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水泥混凝土路面病害的原因分析

文章来源:水泥路面裂缝修补公司砼佳路桥 发布时间:2019-7-27 13:41:22
01 原材料不合格
1)水泥安定性差,强度不足  水泥中的游离氧化钙在凝结过程中的水化很慢,水泥凝结硬化还在继续起水化作用,当水泥氧化钙含量较大时,就会破坏已经硬化的水泥混凝土或使其抗拉强度下降。水泥强度不足也会影响水泥混凝土路面的初期强度,使裂缝、断板出现的机率大大增多。水泥的水化热高、收缩性大,也容易导致开裂和断板。
2)砂、碎石含泥量及有机质含量超标  水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有机质含量超过规范的标准,就会造成水泥与骨料的界面粘结力不足,导致产生开裂。同时过量的粘土含量有降低混凝土面层耐热性能,增大局部混凝土收缩膨胀的趋势。
3)砂、碎石的粒径和级配较差  骨料粒径的大小和级配对混凝土中的干缩值有密切关系,级配良好的骨料空隙率小,砂的用量少,收缩值也相对减小。使用粒径偏细的砂,会使混凝土的收缩值增大,造成混凝土的离析,粗、细集料聚集,形成强度和变形的薄弱区域。
4)碎石针片状颗粒含量过多  针片状颗粒不仅本身容易折断,而且回增加骨料的空隙率,影响混凝土的质量。同时由于这些颗粒的回旋阻力大,对混凝土混合料的和易性有明显的影响。
5)水及砂中有害杂质的腐蚀作用  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。


02 混凝土配合比选用不当

1)单位水泥用量偏大;在混凝土中,水泥是收缩的主要成分。水泥用量过大,必然导致混凝土的收缩率增大,从而引起水泥混凝土路面裂缝。
2)水灰比偏大;混凝土中的拌合水分自由水和化合水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化,剩余的皆为自由水,它是为了满足操作的要求。自由水在混凝土硬化过程中逐渐蒸发,使混凝土内部形成空隙。施工时采用较大的水灰比,是为了满足和易性的要求,但是偏大的水灰比增大了水泥混凝土初期在骨料表面的水膜厚度,在混凝土中形成空隙,从而影响了混凝土强度。但水灰比偏小时,因和易性差,影响施工操作,也难以振捣密实,使混凝土强度降低。因此要严格控制水灰比。
3)砂、碎石用量偏大;在现场施工中,虽然有试验室出具的混凝土配合比试验报告,但施工单位为了追求经济效益,在业主、监理监督不力的情况下,随意增加砂、碎石用量,从而影响了混凝土强度。
4)施工中计量不准确;混凝土的配合比设计是根据水泥混凝土路面的强度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性来确定的。计量误差允许:水泥1%,粗骨料3%,水1%,外加剂2%。施工中若不准确计量各种材料,就会影响砂石料的级配和混凝土配合比的准确性,导致混凝土的强度和密实度难以达到设计要求。长期在日光下暴晒的过干骨料,会大量吸收拌和用水而影响水灰比的准确性,从而影响混凝上强度。因此,应配备自动计量设备,禁止用体积法计量。
5)砂石材料含水率的测定;砂石材料的合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。事实上,在施工现场要在每班开工前及天气变化时,对砂石材料进行含水量的测定,及时对水灰比进行调整。


03 基层的施工质量较差

1)基层的标高控制不好;造成混凝土面层的厚度厚薄不一,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力的作用而产生裂缝、断板。
2)基层平整度差;这会增加基层与混凝土面层的摩阻力,容易造成在薄弱部位开裂断板。
3)用松散材料调整基层标高;会使面层的混凝土中的水分和砂浆会下渗到基层松散材料中,使面层混凝土下部变为疏松,造成混凝土强度下降,整体强度不均匀,较弱部位的面层容易开裂、断板。
4)基层干燥;造成基层吸收混凝土中的水分,使面层底部的混凝土失水,影响混凝士强度,导致裂缝断板。


04 气候影响

水泥混凝土路面相对于结构混凝土的蒸发表面积要成倍的增大,因此,受气候的影响及表面温度变形也相对大得多。
1)高温气候影响:促使混凝土水化热在较短时间内集中产生,造成混凝土强度裂缝,而且高温照射下的混凝上集料,蕴含大量的热能,使得混凝土入模温度过高,加剧了已浇筑混凝士早期热量的增加,进而影响混凝土内部应力应变的平衡,形成裂缝。
2)干燥气候的影响:当大气温度较低、外界水分不能及时得以补充时,混凝土表面水分的丧失,将很快造成表面的干缩裂缝。
3)温差的影响:当外界气温变化较大时,混凝土内部的温差将进一步增加,温差梯度达到一定值时,混凝上的温度应力将造成路面板沿较小断面的开裂。


