时间:2023-05-31 15:08:46
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇防溺水预防措施,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TU37文献标识码: A
1、前言
水泥混凝土是土木工程中使用最广泛、用量最多的一种混合材料。它具有许多优点。但也存在一些弱点.如均匀性差、离散性大,容易产生裂缝,尤以裂缝为突出病害.也是长期困扰我们工程技术人员的问题。
2、裂缝产生的原因
混凝土在硬化过程中会产生体积变形。由于各种材料的线膨胀系数不同,由互相约束而产生初始压应力、拉应力或剪应力,造成在骨料与水泥石的粘结面上或水泥石本身之间出现肉眼难以看到的细微裂缝,一般称之为微裂缝。在荷载或温度作用下,裂缝扩展,并逐渐互相贯通,从而出现较大的肉眼可以看到的裂缝。一般宽度达到0.03~0.05 mm时称为宏观裂缝,即通常所说的裂缝混凝土的裂缝实际上是微裂缝的扩展。微裂缝在混凝土中是不可避免的,对使用影响不大。钢筋混凝土规范明确规定:结构在所处的不同条件下。允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中,应尽可能采取有效措施控制裂缝产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度.尤其要尽量避免有害裂缝的出现,从而确保工程质量。
3、裂缝的分类及预防措施
3.1塑性裂缝
塑性裂缝一般出现在结构表面,形状不规则.且长短不一,短的仅20~30cm,长的可达2~3m,宽l~5 mm,类似干燥后的泥浆面。塑性裂缝大都出现在混凝土浇筑初期,一般在浇筑几小时之后出现。当混凝土本身与外界气温相差悬殊。或本身温度长时间过高,而气候又很干燥时,便会出现塑性裂缝
3.1.1塑性裂缝的成因
塑性裂缝多是由于混凝土浇筑后表面没有及时覆盖,受到风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩引起的。因为此时混凝土早期强度低,不能抵抗这种变形能力,从而开裂。另外,使用收缩率较大的水泥和使用过量的细砂和粉砂以及水灰比过大、模板过于干燥也会导致塑性裂缝。
3.1.2塑性裂缝的预防措施
(1)选用干缩较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,严格控制水泥用量和掺合料的用量,选用级配良好的砂子和石子。气温较低时,在混凝土中添加促凝剂.以加速混凝土的凝结和强度发展,或加入一定量的纤维.如钢纤维、聚丙烯纤维等
(2)浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透。
(3)振捣密实,减少混凝土的收缩量。
(4)混凝土浇筑后,在初凝前完成抹平工作,终凝前完成压光工作,抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖,认真养护。
(5)在气温高、风速大、空气干燥的天气施工时,加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护,使其保持湿润,大面积混凝土宜浇筑完一段养护一段。在炎热季节,需加强表面的抹压和养护,必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。
3.2干缩裂缝
干缩裂缝一般处于结构的表面,尺寸多在0.O5~0.20mm之间,其走向纵横交错,没有规律性。较薄的梁板构件的干缩裂缝多沿短边方向分布:整体性结构的干缩裂缝多发生在截面变化处;预制构件的干缩裂缝多发生在箍筋位置。干缩裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后在表层和侧面出现,并随温度和湿度变化而逐渐发展。
3.2.1千缩裂缝的成因
干缩裂缝的产生一般缘于养护不当。在风吹日晒下,混凝土表面水分散失过快,体积迅速收缩,而内部温度变化小。收缩小,表面的收缩变形受到内部混凝土的约束,产生拉应力.引起混凝土表面裂缝 或者构件因水分蒸发而产生体积收缩.受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。
3.2.2干缩裂缝的预防措施
(1)选择合适的水泥品种和用量。
(2)混凝土的干缩受用水量影响很大,在同一水泥用量下,混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合考虑水泥用量和用水量,水灰比越大,干燥收缩越大。因此,在混凝土配合比设计过程中应尽可能将每立方米混凝土的用水量控制在170kg以下。
(3)矿渣、火山灰等粉状混合料掺加到混凝土中一般都会增大混凝土的干缩值,但是质量好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰由于内比表面积小、需水量少,故能降低湿混凝土干缩值
(4)掺加减水剂,特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值,但是对于某些减水剂,尤其是具有引气作用时,有增大混凝土干缩的趋势。因此,要选用干燥收缩小的外加剂。
(5)混凝土浇筑面受到风吹目晒,表面干燥过快,受到内部混凝土的约束,在表面产生拉应力而开裂。如果在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护,对减少干燥收缩有一定的作用。
3.3温度裂缝
温度裂缝一般走向无一定规律。梁、板类长度尺寸较大的构件,裂缝多平行于短边:大面积的构件,裂缝常纵横交错;深入的和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行,裂缝沿着长边分段出现,中间较密,裂缝宽度一般在0.5~10mm之间。热胀引起的温度缝是中间粗、两端细。冷缩裂缝的粗细变化不太明显,其宽度在0.5 mm以下,且从上至下没有太大变化、温度裂缝大多发生在施工的中后期,缝宽受温度变化影响较明显。
3.3.1温度裂缝的成因
温度裂缝多缘于较大温差、水泥水化过程中放出大量的热,且主要集中在浇筑后的前7天内.从而使混凝土内部温度升高,对大体积混凝土来说,这种现象更严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同,所以混凝土中心温度高,形成温度梯度,造成温度变形和温度应力,温度应力和温度差成正比,当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时,就会产生裂缝。这种裂缝初期出现时很细,随着时间的发展而继续扩大,甚至出现贯穿的情况。
3.3.2温度裂缝的预防措施
(1)混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关,对于大体积混凝土,其形成的温度应力与结构尺寸相关,在一定尺寸范围内,混凝土结构尺寸越大,温度应力也越大,因而引起裂缝的危险性也越大。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。
(2)应考虑选择粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥或复合水泥。对于体积较大的结构,应优先选择中热水泥甚至低热水泥。
