市政路桥路面施工中裂缝原因及其防治方法研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年2月第6期   作者: 肖波
[导读] 包括施工材料问题、混合设备的运行问题、工艺方法、施工环境等多方面的因素,对于防治方法的研究需要从产生的原因入手。
        肖波
        身份证号码:44022419850716****
        摘要:市政路桥路面工程是城市基础建设中的重要工程,其质量关乎城市交通运行的安全,裂缝问题是市政路桥路面施工中常见的质量问题,该问题的出现有多方面的原因,包括施工材料问题、混合设备的运行问题、工艺方法、施工环境等多方面的因素,对于防治方法的研究需要从产生的原因入手。
        关键词:市政路桥路面;裂缝;原因;防治方法
        引言
        城市交通的发展以市政路桥建设工程为支撑,城市的快速发展使得交通的承载量不断增加,也为市政路桥路面施工的质量提出了更高的要求。这也就意味着,市政路面路桥施工中杜绝各类质量隐患的出现,对常见的质量通病在施工中加强控制,尤其是裂缝的问题。项目管理人员需要明确裂缝产生的原因以及危害,形成有效的管控思路,加强施工过程中的质量控制,通过采取工艺方法确认措施、施工现场的监管措施、设备的校验保养措施等降低或从源头消除裂缝问题。
        一、裂缝原因分析
        (一)材料使用不当引起
        市政路桥路面施工中的裂缝问题多是混凝土裂缝,其种类和形式多样,而混凝土裂缝的产生很大程度上与混凝土原材料有关,其中最主要的影响因素就是水泥,混凝土的质量受到水泥质量的影响,进而影响到路桥路面施工的质量。混凝土具有强度高的特点,但水泥的抗裂性能较差,其热量如果不能有效的释放将会导致混凝土内外部形成较大的温度差,产生温度引力,进而导致裂缝问题的出现。其次,水泥在混凝土原材料中的比例不合理也会造成裂缝的产生,如果水泥的占比较大,将会增大混凝土的收缩性,增大出现裂缝的几率。
        (二)地基基础变形
        地基基础变形也是导致路桥路面工程出现裂缝的主要原因,如果地基基础不稳将会造成地基水平方向一定程度的的位移延伸或纵向的沉降,使得整个地基结构缺乏足够的承受拉力从而产生裂缝。试验资料的失误或未仔细勘察地质都会造成地基基础的变形。除此之外,裂缝的产生还可能与每个部分承载重量的差异性有关。
        (三)施工工艺质量
        裂缝的产生在很大程度上受到施工工艺和质量的影响,例如混凝土振捣不均匀、不密实,出现空洞、麻面、蜂窝。或者施工过程中水灰比的失控影响混凝土的强度,容易引发干缩裂缝。此外,在分段浇筑或分层浇筑时,不能有效处理接头部位将会在施工缝和新旧混凝土之间产生裂缝。
        (四)收缩引起的裂缝
        塑性收缩产生的量级在1%左右,如果硬化前沉实不均匀则可能在构件竖向变截面与顶底板交接处产生顺着腹板方向的裂缝。如钢筋阻挡了骨料的下沉,则可能会出现沿钢筋方向的裂缝。混凝土硬化后的收缩主要为缩水收缩,混凝土的收缩受到钢筋率较大的构件的影响,易产生龟裂裂纹,这种收缩的约束性较为明显,收缩裂缝的特点主要有成龟裂状、纵横交错、裂缝宽度较小、多为表面裂缝,形状无任何规律性(混凝土收缩产生的裂缝如图1所示)。
        
        图1  混凝土收缩产生的裂缝
二、裂缝的防治方法
        (一)控制原材料
        整个工程的质量受到原材料质量的影响,为了有效防止裂缝问题的出现,就需要从源头对施工所用的原材料做好必要的管控,对采购的沥青、水泥、砂子等原材料以抽样的方式进行配比混合试验,待其凝固后对其强度和硬度做出检验,测试其硬度以及强度是否达到了质量的标准,尤其是温度的变化情况。后续作业的进行都需要建立在实验达到标准质量的基础上,以避免后续出现质量问题。
        (二)基层的合理厚度和修筑防裂路面
        路基承载力的增加随着厚度的增加而增加,为了有效避免裂缝问题的出现,需要保障基层有合理的厚度。

