)范[S].