(3)可充分利用混凝土后期强度,以减少水泥用量。
(4)在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、引气的外加剂。
(5)对于大体积混凝土,应控制混凝土料的入模温度;掌握好浇筑的时间;加强养护,一般在浇筑完成后,对混凝土表面进行覆盖,并进行测温跟踪,以保证混凝土内、外温差不超过25度,否则应立即采取措施来改善。
3.4荷载裂缝
中图分类号:TU37文献标识码: A
前言
混凝土冬季施工,尤其是在寒冷地区,为防止混凝土早期受冻,一般都要求混凝土有较高的浇筑温度。对于大体积混凝土,浇筑以后其表面温度虽然较低,内部温度却因水泥水化热而上升。为了减少内外温差和基础温差,浇筑温度越低越有利。同时还要加强浇筑以后的保温措施以减少内外温差。现就辽宁省冬季混凝土施工中采取的措施介绍如下。
一、冬季混凝土施工的一般原理
混凝土拌和物浇灌后逐渐凝结和硬化,最终获得强度,主要是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。
水变成冰后,体积约增大9%,体积膨胀会使混凝土受到不同程度的破坏而降低强度。由此可见,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。因此,冬季混凝土施工关键就是保证好混凝土中水的温度。
二、混凝土施工的前期准备工作
(一)、初冬混凝土施工
白天气温为正温,夜间气温为负温,本阶段的施工重点为骨料的保温及浇筑过程中的温度控制。现工程所用骨料大都为天然河卵石,在进入冬季施工期前将骨料全部备齐,集中堆放并用土工膜覆盖保温,减少温度损失。混凝土浇筑尽量在白天进行以提高混凝土的浇筑温度,混凝土拌合用热水搅拌并尽量减少倒运次数加快浇筑速度。在室外温度保持在-5℃以上时可外加早强减水剂(不同型号的混凝土早强减水剂,使用方法详见说明书)。以保证混凝土的早期强度能够正常上升。浇筑后的混凝土部分用土工膜或草帘子覆盖保温以防止混凝土的早期受冻。
(二)、入冬季混凝土施工
当日平均气温降至零下时,不能满足混凝土的浇筑及养生条件、工人劳动条件恶化,会影响混凝土的质量和工期。为确保工程顺利进行及混凝土的正常浇筑本阶段应采用原材料加热和浇筑后外部环境加热两种方式。
(1)、原材料加热
主要用于气温—10℃左右,大体积混凝土施工时。主要采用对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,原材料本身储备有的热量,使水泥水化放热较快,并加强对混凝土内部的保温,从而保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土进行水化热反应。
(2)、外部环境加热
主要用于气温—10℃以上,而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下能正常硬化。①火炉加热。一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。②蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备,费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。③电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,便电能变为热能,以提高混凝土的温度。此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗量大。④红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器,对混凝土进行密封幅射加热。
(3)、防冻剂的使用
混凝土冬季施工拌合掺加防冻剂,如加气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂、发泡剂等,这些外加剂可以使混凝土在负温下硬化,并在规定的时间内达到足够的强度,使混凝土最终达到与常温养护相同的质量水平,这也是混凝土冬季施工方法的一种。
三、冬季浇筑和拆模混凝土要求
混凝土浇筑方法与整个工程施工设备条件有关,但尽可能地考虑混凝土冬季施工特殊性,选择混凝土浇筑设备时照顾到冬季施工方便,在混凝土浇筑时少倒运,最好能一次浇筑完成,混凝土浇筑能做到连续性,加快供料,缩短时间,这样可以减少混凝土温度损失,避免表层受冻。
冷天施工的拆模时间除受强度控制外,还要考虑到混凝土温度与气温的差别。
四、冬季混凝土施工的养护
水泥混凝土浇筑后在一定的时期内需要有一定养生期以使其强度逐渐上升,在常温施工条件下用洒水养生即保持混凝土表面湿润即可,但在冬季施工条件下很难达到这一点,所以保持环境温度对冬季施工中混凝土的养生尤为重要。由于冬季气温较低,水泥的水化反应迟缓,致使混凝土作业需要很长时间。现行混凝土养护常采用暖棚蒸汽法和掺加防冻剂法养护。掺加防冻剂法在我们东北用的较少,现重点谈下暖棚蒸汽法的施工工艺和注意事项。
(一)、暖棚蒸汽法的施工工艺
混凝土浇注应选择在一天温度较高的时间,浇注完毕后即将暖棚分节吊装在梁体上,加热锅炉形成蒸汽,通过管道至暖棚内,以保持棚内的温度和湿度,拆模后暖棚内继续蒸汽养生或采用棉被、棚布覆盖养生3天。
蒸养过程中应严格控制蒸养的升温、降温速度及恒温温度。
(1)、升温阶段:升温速度宜为10℃/h,不得大于15℃/h
(2)、恒温阶段:恒温温度最高不超过60℃,恒温时间以试验确定,一般为8h。
(3)、降温阶段:当混凝土强度达到设计强度的75%时,即可开始降温,降温速度不得大于20℃/h,降到与外界温度差不超过10℃时,方可拆去养护罩。
(二)、蒸汽养生注意事项:
(1)、应安排专人负责,定期测量棚内和混凝土表面温度,一般每10米距离设置一个温度计,严格控制升、降温速度,升、降温时每一小时检查记录一次温度,恒温时每二小时检查记录一次温度。定时对锅炉换煤加水,防止温度过高影响混凝土质量。
(2)采用燃煤取暖炉加热,必须将炉的排气管引出棚外,将烟气排到棚外。以防止煤气中毒和防止氧化碳浓度过高加速混凝土的碳化。
(3)暖棚内应有一定的湿度(由实验室测定),当湿度不够时,要向混凝土面及模板洒水或覆盖润湿堤草袋。
(4)、暖棚和棉被必须在混凝土冷却至5℃以后方可拆除。当混凝土与外界气温相差大于20℃时,拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖,使其缓慢冷却。
五、冬季施工混凝土质量检测
(1)、冬季混凝土质量检测除满足一般混凝土要求外还要满足下列要求。
(2)、在混凝土拌制和灌注期间,测定水和粗细骨料装入搅拌机时的温度、混凝土的拌制温度、灌注温度和环境温度。每一工作班至少检测4次。用低温早强混凝土或用原材料加热法养护混凝土时,在灌注后3天内随时进行检测。
中图分类号:TD714 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)13-0093-02
1 皮带机工作原理
