水泥混凝土路面裂缝产生原因?水泥混凝土路面裂缝产生根本原因分析

  水泥混凝土路面是公路中常用的一种路面类型 ,其特点是在养护良好的条件下 ,使用年限比其他路面长 。

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  水泥混凝土路面裂缝产生原因

  1.普通水泥砼特性:

  ⑴弹性:砼弹性与面板厚度和车辆行驶速度、质量及砼本身强度有密切关系:面板越厚,抗变形能力越强,强度越高弹性越强。

  ⑵收缩:表现为砼体积的减小变化。①干缩:砼终凝后出现体积减缩,是由于置于未饱和空气中的砼因水分散失引起的面层砼干燥时的体积变化并不等于散失水的体积。影响因素一是集料,集料越多,干缩越小;二是湿差,砼水分逸失发生在表面层,与砼内部的湿度形成湿差,当干燥以不对称发生时,引起翘曲,使砼板断裂。②冷缩:由水泥水化热产生,发生放热反应,升温时砼膨胀,当水化热达到最大峰时产生峰温,导致收缩。冷缩裂缝是贯通结构性裂缝。③塑性收缩:指砼处于塑性状态时产生体积减小的现象,可以导致板表面开裂。主要是蒸发失水或因基层干燥吸湿引起的。如果砼浇筑后采取好的养护措施就可避免。产生的裂缝一般是由于上部均匀沉降受到限制(如大颗粒集料)或当路面面积较大的砼基水平方向的减缩比垂直方向更难时,会形成不规则的深裂缝。典型的裂缝通常相互平行,间距为0.3~1.0m,并具有相当的深度。

  2.裂缝产生根本原因分析

  ⑴温度应力与荷载应力超过砼的抗拉强度,砼面板会产生裂缝并发展成板块断裂。有的由于砼早期收缩产生的收缩应力而引起的横向裂缝,有时由于板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过砼抗弯拉强度而引起的横向裂缝,或由于地基不均匀沉降或地基受浸蚀而使板底出现脱空后,致使应力增加而引起的纵、横向或角隅断裂;由于车辆荷载的重复作用,所产生的重复荷载应力超过砼疲劳强度而引起的纵、横向裂缝。

  ⑵砼自身收缩(干缩或温度收缩)及其与基层间的强大摩阻力,因此减少或改善砼自身收缩及其与基层间的摩阻力,就能有效地防止开裂。

  3.设计原因

  ⑴路基设计:路基受到路面传来的荷载,并通过路床和路堤进行传递和扩散,使路面始终处于稳定状态,保证路面面板不被折断。

  ⑵垫层设计:如垫层厚度不足时,就解决不了水稳性不良或防冻问题,选料不当就不能起到透水或均质的作用,使路面被水浸害或出现不均匀沉陷,从而使面板的支承不均匀而被折断。

  ⑶基层设计:基层是支撑面板的结构层,必须具有足够的刚度和稳定性,且断面正确、表面平整,才能防止出现断板。

  ⑷面板设计:面板必须有足够的强度,适宜而又完善的排水系统。①水灰比直接影响砼的强度,水灰比小,水泥含量,强度就高。含砂率高,可提高砼的抗弯强度,但因集料减少,又会导致砼抗压强度降低。②接缝是为了使面板适应由温度变化引起的收缩和膨胀,接缝分纵缝和横缝。一次摊铺宽度大于4.5m时,要增设纵向缩缝,采用假缝,从而防止在温度应力作用下出现纵向无规则裂缝。一次铺筑不超过4.5m时,要设置纵向施工缝,采用平缝,并设拉杆,防止面板产生位移。横缝分为缩缝、胀缝和施工缝。缩缝采用假缝是为在温度应力作用下使面板在假缝处断裂,而不在别处产生无规则板缝;胀缝是真缝,是为让面板在温度应力作用下能自由伸缩不致产生拱起而断板。

  4.施工原因

  ⑴基层施工原因:①基层标高失控,造成路面厚度不一致;②基层不平整,增大与砼界面摩阻力;③基层表面松散,砼拌和物失水变疏松;④基层干燥吸收砼内水分,使面板底部强度降低;⑤路基发生不均匀沉降。

  ⑵面层施工工艺不当:①砼搅拌不足,振捣不密实,造成砼强度不足;②砼集料温度高、水化热大,温差收缩大,导致开裂;③砼浇注间断,且未做施工缝,新旧砼由于结合不良和收缩不一致形成不规则接缝;④养生不及时或方法不当,表面水分蒸发快,形成干缩裂缝;⑤切缝不及时,造成砼内应力集中,形成不规则的贯穿裂缝;⑥车辆过早通行,产生荷载应力;⑦采用真空吸水工艺时,个别部位漏吸,造成该处强度较低;⑧传力杆安装不当,造成裂缝损坏;⑨昼夜温差大的地区,要注意覆盖养生,防止收缩过大。

  5.材料原因

  ⑴原材料不合格:①水泥安全性差,强度不足;②集料含泥量及有机质含量超标,水泥石与集料粘结不良。

  ⑵砼配合比不当:①单位水泥用量偏大,导致较大收缩;②水灰比偏大,增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度,影响砼强度;③施工计量不准,尤其是含水量不准,影响早期强度;④集料过干,,影响水灰比准确性,影响砼强度。

  6.其它原因

  ⑴边界原因:基层、路缘带已开裂,造成新摊铺部位开裂。

  ⑵初期微裂缝的扩展:初期砼收缩形成未反映到表面的微小裂缝,受行车荷载及温度应力双重作用,部分裂缝变宽、变深,以至造成面板断裂。

  ⑶排水不良:①路基、基层长期受水浸泡,造成失稳或强度不足,路面产生不规则裂缝;②冬季冻胀使路央产生纵、横裂缝。

  ⑷桥涵面铺装损坏:由于厚度不足或与盖板、涵台结合部处理不当,在行车作用和盖板胀缩下,产生搓动和面板断裂。

  ⑸超重车影响。


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