对水泥路面质量养护问题的刍议

  摘要:随着近年来我国公路的发展,水泥路面建设也日渐加快,但其项目工程质量却不尽人意,导致养护期费用大大增加,本文作者结合自己在多年来的从事养护管理经验,为了能更好地控制好水泥路面的质量提出了意见。

  关键词:水泥路面;裂缝;混疑土

  前言

  随着近年来我国公路的发展,水泥路面建设也日渐加快,但其项目工程质量却不尽人意,特别是二级公路中水泥路面出现质量问题及原因较多,除路基本身质量欠缺而影响到路面质量外,主要还有路面施工期不规范及组成材料不合格的问题所至。其质量病害的主要问题体现在后期。

  一、裂缝

  产生裂缝的原因很多,从时间上可分硬化前和硬化后两个过程。

  (一)硬化前产生裂缝

  硬化前混凝土还处于塑性状态,由于各种组成材料的密度不同而发生沉降,内部自由水析出,引起沉降收缩裂纹,这一般发生在抹面层的时候。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时,因水份很快被基层吸收,引起混凝土较大收缩,也会产生宽而深的裂缝。

  (二)硬化后由于施工不当或材料质量问题而产生裂缝

  1.干缩裂缝

  因水份蒸发干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度,使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂,走向纵横交错,没有一定的规律,形似龟纹,缝宽和长度都很小,与发丝相似。

  2.温度应力产生的裂缝

  因昼夜温差太大产生较大的温度应力,可由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割,而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01毫米,当累计长度内温度应力超过抗拉强度时,就会发生裂缝。

  3.基层原因产生的反射裂缝

  由于对基层的裂缝没有进行及时处理,反射到面层使面层断裂。目前,水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥碎(砾)石稳定基层为主。因温度应力及其它因素的影响,基层浇筑好后,在一定范围内会自然断裂。

  4.材料不良引起的裂缝

  (1)水泥安定性不良引起的裂缝。水泥熟料如锻烧不充分,会产生较多的游离氧化钙,因它的水化过程很慢,导致水泥己凝结硬化后仍继续水化,产生膨胀的体积变化不均匀现象,使路面出现龟裂、断板等。氧化镁及石膏的后果与氧化钙类似。

  (2)因拌和物温度过高,出现“假凝”现象,使混凝土板块断裂。水泥拌和后不久便变硬,尔后又变软,逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为拌和物温度过高,水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳,使混凝土拌和物的和易性变差,且影响后期强度。另外,内部热量不易散发,使体积膨胀,也易引起混凝土裂开。

  (3)水及砂中有害杂质对水泥混凝土的腐蚀作用。有害杂质与混凝土产生反应生成易溶于水的物质,使混凝土被腐蚀,强度降低,在车辆荷载的不断作用下,遭到破坏。根据规定:对砂、石材料的试验检测每料场要做一次,稻田水和水沟水一般情况下不能作拌和用水。

  (4)砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应,使混凝土结构遭到破坏。集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物水解后生成的氢氧化钠和氢氧化钾会产生化学反应,并在集料表面生成一种碱———硅酸凝胶体,这种凝胶体吸水后体积产生膨胀,使混凝土结构破坏,出现较深的网裂,这就是“碱———骨料”反应。

  (5)新出厂的水泥不能立即使用,因新出厂的水泥温度较高,且游离氧化钙等还没有完全消解。

  (6)采用低碱水泥和非活性集料。严格控制混凝土的振捣时间,既要振捣密实又要避免过振,过振导致离析,使表面砂浆过厚,易产生收缩裂缝。

  二、影响混凝土强度的一些原因

  (一)选用材料不当

  骨料中针片状石子含量过高。选用较细的砂、且杂质含量过高。水泥随意掺合使用。粗骨料采用砾石。砂、石材料内含有杂质。对粗骨料最大粒径控制不严。

  (二)外加剂对混凝土强度的影响

  在掺有早强剂或速凝剂的混凝土中,因水泥短期内水化、硬化,使水泥颗粒表面生成一层硬亮,阻碍了水泥进一步水化,导致后期强度偏低。

  (三)施工操作不规范

  砂石材料的含水量是随气候变化而变化的。施工中住往根据设计而不考虑这一因素,从而使水灰比失去控制。标高控制不严,使混凝土板块厚薄不均,造成混凝土强度不匀。在混凝土板块厚薄不均界面,由于外力作用及收缩时产生拉应力,易产生裂缝,影响混凝土的使用质量。振捣不密实。从现场取芯的芯样上,往往会发现芯样气孔较多,这是混凝土振捣不密实的表现。混凝土有足够的弯拉强度,来自于它的密实度。随意加水会使混凝土中自由水份增加,随着水份蒸发混凝土内空隙增大。养护不及时影响混凝土的强度。一盘中多余的混凝土在浇筑间歇摊在基层上面,特别是在低等级公路的混凝土浇筑中这种现象较多。