皮带输送机也叫带式输送机或胶带输送机,是组成有节奏的流水线作业所不可或缺的物流输送设备,具有输送能力强、输送距离远、结构简单易于维护、能方便地实行程序化控制和自动化操作等优点,其运行高速、平稳、噪音低,并可上下坡传送,在水泥企业内应用非常广泛,主要应用于石灰石输送、混合材输送、原煤输送、熟料输送等生产线。皮带输送机主要由机架、输送皮带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成,是以皮带作为牵引承载机构的连续运输设备,在工作过程中皮带经常会跑偏,需要靠托辊纠偏或调整辊筒纠偏。
2 皮带机的常见事故类型
2.1 卷入性事故
由于皮带机在运行过程中,托辊常常会走偏,这样一来皮带机就无法运行,所以需要将皮带托辊的位置重新放入正常的位置上面。操作工人如果不严格执行停机操作的安全准则,直接用手或者工具对其进行拨正,就可能卷入到皮带机下面,轻则手功能性受损,重则严重的人身伤害甚至性命危险。也有的事故是因为工作人员在上工之前,没有按照要求进行安全检查,工作人员没有按照要求佩戴安全装置,袖口、裤腿口、衣襟没有按照要求进行扎紧处理,没有佩戴安全帽或者警示标志,没有按照要求穿戴工装,甚至有个别厂家用女性进行危险作业(女性还留有长发,未盘发)……都会因为不慎被卷入皮带或者滚轴内造成安全事故。
2.2 设备缺陷性事故
皮带机本身的设备就存在着一些缺陷,有没有在定期检修中发现,或者根本就没有按照要求进行检修。比如说电力设备中,因为接触不良等原因造成电力不足,操作人员误认为已经断电然后进行操作,此时皮带机突然运行也可能将工作人员卷入其中,另外就是皮带机的驱动装置、传动滚筒等部位都需要按照安全标准设置防护装置,如果设备实际上没有安全标准,人不小心靠在上面也可能被卷入,而一旦被卷入后,因为运行的惯性机器不能够立刻停止,很容易造成巨大的人身伤害。
2.3 其他类型的事故
在皮带机的运作过程中,工人往往需要长时间的来进行操作,很多时候是24小时轮班制度,中途需要休息的时候,但没有安排固定的休息时间,工人疲劳操作,甚至会直接跌倒在皮带机上。也有的情况是因为工人临时有事情离开,但是没有合适的人来顶替岗位,所以就临时找了非技术人员或非操作工人来顶替岗位,结果造成了非工作人员不知道安全章程,操作失败,甚至还有人在皮带机附近打闹,结果超过安全距离,不慎被卷入皮带里面,造成人身伤害。
3 引发皮带机的常见事故的原因
3.1 设备安全防护不完善
皮带机的主要事故还是因为将人不慎卷入了皮带中,而人在巨大的作用力之下是很难逃生。在实际操作中,机头、尾防护罩未装或被拆除,人行通道与皮带机之间无隔离装置,操作工人可以轻易进入皮带机的操作界面上,会很容易被卷入进去。为了避免安全事故的发生就需要对皮带机进行改装,很多企业不愿意花这个“冤枉”钱,因此设备缺陷造成的事故就会不可避免地发生。
3.2 紧急停机按钮未装或安装不全,造成事故停机困难
按照皮带机的技术规定,紧急停止按钮需要至少每30米要装一个,但是很多企业为了省钱只安装一个按钮,一旦要紧急停机需要去很远的地方关闭制动开关。也有的企业平时就没有将安全停止按钮作为安全检查的必要程序,在关键时刻开关失效,皮带机无法停止运转。
3.3 安全管理制度及安全操作规程不完善,责任不明
在管理的过程中因为责任不明,导致每一级检查的时候都没有相关的责任人,责任划分不明确,检查章程不规范,难以完全地落实执行。实施规则的时候也没有因为工作中的意外不断地修订,甚至制定规则的人胡乱指挥。一旦出现了紧急事故,甚至连当班的领导都没有到位。
3.4 缺乏培训教育掉以轻心
在水泥企业里面,传统的事故高发领域比如爆破安全事故、高空坠落事故、高温烫伤事故是事故预防的重中之重,对可能出现的皮带机运转中卷人的事故却往往掉以轻心。有的企业认为皮带机构造简单,很少或者从不针对皮带机的安全事故对工人进行教育,操作工人甚至不知道触碰皮带会被卷入,缺乏必要的安全意识,更不要说加强防范了。
3.5 管理松懈、职工违章操作
在皮带机开机运行的情况下,是绝对禁止操作工人从事开机检修、触摸、跨越、清扫……等危险行动的。操作工人需要站在安全线以外,保持必要的距离。但是有的工人对此项活动认识不足,觉得每次操作都要在安全线外操作也很麻烦,所以就滞留在危险范围内,皮带机在高速运行中就很容易将人体卷入。
3.6 现场杂乱、物料没有按规定存放
由于现场管理不善,或者对操作的通道根本就没有规定和有效地设置,在运送物料的过程中也会造成拥挤和堵塞,造成了物料不能够即时地运送出去,而且现场管理十分混乱,也会形成物料塌陷,导致各种事故的发生。
3.7 照明不良,无安全警示标志
因为在操作环境里面企业没有足够的照明设备,造成工人操作困难,或者错误操作。皮带机一般情况下都是24小时运转的,工人在疲劳操作的情况下注意力就会不集中。尤其是在凌晨人最容易发困,加上整个场地的照明不好,也容易导致工人昏昏欲睡造成事故。
4 讨论与建议
4.1 领导重视,将对工人的关爱落实到实处
企业领导要加强对工人的关爱制度,对作业工人多加爱护。由于一线工人生物钟比较混乱,对可能出现的疲劳操作问题要多加防范,工人一旦身体不适要远离危险作业岗位。
4.2 保证设备本质安全,对缺陷设备进行改进
很多事故的发生是因为设备本身存在着缺陷,比如托辊经常会偏移造成运行困难,操作工人图方便省事,不愿意去停机检查,认为用手或者棍子拨弄一下也没什么不妥当的,此时他也能很容易地进入到危险区域,其后果是手或者身体被卷入到皮带机里面,造成人身伤害。
4.3 完善安全防护措施,保证工人能够安全作业
在现场操作界面上,将设备缺陷和安全设备进行整改完善。由于工人需要在流动界面上作业,所以需要防护措施得到相当的完善。比如工人的衣服是不能被风吹起来的,比如工人是不能在皮带界面上玩“穿越”的……这些防护措施很大程度上也能保护工人的人身安全。
4.4 加强设备维护
由于皮带机的工作面长,涉及的控制开关多,所以要对皮带机的每个制动装置经常性进行维护保养,保证每个零件都能够正常运转。事故一旦发生,要能够在第一时间准确的关停设备,实施救援。
4.5 完善管理制度及操作规程,选择有资质的外包服务公司来进行专业服务
加强企业安全检查,制定个性化的适合企业内部情况的安全章程,建立合适的安全规则方式,制定完善的安全操作流程和操作制度,帮助企业能够建立立体化的安全制度,建立具有操作性的安全规范。
4.6 加强照明设施
在皮带机的安全方面,要专门针对照明设置安全检查岗位。由于企业内可能存在着停电的危险,所以要为可能出现的情况增设紧急照明。平时在使用的时候,也要对作业面的照明程度随时进行检查。
4.7 加强现场管理,物品堆放整齐、通道畅通
加强安全事故的巡查制度,定时定点安排人岗位巡查,对存在安全隐患和可能发生重大安全事故的环节要特别注意,必要时安排专人定点定岗测试检查。同时建立安全事故的多级监管制度,一旦发生事故要层层追责。
4.8 加强培训教育
加强日常的安全事故教育,特别是重大安全事故的教育,让每个和机器操作直接相关的人员都能够了解安全的基本知识,在日常工作中真正了解到“安全事故重于泰山”的最高指令,将安全教育和安全预防工作落实到工作之前,落实到实处、落实到工作的每一刻。
参考资料
【分类号】U418.6
一、设计方面
