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裂缝是水泥混凝土路面施工中的常见问题 ,不仅影响混凝土路面外观质量 ,而且还缩短了使用寿命 ,因此 ,研究分析其产生原因 ,并采取有效的防治措施 ,具有十分重要的意义 。
水泥混凝土路面破坏的过程首先是形成微小缺陷 ,然后缺陷逐渐扩展 ,形成裂缝贯通 ,最后形成贯穿路面板的裂缝 。在路面板混凝土搅拌、 浇筑和成型养护过程中形成孔隙 ,即初始裂缝。初始裂缝的产生导致路面板在荷载的作用下出现应力集中 ,使裂缝尖端附近的区域成为损伤最严重的区域。由于路面板底部已经出现裂缝 ,在荷载的作用下裂缝尖端附近区域产生应力集中的现象 ,使得微小裂缝萌生、 扩展、 汇聚 ,经过荷载的反复作用 ,裂缝尖端附近区域损伤不断积累 ,当某一荷载在裂缝尖端产生的应力强度因子大于裂缝尖端附近区域的开裂韧度时 ,裂缝就与严重损伤区域中的微小裂缝贯通而扩展 ,从而穿越严重损伤区域 ,裂缝尖端到达新的位置 。这一阶段涵盖了水泥混凝土路面的整个使用寿命期 ,是破坏过程中最漫长的阶段。当某一荷载的在裂缝尖端产生的应力强度因子大于裂缝尖端附近区域的开裂韧度 ,裂缝穿越严重损伤的区域 ,尖端到达新的位置 。 此时 ,新的裂缝尖端应力强度因子仍然大于新的尖端附近区域的开裂韧度 ,所以裂缝迅速贯穿路面板的整个厚度 ,使板块彻底断裂破坏。由于混凝土路面裂缝产生的原因较多 ,通常是由几种原因综合而成的 ,针对这一情况 ,应采取以下几点预防措施 。
1、 保证基层施工质量。基层施工时 , 一定要保证基层的压实度和平整度达到规范要求 , 以减小基层与混凝土面层之间的摩擦力 , 减少基层对面层伸缩的约束。2、 尽量争取在昼夜温差较小的季节施工 ,否则应采取保温和防晒措施 (使用塑料布覆盖效果最佳),充分养护 ,使温度的变化控制在最小范围。3、 严格按水泥、 水、 砂、 石的配合比计量上料 ,规定正确搅拌时间(3~5分钟)。4、 混凝土路面板在铺筑完后尽可能早地切割 ,在混凝土抗压强度不超过 12MPa时 ,一般在 6~24h内切割，每隔 4~5条缝 (20~25m)先切一缩缝 ,然后再返回切余下的缝。5、 在混凝土路面浇筑前给水泥石粉层和模板适量洒水 ,减少基层顶面摩阻力。6、 正确处理施工缝。在施工时缝应尽可能与胀缝或缩缝重合。最好是胀缝 ,因为即使施工缝不直时也可通过切割将不直处除掉。7、 路面用水泥宜采用大于或等于 425号的普通硅酸盐水泥 ,在高等级公路 (如高速公路)中宜采用大于等于 525号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。综上所述 ,水泥混凝土路面裂缝成因 ,不仅与设计、 施工等路面形成前的环节有关 ,而且与路面形成后的使用、 养护等联系紧密。因此 ,要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病 ,延长水泥混凝土路面的使用周期 ,提高投资效益 ,需要设计、施工、 养护管理各方主体各负其责 ,分头把关 ,按照行业规范标准 ,结合工程实际 ,严格履行各自职能 。通过对水泥混凝土路面裂缝成因探析 ,道路施工的质量一定会得到很好的控制 ,在以后类似的工程施工中 ,可以作为借鉴。
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