  三、从外观看混凝土存在的一些质量问题

  (一)路面起砂磨损和露骨

  路面起砂磨损甚至露骨,除了与砂石材料中的含泥量及砂偏细等有关外,还与水泥有关。在旧路改造时,由于路面接坡没有处理好,造成磨损和露骨。路面浇筑中,提浆机如使用过多,由于提浆机振动频率大,使面层砂浆过厚,也易造成起砂和露骨。

  (二)面层出现小坑洞

  这是因为砂石材料中混进小泥块或杂质而引起的。为了避免以上这种情况的产生,具体操作时因注意:对加工好的碎石进行过筛,防石粉结块及增加含泥量。对堆料场进行硬化处理,防止直接堆在耕地上,以免装料时底层泥土混入。

  (三)断边、缺角现象

  混凝土路面板角、板边部分应力易于集中,因振捣不良等原因,容易发生裂缝:在外力作用下也易发生断边、缺角现象;如接坡太低,在车轮作用下,易使混凝土板角断裂或使板边啃掉。

  (四)表面压纹不均匀

  由于路面施工平整度差、压纹时间掌握不好等原因,导致压纹深度不均匀。目前,采用先拉毛后割缝的施工工艺,对行车安全较好。

  (五)侧面蜂窝、麻面

  振捣不实、振捣不够,使混凝土内气泡未能上浮而粘着模板,或模板上粘着水泥砂浆末刷洗干净使板面粗糙,在漏振及漏浆的情况下出现蜂窝和麻面。

  (六)脱皮

  施工中因混凝土面板受雨水侵袭导致水泥浆流失,然后采用水泥浆粉刷补救,或是混凝土坍落度大及水泥保水性差使面板泌水严重,或用干水泥补撒吸水等都会产生脱皮。

  (七)灌缝问题

  灌缝材料质量欠佳及漏灌。灌缝不及时,切缝深度不足,以及灌缝时缝内湿度太大。

  (八)车轮、脚印及刮刀印痕

  这些人为因素造成混凝土外观出现的质量问题,只有通过加强施工现场的管理,才能使其得到有效控制。

  (九)平整度欠佳

  平整度不佳的主要原因是抹面操作人员掌握技术不好形成的,另外与平板振捣梁也有一定的关系。一般采用铝合金大尺,横跨模板上来回抹平几次,然后转90度再抹平,可使平整度得到有效控制。四、提高水泥混凝土路面质量的措施和结论

  (一)防止沉降裂缝的发生,可采取以下防治措施:

  1.混凝土浇筑后,在尚未出现析水前,应防止强风吹拂和烈日曝晒。

  2.同时在浇筑后要及时养护,防止混凝土表面水份蒸发而干燥。

  3.在浇筑混凝土前,应将路基基层浇湿。

  4.采用二次抹面,以减少表面收缩裂纹。

  5.避开高温气候施工。在高温天气下,水泥水化作用加快,内部水化热不易及时散开,从而产生温度裂缝,同时因水份蒸发加快,使混凝土迅速干燥而收缩,易产生收缩裂缝。

  (二)选择适合材料和技术

  重视新技术、新工艺的先进性与适用性,选择适合材料和技术来适应现代化交通与道路工程发展的需要,为防止水泥安定性不良引起的裂缝,应加强检验,并选用低碱性水泥。为防止混凝土发生假凝现象,要控制混凝土的拌和物温度。科研机构就要研究开发道路专用水泥、碾压混凝土、钢纤维混凝土、混凝土外加剂等材料并且能够不断更新换代新技术。

  (三)设置伸缩缝

  针对温度应力产生的裂缝,一般在20~40米范围内应设置伸缩缝,以防断裂。对于基层原因产生的反射裂缝问题,为减少不规则反射裂缝,应在基层上人为设置一些二层油毛毡、土工布伸缩缝,并使上下缝对齐。

  (四)加强混凝土养生

  在混凝土终凝后及时洒水降温养生,养生期不少于7天,施工单位质检员要做好养生记录,各级监理加大对热期混凝土施工的管理,严格控制与混凝土有关的温度,加大养生管理,确保施工质量。总之,要抓好公路混凝土路面的质量,除路基质量要保证外,必须严格控制材料质量,加强试验检测,做到准确计量,及时对配合比作出合理的设计,严格控制水灰比;同时,必须规范操作行为,按规范施工,加强养护工作;另外,积极探索和改进施工工艺,以提高混凝土路面的整体质量。

  四、结束语

  上述这些养护的方法是人们日常工作的总结。在短时间内仍适用,今后还会有更多的新方法、新材料应用在公路养护中,人们也将不断地探索。