我国在水泥混凝土路面的设计计算理论中,尽管考虑了温度疲劳应力等因素。但设计的板厚依然较薄,难于承受巨大的冲击破坏动能。另外,在实际应用中,过于相信应力计算,而对水泥混凝土路面的典型结构物的研究和实际观测的较少。为此在水泥混凝土路面设计中,应该由静力学向动力学发展。在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后,适当提高技术标准和设计厚度,以适应我国公路不断增长的交通量的需要;在软基路段,桥头下挖路段和填挖路段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算;其次,水泥混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求,必须解决基层耐冲刷和弯沉均匀性问题,即要选用适合本地区气候特点和交通量要求的基层材料类型,合理地设计性能优良且适宜摊铺的集料级配;对高填方软基和台背填土进行认真处置的基础上,如果可预见沉降变形过大,可采用薄层沥青混凝土或砌块的过度路面形式;待沉降稳定后,再施工永久混凝土路面板;在路基基层下,地下水位高和多雨地区,应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层。严寒地区应综合考虑设计排水和防冻垫层。
二、施工材料方面
合理地选择原材料,严格控制材料质量是实现优质水泥混凝土路面设计和使用要求的前提,科学、准确地进行混凝土配合比设计,生产稳定、均匀的混凝土是保证水泥混凝土路面质量的关键;推广使用滑模机械施工方式是解决好水泥混凝土路面面板质量的有利措施。传力杆、拉杆的规格、位置、间距必须符合设计要求,与接缝侧壁垂直与路面板和路面中心线平行,嵌缝处的混凝土因嵌缝板和传力杆的影响一般很难一次浇注成型,不易振捣密实。致使接缝处的混凝土强度偏低,为此应加强接缝和板角处的振捣;板件成型后,根据当地气温条件及时切割和严格养生,避免因切割不及时出现整体断裂或养生不及时水泥混凝土在水化作用下出现空隙,造成强度不足;应尽量断交施工,如有困难不能断交施工,现场便道一定要平整,避免有大的坑槽和石块,以免造成混凝土板在初凝期因行车振动造成板体断裂;当路线纵坡超过2%时应及时调整摊铺,一定要顺着上坡方向进行摊铺。以免因坍落度问题造成板体细小的横缝和板体断裂,拆除模板一定要注意避免碰掉板角以免造成对称的啃边。
基层施工时,应将基层材料集中进行厂拌,并采用摊铺机进行摊铺,待基层整平压实后,严格进行养生,防止基层出现干缩或温缩裂缝;为减少路基土的压实变形,增加路基强度和稳定性,必须认真进行压实,特别是要加强路堤边部碾压,使路堤横向的密度尽可能均匀;也不要将两种材料性质差异甚大的路堤相接,而需要设置一个不太长的过渡段,在桥头或其他构造物与一般路堤相接处,应进行加载,甚至超载预压加快地基沉降,在可能的条件下,可采用透水性砂砾填筑台背后的路堤,减少开放交通后的填土沉降。
三、施工人员及施工管理
工程质量的形成受到所有参加工程项目施工的管理技术干部、操作人员、服务人员共同作用,他们是形成工程质量的主要因素。因此要控制施工质量,就要培训、优选施工人员,提高他们的素质。首先应提高施工人员的质量意识与预控意识,按照全面质量管理的观点树立质量第一、预控为主的观念。其次提高施工人员的技术素质,管理干部、技术人员应有较强的质量规划、目标管理、施工组织和技术指导。
“管理也是生产力”,管理因素在质量控制中举足轻重。道路工程施工应建立严密的质量保证体系和质量责任制,建设单位、监理公司、承包商应明确各自的责任,各司其责,共同把好质量关。特别是监理工程师要按照项目法人所委托的权限来监督质量,指导施工,检查承包商是否履行合同的职责,是否按合同规定的技术、质量、进度的要求组织施工,同类工程的质量通病是最主要的质量控制目标,在实施全过程管理中要根据水泥混凝土路面的特点及质量通病确定质量目标和攻关内容,再结合质量目标和攻关内容编写施工组织设计,制定具体的质量保证计划和攻关措施。
四、养护方面
水泥混凝土路面养护工作必须贯彻“预防为主、防治结合”方针根据路面的实际情况和具体条件,以及水文、地质、气候、交通和公路等级情况,采取预防性和经常性的保养和相应修补,确保路面处于良好状况,保障行业安全、舒适、畅通。水泥混凝土路面的特点是在养护良好的条件下使用年限比其他路面长,但一旦开始破损,将会迅速发展,因此,必须做好预防性、经常性养护。
水泥混凝土路面的局部损坏,如不及时、有效地加以修复,往往会引起损坏迅速发展,其中最经常也是最不能忽视的工作就是随时清扫和接缝的养护,对混凝土面路必须经常清扫,不让路面上有碎石及其他硬物,免受车轮反复碾压而破坏路表面造成麻面的产生,为防止接缝的失效必须及时更换已老化或损坏的填缝料,使接缝填料保持良好的状况,以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内,从而导致路面的破坏,对路面裂缝及早期病害,应及时进行修复处理,防止形成进一步的破坏,还必须重视路面排水系统的养护,经常疏通路面排水设施,防止水通过接缝或裂缝对路面造成破坏。
养护接养单位应按《道路养护技术规范》对道路进行精心养护与维修。按照“未损先防,小损即修、养好路面”为原则,定时组织有资质的检测或科研机构进行路面状护调查,确定养护内容,在做好日常巡视检查记录的基础上,编写道路小修保养计划,并严格按计划执行。提高养护队伍素质和机械化的水平,确保公路养护的质量。此外,道路的交通管理部门与路政管理部门应加大对超载车辆的管理力度,因为超载车辆对路面的损坏也是一个不可忽视的因素。只有这样才能把水泥混凝土道路管好、养好,充分发挥投资效益。
综上所述,水泥混凝土路面病害成因,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。最佳的防治时机在建设阶段,最好的治理方法就是防范于未然。在建设工程中科学管理,质量层层把关,能最大限度地减小路面病害的发生率。为了充分提高水泥混凝土路面的质量,我个人认为还需要从如下两个方面入手:
1、对道路的建设与使用应进一步加强科学管理
1前言
水泥混凝土是现代工程结构的主要材料,在工程建设中占有重要地位。然而,水泥混凝土的裂缝一直较为普遍的存在,特别是大型地下室混凝土、基础等大体积混凝土的裂缝尤其难以控制。水泥混凝土的裂缝是影响其“生命”的主要因素,我们有必要对其加以研究。为控制混凝土产生裂缝,尤其是宏观裂缝,有必要找出裂缝的原因,采取有效的措施,避免裂缝的发生。因此,研究裂缝产生的原因及其影响因素,能更好地防治裂缝,提高工程质量。为探索解决途径,现将该问题产生的原因及防治措施简单阐述。
2 混凝土裂缝产生的原因及影响因素
混凝土产生裂缝的原因极为复杂,主要有荷载作用引起的裂缝和非荷载因素引起的裂缝两大类。
2.1荷载作用引起的裂缝
一般水泥混凝土结构,在使用荷载的作用下,截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的,因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起水泥混凝土构件产生裂缝。由此引起的裂缝危害最大,直接决定着结构的承载力。这种裂缝会随时间而逐渐扩大,最后使混凝土结构造成破坏,应引起足够的重视。
2.2 非荷载因索引起的裂缝
混凝土结构物除了由荷载作用引起裂缝外,还有许多由非荷载因素引起的,例如混凝土收缩、温度变化、基础不均匀沉降、混凝土的脆性和不均匀性、冰冻、(钢筋锈蚀以及碱一骨料化学反应)、模板变形等引起的裂缝。本文主要介绍由温度变化、收缩变形、材料不合格(钢筋锈蚀以及碱骨料化学反应)引起的裂缝。
2.2.1温度变化