05 施工工艺和安排等原因

1)混凝土拌制不均匀,造成混凝土拌和物“夹生”,粗、细集料聚积,造成混凝土凝结硬化过程中的应力集中现象。

2)混凝土振捣不均匀,尤其是人工浇筑振捣施工工艺,受人的主观意识的影响,过振、漏振现象难以避免,造成混凝土密实性不均匀,靠面层砂浆厚度相差过大,极易形成区域性开裂。

3)混凝土拌和时,如果水泥或集料温度过高,在冷却、硬化过程中会因温差收缩加大,导致开裂。

4)传力杆安装不当,上下翘曲。

5)采用真空吸水工艺时,如果因两吸垫之间未重叠而导致漏吸,则漏吸处水灰比两侧大,混凝上强度较低,收缩也大,易形成薄弱环节而开裂。

6)人工及三辊施工时,提浆过厚使得路面混凝土表层稀浆厚度过大,造成表面干缩裂缝。

7)早期养护不及时或养护方式不当,不能及时补充或阻止水分的蒸发,造成混凝土表面开裂。混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程,并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护,会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成,从而影响混凝土的强度。

8)一盘中多余的混凝土在浇筑间歇摊在基层上面,对于在工作间歇遇到一盘多余的混凝土摊铺在基层上的做法,这是不允许的。但在工作中确实也碰到过,特别是在低等级公路的砼浇筑中较多。

很显然,加了这一薄层使面层厚度减少,且薄层未经振捣结构强度低,由于这一薄层的存在势必影响面层的强度。

 

施工安排不当

1)施工车辆过早通行。由于受到地理环境的限制或混凝土养生的需要,在混凝土面层强度不足的情况下,由于车辆过早通行,产生荷载应力,造成路面的纵向开裂。

2)相邻板通缝对新浇筑路面板产生诱导裂缝,甚至断板。

3)混凝土浇筑间断,再浇筑时未进行施工缝处理。

4)不良地质地段,路基沉降未稳定前,过早铺筑水泥混凝土路面,极易产生路面的断裂。

5)切缝不及时,或切缝深度过浅,造成混凝土内应力集中,是形成早期横向断板的主要原因。


06 边界原因

1)在双幅路面施工中,已浇筑一幅的缩缝在另一幅未开始浇筑前已经贯通,当气温下降一定幅度时,断裂的缩缝随两边混凝土收缩,这样后浇筑还未切缝的混凝土受到较大的拉应力,而这时的强度还较低,当拉应力大于混凝土的初期抗拉强度时,就会在先浇筑板缩缝对应位置另幅板产生不规则裂缝。

2)如果基层已经产生裂缝,裂缝两边的基层在气温下降时收缩,由于摩擦力的作用,同样也会带动上面初期混凝土面板的开裂断板。


07 材料及施工原因

混凝土脆性原因

受当前水泥性能的影响,混凝土脆性的降低较难实现。据有关资料介绍,当混凝土的脆度系数(抗压强度与抗折强度之比)降至5.7以下,混凝土即具有较好的塑性。混凝土脆性将损害路面混凝土结构承受来自竖向重力、水平冲击力及抵抗膨胀温度产生的应力的能力,无疑会增大路面断裂的可能。

路面抗滑构造制作原因

混凝土的抗滑性能有赖于宏观抗滑构造与微观抗滑构造的共同作用。就宏观构造的形成而言,采取横向刻槽、拉毛等方式,都不失为一种有效的纵向抗滑措施。

但是,一些施工单位为了强调感观上的良好视觉,不惜以加大提浆量来达到抗滑构造深度及边缘规则、表面光滑的感观效果,这种作法不仅严重削弱了路面侧向抗滑微观构造的作用,降低了面层混凝土的耐性能,而且由于砂浆厚度的增加,加剧了表现收缩裂缝的趋势,实为得不偿失。这些混凝土常见病害,你掌握了吗_9


08 设计不当

一些水泥混凝土路面病害现象的产生,虽然是在施工过程或工程完工后的运营阶段表现出来的,但分析其原因,仍与设计方法及设计时考虑不周有关,以下列举三个方面的问题,以供参考。

1)胀、缩缝及切缝填料选择不当;这将造成外界水沿缝隙下渗基层,基层排水不畅,形成卿泥现象,并导致路面断裂。

2)路面跨越刚性结构物时,配筋不足;在结构物两侧路基填土残余沉降影响下,路基与面层脱空,造成路面断裂。

3)设计理论缺陷;在当前水泥混凝土路面设计理论的影响下,忽视了运行期间路面板块的“活板”形态及其受力特性。