根据研究表明,半刚性基层的厚度由10cm变为25cm,其承载力会提升三倍,而沥青面层的厚度则会影响到面层的反射裂缝,15cm的厚度以上的面层对受到拉力产生的裂缝有很好的防治效果,还可以使车辆荷载产生的剪应力有效降低。也就是说,适当增加基层的厚度能够有效的防治裂缝的出现,国外相关资料显示,沥青面层的厚度达到17.5cm时就可以放心的投入使用,在混凝土上分别铺筑10.0cm以及15.0cm的沥青面层时,形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10和20×10次,对此,还需要充实到路面的结构层,提升施工的科学性(路面结构层如图2所示)。
        
        图2  路面结构层
        (三)优化混凝土拌合物
        1、水泥原料的选择
        通过优化混凝土拌合物可有效减少温度裂缝的出现,该措施主要包括水泥原料的选择、骨料和砂子的选择、以及适当掺加外加剂。水泥原料最好选择中低热或低热的原料,选择火山矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥以及粉煤灰水泥等反应较慢的水泥,在符合工程质量的前提下,可尽量减少水泥的用量,避免水泥出现结块的现象。同时,为保证混凝土浇筑时泵送的顺利,则需要将水泥的总体用量控制在450kg/m3之内。
        2、骨料和砂子的选择
        骨料在混凝土材料组成中占有较大的体积,为了保证工程的质量,在骨料的选择中需要优先选择颗粒级配良好、表面没有包裹层、岩石弹性模量低的骨料。砂子的选择以卵石或大粒径的碎石最佳,其含泥量应保持在3%之内。
        3、合理掺加外加剂
        合理的添加一定的外加剂有助于减少混凝土中水泥的用量,对减少裂缝的产生有很好的防治效果,能够通过降低水泥的水化热使温度峰值出现的时间推迟,避免裂缝的产生。在实际的应用中,可用加入适量的膨松剂,能够使混凝土收缩产生的拉应力得到有效的抵消,使混凝土结构微膨胀,从而有效的防止了收缩裂缝的出现。
        (四)采取温度控制措施
        路桥裂缝的问题在一定程度上可以通过温度控制措施来解决,首先需要分析研究温度预测,在实际施工时,结合气候的变化情况和混凝土的配合比通过计算机方针技术来模拟和预测混凝土施工时的温度变化情况,通过这种温度的模拟为施工人员提供有效的参考,帮助施工管理者针对混凝土的温度控制制定科学的方案,从而防止因为温度因素而产生的裂缝。另外,在混凝土施工时通过设置温度监测点,实时监测混凝土的温度。同时还需要设置养护水温度测点和保温材料温度测点,将混凝土施工过程中各部位的温度变化情况掌握清楚,并充分的整理和分析这些测定的数据,将各测量点的温度值、表层测点和中心测点的温度差值标记出来,以此作为施工过程的参考。
        (五)做好混凝土的养护
        为了防止路面路桥工程在施工后期产生裂缝,就需要做好混凝土结构的养护工作。混凝土浇筑作业完成后,会出现较快的水化反应,这一时期如果不能采取相关的措施,就会有很大的出现裂缝的几率,对此,就需要结合温度的变化情况增加保温和保湿措施如涂刷保温材料、覆盖塑料膜或合理的洒水来减少水的缺失,使混凝土结构的表面始终处于潮湿状态。
        结语
        市政路桥路面工程在当代交通建设中占有主要地位,其质量关系到交通运行的安全性,该工程中常见的裂缝问题为交通安全带来了一定的隐患,为此,施工过程中就需要采取相关的措施加强对裂缝的控制,施工人员需要明确裂缝产生的原因,充分意识到裂缝产生的危害,提高社会责任感,采取强有力的技术和手段杜绝裂缝问题的出现。
        参考文献:
        [1]戴芳.市政路桥的裂缝原因及防治技术措施[J].工程技术:全文版,2016(09):14-15.
        [2]张蕾.试析道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施探析[J].工程技术:文摘版,2016(12):253-253.
        [3]郑志成.市政路桥工程中混凝土施工的施工技术分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(08):191-192.
        [4]犹真鑫.简述混凝土施工技术在市政路桥施工中的应用[J].黑龙江交通科技,2015(08):28.
       
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