①混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或旧混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。②新浇筑混凝土早期拆模,在表面引起很大的拉应力出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险。③由于施工过程中人为因素引起的温度变化如运输及浇筑过程中混凝土产生离析、新旧混凝土接合面、混凝土拌和是水灰比控制不佳、分层分块不合理、施工缝处理不当、养护不周等都有可能会引起混凝土结构物的深入贯穿裂缝,这种裂缝危害性极大。
2.2.2 收缩变形
由于水泥本身性质所决定的水泥混凝土产生收缩裂缝是不可避免的,对于这种裂缝目前尚无一个精确的计算方法。设计时只能根据规范和经验采取相应的措施,严格控制施工质量,把裂缝控制在允许的范围之内,混凝土收缩裂缝有以下几种:
(1)干燥收缩裂缝。由于混凝土内的水分蒸发,表面水分蒸发快,收缩也大,内部水分蒸发慢,收缩也小,形成内外收缩差,当其差值较大,加上表面收缩变形受到内部混凝土的约束作用而出现拉应力,当拉应力达到一定值时,引起混凝土表面开裂。
(2)自生收缩裂缝。水泥水化体积变小,引起自生收缩。由于收缩是不均匀的,收缩大的部位受到收缩小的部位混凝土的约束作用而产生裂缝。
(3)碳化收缩裂缝。空气中的二氧化碳与水泥水化生成物如氢氧化钙等作用生成碳酸钙、铝胶、硅胶和游离水,引起表面体积收缩。表面收缩受到结构内部未碳化混凝土的约束而产生表面龟裂。在干燥环境、振捣过度表面形成砂浆层的情况下更为严重。
以上这几种因混凝土收缩引起的裂缝,在没有其他不利因素的影响下,仅发生微裂,对结构没有什么大的影响,是允许的。但在其他各种不利因素的影响下,微裂可转化为不允许出现的宏观裂缝。如何使裂缝控制在用肉眼看不见的允许范围之内,是我们重点要解决的课题。
2.2.3材料不合格(钢筋锈蚀以及碱骨料化学反应)引起的裂缝
当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0.6%钠当量时),或受到含可溶性硫酸盐的水作用时,反应生成物遇水可产生膨胀,但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土不均匀应力,会破坏其内部结构,并影响水泥石与骨料颗粒之间的胶结,形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物,由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大,而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土中,这类侵蚀破坏大多属于表面性的。
影响混凝土裂缝的因素除设计、施工、荷载等外部因素外,内部因素主要是水泥品种及质量、粗骨料和细骨料质量、施工用水的质量、水泥用量、单位用水量等。
混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂,但在实际操作过程中,只要严格按照设计和施工规范要求进行操作,有害裂缝还是完全可以避免的。
3 水泥混凝土裂缝的预防措施
3.1 水泥混凝土的原材料选择
3.1.1 选用合适的水泥种类
由于温差主要是由水化热产生的,所以为了减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水化热低的水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数,硅酸盐水泥的矿物组成主要有:C3S,C2S,C3A和C4AF,试验表明:水泥中铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)含量高,水化热较高,所以,为了减少水泥的水化热,必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外,在不影响水泥活性的情况下,要尽量使水泥的细度适当减小,因为水泥的细度会影响水化热的放热速率,试验表明比表面积每增加100cm2/g,1d的水化热增加17J/g~21J/g,7d和20d均增加4J/g~12J/g[3]。
3.1.2 选用合适的填料或外加剂
1)掺加粉煤灰,为了减少水泥用量,降低水化热并提高和易性,我们可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺入粉煤灰主要有以下作用:a.由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,其中二氧化硅含量40%~60%,三氧化二铝含量17%~35%。这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,是其活性的来源,可以取代部分水泥,从而减少水泥用量,降低混凝土的热胀;b.由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的界面相应增加,在混凝土中分散更加均匀;c.同时,粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应收缩值也减小。
2)掺加减水剂、引气剂等外加剂,混凝土中掺加一定用量的外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延长到5h左右。
3.1.3 选用合适骨料
选用10mm~40mm连续级配碎石(其中10mm~30 mm级配含量65%左右),细度模数2.80~3.00的中砂(通过0.315凹筛孔的砂不少于15% ,砂率控制在40%~45%)。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。
3.2 选用恰当的施工工艺
1)水泥混凝土浇筑过程质量控制。浇筑过程中要进行振捣方可密实,振捣时间应均匀一致,以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠1/2为宜。浇筑完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇筑混凝土要求分层浇筑,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
2)浇筑时间控制。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇筑,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇筑尽量安排在夜间进行,以免形成干缩裂缝。
3)水泥混凝土拆模时间控制。混凝土在实际温度养护的条件下,强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上允许拆模。气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
3.3 养护
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果:一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或妨碍水泥的水化,表面混凝土最容易直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。
4 结束语
