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砂浆灌浆料对路面的作用有哪些?

发布时间:2020-07-08 06:43人气:

  砂浆灌浆料路面具有强度高、荷载能力强、维护费用低、稳定性好的特点,在我国各个等级的公路建设中被广泛应用。去年国际金融危机爆发后,国家加大基础设施建设的力度,公路建设掀起了一个新的高潮,砂浆灌浆料路面施工大规模展开。在这种形势下,我们更应该注重公路路面的工程质量,尽量减少砂浆灌浆料路面的裂缝。砂浆灌浆料路面的一个突出缺点是损坏后修复难度大。裂缝是砂浆灌浆料路面常见的病害之一,砂浆灌浆料路面的损坏,八成是因为裂缝引起的。但砂浆灌浆料的裂缝又是一个难以根除的难题,要想延长公路的使用寿命,我们必须在施工中提高施工质量,尽量减少裂缝(根除裂缝不可能)的产生;在道路投入使用后,控制车辆的荷载重量。

  一、砂浆灌浆料路面裂缝的三个阶段

  一般情况下,砂浆灌浆料路面在它建造之初就形成微裂缝;公路投入使用后,由于荷载作用,微裂缝变成宏观裂缝;宏观裂缝继续发展,最后造成公路断板。这个过程大致可以分三个阶段:第一阶段:在浇筑和凝结过程中产生的初期损伤和开裂,形成微裂缝。第二阶段:使用期间荷载造成的损伤加剧和裂缝扩展,形成宏观裂缝。第三阶段:断裂破坏阶段。

  二、砂浆灌浆料路面裂缝的几种类型

  灌浆料由外荷载作用(包括动载和静载)会引起裂缝;由变形(包括温度、不均匀沉降)会引起裂缝;由施工操作不当(制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装)会引起裂缝;设计不当也会引起裂缝。一般来说,砂浆灌浆料路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝,这种裂缝可分为几种类型:沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等等,本文选择几个加以介绍。

  2.1沉降裂缝这种裂缝可分为两种情况:一是灌浆料浇筑后,因材料自身沉降产生的裂缝;二是因地基沉降导致混灌浆料产生的裂缝。第二种原因产生裂缝对工程质量影响巨大。灌浆料浇筑后,砂浆和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降,使该处灌浆料产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。

  裂缝一般均在浇筑后1-3小时产生,属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理,可重新加压抹平,使裂缝闭合,能达到较好效果。

  2.2温度裂缝砂浆灌浆料因具有热胀冷缩性质,加上水化作用,伴随化学反应,因而产生膨胀,而板因气温板内有“差度”,造成水文养护前冷却收缩,板面就会产生裂缝。灌浆料硬化期间砂浆放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老灌浆料的约束,又会在灌浆料内部出现拉应力。气温的降低也会在灌浆料表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出灌浆料的抗裂能力时,即会出现裂缝。

  2.3干缩裂缝砂浆灌浆料浇筑后,在硬化的过程中,由于砂浆水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩,随着灌浆料体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时灌浆料的抗拉强度,而产生干缩裂缝。干缩裂缝一般缘于养护不当。在风吹日晒下,灌浆料表面水分散失过快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内灌浆料的约束,也可引起表面裂缝。

  2.4超载裂缝由于交通运输业的迅速发展,大吨位的车辆逐年增加,单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍,由于轴载等效换算系数f=(Pi/P0)16,即超载(Pi)与标准轴载(Po)换算成16次方关系,所以,超重车的增加是砂浆灌浆料路面使用期开裂断板的重要原因。

  另外,据有关资料披露,我国公路上汽车超载情况相当普遍,超载率达到了40%-80%,有的车辆的超载甚至达到2-3倍,在京珠高速公路上,有的车载重量达到了60吨,相当于一节火车的载重量。汽车超载严重损害了公路,成为公路的第一杀手。

  三、防治灌浆料路面裂缝的对策

  从以上的论述我们可以得出这样一个论断:砂浆灌浆料路面出现裂缝,不是由于一种原因形成的,而是多种因素综合的结果。防治砂浆灌浆料路面裂缝,可以采取多种措施综合应对。

  3.1根据车辆流量进行道路设计为了减少砂浆灌浆料路面的裂缝,公路设计、施工、管理等相有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家,对砂浆灌浆料路面的设计理论及规范要求,进行深入细致地研究和讨论。

  根据当地的地理位置,环境、地形、沿线工程地质和水文地质,特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况,提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求,以设计出适宜的砂浆灌浆料面板以及完善的排水系统,提出合理经济的砂浆灌浆料配比设计及要求。

  3.2严格控制灌浆料材料质量严格做好材料管理工作,杜绝在砂浆灌浆料路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证灌浆料质量的必要条件。对于安定性差,游离氧化钙(Ca0)超标及强度不足的砂浆强度应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的砂浆严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路砂浆或普通硅酸盐砂浆。

  选择合格的含泥量较少的材料,集料(砂、碎石)含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用。对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。按试验灌浆料配合比准确配料;单位砂浆用量要精确称量,误差值控制在1%以内。

  集料的含水量要及时取得,以便控制适宜的用水量,保持水灰比准确;为减少用水量,改善和易性可使用合适的外掺剂;用水量误差不得超过1%,外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料,尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法;集料称量误差控制在3%以内。

  3.3施工中严把每道工序质量关灌浆料的拌和时间要根据机械性能准确掌握,最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍;振捣应均匀密实,避免漏振或超振现象产生。

  灌浆料拌和时,若集料温度过高,应采用降温措施后再配料拌和。若采用撒水降温方法,应及时测定含水量,调整拌和用水量,保证水灰比值不变。注意灌浆料施工操作方法,减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程,避免灌浆料过早凝聚及泌水现象而致微裂。必须坚持做到使灌浆料相互粘结密实稳定,有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。

  3.4严格禁止超载超重车辆上路前面已经说过,超载超重车辆已成为砂浆灌浆料路面的第一杀手。路面板荷载拉应力的大小,取决于荷载的大小。汽车荷载是冲击荷载,其大小不但与车辆轮胎对路面的静止压力有关,而且车一路的祸合程度有关。

  要减小轮胎对路面的静止压力,就要对车辆实行限载管理,禁止超载的车辆上路。要削弱车一路的祸合作用,分别从车和路两方面采取措施。对于汽车方面要采取限速措施,降低车辆荷载的震动频率;对于路方面,要提高路面的平整度,降低车辆的震动幅度。

  四、结语

  砂浆灌浆料路面不可能根除裂缝,但通过努力,可以最大限度地减少裂缝的产生,延长道路的使用寿命,提高路况。要减少砂浆灌浆料路面的裂缝,不外两种方法,首先,在设计施工时严格按质量要求完成每一道工序;其次,在道路养护过程中,严禁超载超重车辆上路。把握好了这两点,工程质量就会达到理想的效果,道路也会按设计寿命安全使用。

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