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象,由于它的出现会降低混凝土结构物的抗渗能力和承载能力,因此对混凝土的各类裂缝要区别对待、认真研究,并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和扩大,保证混凝土结构物和构件安全、稳定地使用。
水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构。而在施工和使用过程中路面的断板,是经常出现的质量问题,影响了公路工程的质量和效益。因此,必须采取措施,加强对水泥混凝土路面的施工及养护进行管理。
水泥混凝土路面的施工,是保证工程质量的关键,要预防混凝土路面断板,就要切实把好施工质量关。在施工中预防断板的措施有以下几个方面:
(1)严格控制混合料组成配合比,使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质,发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时,必须及时调整施工配合比,同时还要检查含泥量,使其不能超标。而在施工中最应注意的是水灰比的控制,如果水灰比忽大忽小,在摊铺时又不注意摊铺的均匀性,就会造成水灰比的不同片块,在其交界结合部,由于凝固收缩率或受热膨胀率不同,在结合部位形成裂缝和断板的情况;如果水灰比过大,混合料便偏稀,在其凝固成型时,收缩率就大,一旦缩缝设置和施工仍按正常进行,就会造成缩缝间距相对过长,从而易在较大的收缩应变作用下形成裂缝,如果进一步发展,还可以形成贯通的混凝土路面断板,因此,在施工中要严格把住混合料的配比关,特别是水灰比这一关。
(2)施工中严格把住材料关,是保证混凝土质量的前提。材料是构成混凝土路面的主体,如果由于施工中管理不严,购进材料质量低劣,那么这样的材料组成的混凝土路面面板的弯拉应力就达不到设计要求,很容易在施工期间产生不规则断裂,或在使用过程出现更多的病害。
(3)在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀,将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密度小的区域内混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状,形成了承受应力的薄弱部位或区域,从而易使面板产生断板。
(4)在混凝土浇筑过程中,要始终保持施工作业的连续性,一旦出现间断作业,必须设置一道施工缝,并布置传力杆,以防止因不设施工缝而出现断板的现象。
(5)施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。当水泥达到终凝后,水泥混凝土即告凝固成型,这时水泥混凝土体收缩变形也在不断进行,并产生了较大的拉应力,当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于这个成型凝固产生的收缩拉应力时,在混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生断板。而如果能够及时准确地切缝,就能引导混凝土面板凝固收缩力在切缝处规则拉断面板,从而避免在其他位置产生断板。切缝深度约为板厚的1/4,同时切缝的时间也要及时,一定要在产生最大收缩应力之前切缝,才能有效。抹面后约3小时左右,就可以进行切缝,它可以比较有效地引导裂缝在预定的切缝位置上断裂,故避免了不规则的断板。
(6)在基层施工中,使基层表面平整,也是预防混凝土路面断板的一个措施。当基层表面凹凸不平,不仅会使面板与基层间的摩擦力增大,而且使面板下面的摩阻力形成不均匀的片状区,这样在不均匀片状区的边缘部位和摩阻力集中的区域就最容易形成断板;另一方面,当基层标高低时,浇筑的混凝土面板就偏厚,而切缝深度又是按正常板厚实施的,这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下,就会在面板相对比较薄的部分产生不规则裂缝,因此把基层的标高控制准确,表面平整光滑是预防断板的一个措施。
1 水泥混凝土路面常见的质量问题
(1)裂缝:裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝,产生这种裂缝的原因有基础不均匀沉降、温差、地基冻胀和施工质量等原因,许多裂缝如不及时维修,常会发展为较大的损害,严重地影响路面的正常使用。
(2)唧泥:在车辆荷载作用下,面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物间产生强制性位移造成的。
(3)错台:随着填缝料的丧失,会造成路面水的渗入,在车辆荷载的作用下,产生唧泥,随着唧泥的连续不断发生,路基游离土被不断带走,路基表面标高不断降低,产生错台。
(4)拱起:混凝土板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙,使某一接缝两侧的板突然向上拱起。
(5)填缝料丧失和脱落:在板缝填缝料失效和车轮行走振动的作用下,填缝会被挤出而被车轮带走。
(6)坑洞:混凝土路面表面呈现破损和坑洞,主要原因是施工质量差,或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物造成的。
(7)掉角:掉角通常由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当,或者填缝料失效,造成路表水沿缝隙不渗。
(8)接缝挤碎:接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50cm宽度范围内,出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分裂碎块,接缝挤碎主要是由于接缝施工不当,或者因填缝料,剥落,挤出,老化,接缝被硬石子阻塞,则当混凝土伸胀时,混凝土板的上部产生集中压实力,在超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。
2 水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施
2.1 原因分析
(1)由于混凝土所用材料品质不良、水泥标号、水质、砂、石规格不符合要求,配合和水灰比不正确;
(2)由于施工不良,混凝土未达到设计强度要求;
(3)由于基础湿软,强度不均匀,路基或基层承载力不足引起的破坏;
(4)由于施工时对混凝土的凝结硬化过程中养护工作没有做好,纵横缝没有及时做好;
(5)由于板面裂缝没有及时修补,以致雨水渗入基层和路基,使路基和基层的承载能力减低,在行车的影响下,混凝土路面呈现新的断裂和缝隙,以及裂缝处面板的沉陷;
(6)由于伸缩缝或裂缝中的填缝料发生损坏和脱落后,未及时填补为泥土,砂石所填塞,以致产生板的纵向和斜向的裂缝;
(7)由于混凝土面板厚度不足或因超设计荷载而发生的破坏。
2.2 预防措施
2.2.1 认真选择混凝土原材料
(1)水泥。对于特重型交通,可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥,但其标号必须在42.5级以上;对于重、中等和轻型交通,也可采用矿渣硅酸盐水泥,其标号不得低于32.5级。
(2)骨料。采用质地坚硬、洁净的河砂或海砂,细度模数宜在2.5以上,配应符合规范要求,砂的含泥量应控制在3%,其它指标符合要求。粗骨料可为碎石或砾石,应质地坚硬、耐久、结晶,符合规定级配,最大粒径不超过40mm,含泥量不超过110%,硫化物及硫酸盐含量不超过110%,针状、片状颗粒不超过15%。
2.2.2 做好混凝土施工质量控制
良好的混凝土质量是路面质量的保证,混凝土在制备和施工中需处理好以下几个环节:
(1)混凝土生产控制。施工中应严格控制配比:控制好砂率、水泥用量和水灰比;混凝土的搅拌充分,出料要均匀,减少离析都有利于减少路面病害的发生。①采用混凝土真空脱水技术。混凝土振捣完毕,用真空脱水技术可将混凝土表面及内部的游离水和空气排出,以降低混凝土的孔隙率和水灰比,增加混凝土的密实度和强度,提高水泥与骨料的界面结合力,可防止混凝土沁水过多而产生的收缩裂缝,减少混凝土缺陷。②选择适宜的切缝时间。为了防止施工中的温度收缩裂缝,准确掌握切缝时间很重要,一般以混凝土抗压强度达到5 - 10M Pa 为适宜的切缝时间。
(2)防止路基的不均匀沉降。对不良土质的路基,应做特殊处理方可使用。所采用的改良和防护方法有两种:①改良土质。将膨胀土分为强、中等、弱膨胀土三种类型,强膨胀土不能作为路基材料,予以置换;对中等及弱膨胀土需加以改良。改良方法通常是根据膨胀大小加入6~8%石灰。② 路基土坡的加固处理。从以下三方面作好路面土坡的处理:土工隔栅加固边坡、选择合适的坡比和选择适宜的基坡加固方法。
2.3 裂缝的处治技术
2.3.1 灌缝材料
灌缝材料有环氧树脂类、聚氨脂与改性聚氨脂类、烯类及沥青橡胶类。
常用的改性环氧树脂类材料有聚硫改性环氧灌缝材料,双组分快速固化灌缝材料。聚氨脂类灌缝材料主要有多异氰酸酷胶粘剂和端异氰酸醋基聚氨酷预聚体型胶粘剂,前一种胶粘剂具有很高的胶粘性和耐疲劳坚固性,后一种胶粘材料具有起始胶结强度高、弹性好、耐低温、耐疲劳等优点。烯类灌缝材料主要采用烯类聚合物配制而成,主要类型有氰基丙烯酸胶粘剂、(甲基)丙烯酸树醋胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂。
2.3.2 修补方法
(1)压力注浆法:包括机械动力法和低压注浆法;其中机械动力法是利用压送设备将补缝浆液注入路面裂隙,达到闭塞的目的;低压注浆法是利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。
(2)开槽填补法:沿混凝土裂缝开凿成槽,用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。
(3)涂膜封闭法:在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法,适用于宽度小于0.2mm 的微细裂缝的修补。
3 结 语
水泥混凝土路面中的质量通病给道路交通带来各种各样的安全质量隐患,这是一个不容忽视的问题,但这些质量通病不是不可克服的,只要我们认真选材,把握住各个施工环节,严格按照施工规范和操作规程进行施工,很多质量通病是可以避免或降低其破坏力的。
参考文献
水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损高稳定性等诸多优势得到普遍应用,但往往因工程量小,施工工艺简单,非主线工程等因素,放松对其质量控制细节的要求,从而出现不同程度的病害。
1.水泥砼路面病害产生的原因
1.1裂缝类病害的成因分析
由于水泥砼路面的非均质性、低韧性及现场环境条件和施工工艺水平的可变性,很难完全避免砼面板的开裂,因此,裂缝类病害在水泥砼路面病害中较为常见。
纵向裂缝是顺道路中心方向出现的,修补不及时,往往会变成贯穿裂缝。出现的主要原因是:(1)、路基发生不均匀沉陷;(2)、砼面板厚度与基础强度不足导致产生荷载型裂缝。
横向裂缝是沿着与道路中心线大致垂直的方向产生的,出现的主要原因是:(1)、砼路面锯缝不及时,砼面板由于温缩和干缩发生断裂;(2)、由于切缝深度过浅,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝;(3)路基发生不均匀沉陷;(4)、砼面板厚度与强度不足,在荷载和温度应力作用下产生强度裂缝。
斜向裂缝横贯砼路面板角或与行车方向相交成锐角,主要原因是由于下卧土层发生唧泥病害或不均匀沉陷而使板边丧失支撑,在重载反复作用下产生裂缝。
交叉裂缝表现为砼面板裂缝相互交叉,主要是不良路基土的不均匀沉降导致的,此外,超载、重载的重复作用也可能引起这种破坏。
1.2变形类病害的成因分析
唧泥产生的主要原因是雨水沿接缝或裂缝渗入基层,在行车荷载作用下,基层的粉细料和水一起被挤出,使基础逐渐失去支撑能力,最终发生砼面板断裂。
错台病害产生的原因是:(1)、唧泥病害处理不及时或不当,路基细料在抽吸作用下向后方板移动、堆积,造成前板低,后板高的错台现象;(2)、基础不均匀沉降,导致缝的两侧形成台阶。
沉陷通常是由于路基土沉降或固结所引起的,特别是接近桥涵构造物处或道路加宽部分会由于压实不足而往往会产生沉陷。
拱起表现为接缝处板块出现向上隆起,横缝两侧的板体明显抬高。产生的主要原因是:(1)、胀缝被砂、石、杂物堵塞,使板伸胀受阻;(2)、胀缝设置的传力杆水平、垂直向偏差大,使板伸胀受阻;(3)、长胀缝砼板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时,易发生纵向的失稳,引起拱胀;(4)、由于基层中存在生石灰及不稳定的废渣,自身发生反应导致路面拱胀。
1.3接缝损坏类病害的成因分析
接缝损害类病害通常表现为水泥砼路面纵横缝两侧50cm宽度内,板边缘砼开裂或成破碎,产生这种现象的原因是:(1)、胀缝被泥砂、碎石等杂物堵塞或传力杆设置不当,阻碍了板块热膨胀,过大的温度应力使板边胀裂;(2)、缩缝使砼板形成临空面,再加上填缝料质量不能保证,使得板边在车轮荷载反复作用下被压碎;(3)、由于切缝时间过早,使缝边较早受到损伤导致日后损坏;(4)、填缝料质量差,如粘结强度低,延伸率及弹性差,不耐老化,填缝料与缝壁粘结不牢靠等。
1.4表面缺陷类病害的成因分析
表面裂纹产生的主要原因是:(1)、铺筑后的砼表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩导致开裂;(2)、砼配合比不合理,水泥用量、砂率过大;(3)、砼表面过渡振荡或抹平;(4)、养护不及时。
起皮表现为面层3-13mm深的砼品质变坏而产生脱落,主要是由于砼路面施工中过度抹面,使用的集料质量不合格或砼配合比不当(如细集料过多)引起的。
露骨是指砼路面在行车作用下水泥砂浆磨损或剥落后石子的现象。主要是由于:(1)、施工时混合料塌落度小或掺入早强剂不当,在平板振捣后,砼就开始凝结,以至待辊筒滚压和收水时,石子已压不下去,抹平后,石子外露表面;(2)、水灰比过大或水泥的耐磨性差,在行车作用下很快磨损或剥落。
坑洞一般表现为路面板表面呈现孔洞状,一般孔的直径为2.5mm-10mm,深度为1mm-5mm。主要原因是:(1)、施工质量差或砼材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物;(2)、某些车辆的金属硬轮或掉落硬物的撞击。
2.预防措施
2.1设计阶段
2.1.1路基设计要对软土路段的土基按规范要求予以处理。路面结构设计要根据当地实际情况,考虑车辆超限超载、多雨气候等不利因素的影响,在设计理论厚度的基础上适当增加基层的厚度,并选择水稳性较好基层。
2.1.2砼路面配合比设计,要用一个连续级配的粗集料作为骨架,用另一个连续级配的细集料填隙,从而形成一个既具有高密实度,又具有高内摩阻力的密骨架结构。
2.2 施工阶段
2.2.1路基施工过程中,要严格按规范要求选好填料,控制填料松铺厚度和粒径,土石要均匀混合,路基要形成一定的横坡度,排水要顺畅,含水量尽量接近或达到最佳含水量,使路基碾压密实,强度均匀,防止路基不均匀沉降。
2.2.2基层施工要选用合格材料,要严格控制基层顶面平整度、横坡度,以确保水泥砼板厚薄均匀,减少砼板与基层顶面的摩阻力;厚度和压实度要达到设计要求,使路基具有足够强度;严禁使用松散材料处理基层不平整表面或标高。在水泥砼浇筑前应先检查基层强度,只有强度(弯沉值或回弹模量)及各项指标达到要求后,方可组织砼面板施工。
2.2.3水泥砼面层施工在原材料的选用上要确保质量,水泥与集料必须符合公路技术规范要求,粗集料要分级后混合,严禁使用统料;细集料细度模数要达到中、粗砂的要求,且含泥量不超标准。
原材料拌合前要测定砂石料含水量,调整施工配合比,严格控制砼配合比和水灰比,合理使用减少剂,搅拌要均匀,塌落满足要求。尽量缩短砼的运输距离和出料高度,以免砼产生离析现象。模板要采用钢模,高度与砼板厚度一致,立模要坚实,采用适当措施,防止模板底部漏浆。砼混合料摊铺要平整,振捣要充分、密实,并不能过振。抹平工序非常重要,操作人员要在空架设置上进度抹平,切勿直接蹲在砼板面操作,砼板平整度必须达到规范要求。在气温较高时施工砼板,表面修整要及时,修整过程要设遮阳棚,避免阳光直射,硬化后要洒水使路面保持湿润。
2.2.4施工机械,先进的机械设备是水泥路面的质量保证。砼路面施工尽量采用先进的、具有自动进料计量的较大型机具设备,并配备齐全。严禁使用淘汰的小型机具。
2.3养护阶段
在日常养护工作中,应“以防为主,防治结合”因地制宜地开展工作,总结出一套适应水泥砼道路特点的、针对性强的养护措施。
2.3.1接缝养护是水泥砼路面养护重点,接缝料脱落或丧失后,应及时得到填补,要积极探索新工艺,采用新型材料进行灌缝作业。经常清理排水设施,保持排水系统良好,及时排除路面雨水和积水,使路基不会处于长时间浸泡,保持良好使用状态。
坚持“安全第一,预防为主”的方针,做到思想认识到位,工作责任到位,防范措施到位,隐患排查到位,以强烈的责任担当、严谨的工作作风、抓好工作落实,认真抓好未成年人防溺水工作,坚决防止未成年人溺水事件的发生。
二、工作目标
深入开展预防未成年人溺水安全教育工作,确保预防未成年人溺水安全教育全覆盖,进一步增强未成年人防溺水安全意识和自防、自护、自救的能力;全面排查并消除安全隐患,采取有效措施,杜绝未成年人溺水责任事故的发生。
三、工作措施
(一)落实安全管理责任
切实加强领导,增强责任感,充分认识预防未成年人溺水工作的重要性、长期性,把预防未成年人溺水工作作为重点工作,做到常抓不懈,抓紧抓好。一是落实工作责任制。成立防溺水工作领导小组,将未成年人预防溺水教育工作责任落实到每一位干部,明确具体工作责任,做到有活动、有措施、有落实。二是落实监护人责任。青少年儿童溺水事件主要发生在校外,发生在脱离家长监护和未成年人管理的时段。镇政府要加大与家长的联络,通过印发《致未成年人家长一封信》、与家长签订《未成年人安全管理责任书》、组织家长进行防溺水宣传教育等形式,增强家长特别是留守儿童监护人的安全意识和责任意识,督促家长切实加大监管,使家长在未成年人(幼儿)离校期间,确实担负起监护人的责任,做到齐抓共管,联防联动。
(二)加强防溺水宣传教育
一是切实加强防溺水宣传提醒工作。各村要贴出预防溺水宣传教育的标语,学校要张贴预防溺水教育宣传提示语,制作以防溺水知识为主题的宣传栏、黑板报,对重要时段和重要场所进行针对性预防和提醒教育,杜绝管理上的盲点。二是切实加强防溺水安全教育工作。镇政府要联合学校认真开展“六个一”教育宣讲活动。即:①上一节预防溺水专题教育课;②节日(五一劳动节、端午节、六一儿童节等)、暑假放假前集中开展一次安全教育;③组织一次预防溺水和游泳安全知识竞赛或知识展板等宣讲活动;④印发一份游泳安全和预防溺水宣讲册页;⑤召开一次预防未成年人溺水工作家长会;⑥开展一次防溺水安全教育课外作业。通过广泛深入的宣传教育,让安全意识深入人心,让安全防范教育做到“不漏一所学校、不漏一个学生、不漏一个家庭”,形成政府、学校、家庭齐抓共管的防范未成年人意外溺水事故的工作格局。
(三)认真开展隐患排查整改
对校园及周边水域的安全隐患开展一次详细的排查,摸清池塘、水库、河渠、深沟、矿坑、机井等数量,建立完善基础信息台账,形成“一镇一册”、“一村一册”并将本镇行政区内的危险池塘、湖泊、河段通过学校、村委会告知未成年人、幼儿及家长;在池塘、河渠、水库等易发生溺水的地方设置警示标志,加装防护设备。要积极配合有关部门、村(社区)委员会加大对学校周边及未成年人上、下学途中有安全隐患的水域排查,设置防护设施和警示标志。
四、工作要求
(一)各村(社区)要高度重视预防未成年人溺水工作。各村、各学校要结合实际制定切实可行方案,明确责任,采取措施,把预防未成年人溺水工作做细、做实,确保今年预防未成年人溺水安全教育活动扎实开展,实现无一未成年人溺亡事件目标。
(二)充分认识预防未成年人溺水工作的长期性。积极探索并建立预防未成年人溺水安全教育和管理的长效机制,进一步落实预防未成年人溺水安全教育和管理工作措施,做到常抓不懈,确保未成年人安全。
1.水泥稳定基层裂缝的危害
基层裂缝分为缩裂缝和温度裂缝,主要是水泥稳定基层混合料水泥固化及水分散发后使基层表面产生的细微开裂现象,然后向深部和横向扩展,最后贯通整个基层。裂缝的宽度大多数为1-3MM严重者可达到4-5MM。裂缝的产生在一定的程度上破坏了基层的板块整体受力状态,而且裂缝的进一步发展会产生反射裂缝,使路面面层也相应产生裂缝和断板。若对基层的裂缝处理不当,路面雨水就会通过面层的裂缝和其它多种途径进入沥青路面(或水泥混泥土路面)结构层内,使裂缝附近的基层材料过分潮湿,特别是面层裂缝下基层也开裂的情况,基层裂缝中往往充满自由水。在行车荷载作用下,路面结构层内或基层材料中的自由水会产生相当大的水压力,这种有压力的水会冲刷基层材料中的细料。一次冲刷的量很小的,但行车荷载的反复多次冲刷,就会积少成多,在裂缝中形成细料浆被逐渐压挤出裂缝。一旦灰浆被挤出沥青面层就会沿裂缝产生下陷现象,同时在裂缝两侧引起新裂缝产生,甚至破裂,导致沥青面层形成局部低洼,甚至坑洞,促使沥青面层的进一步破坏。这样不但减少了路面的使用寿命,而且直接影响路面的行车质量和舒适度。为了避免这种现象的发生应采取减少表面水进入路面结构层的可能性,减少基层的纵横向裂缝,改善水泥处治材料的抗冲刷性。
2.水泥稳定基层裂缝产生机理
2.1干缩裂缝
水泥与各种骨料加水拌合并经过摊铺及碾压成型后,水分的蒸发及混合料内部发生水化作用,使原本较潮湿的水稳材料达到密实状态的基层,集料结构逐渐通过水泥的固化作用趋于干燥,由于混合料水分的减少而发生的毛细管作用、吸附作用、分子间力的作用和碳化收缩作用等引起基层材料体积在一定程度上趋于减小而收缩,收缩量偏大则会使基层出现较严重的拉裂现象直至产生裂缝。
2.2温缩裂缝
基层材料内部的不同矿物颗粒组成的固相、液相和气项在降温变化过程中相互作用的结果,使基层材料产生体积收缩。
3.水泥稳定基层裂缝的预防措施
3.1充分重视原材料的选用及配合比设计
(1)水泥品种的选择:不同品种的水泥干缩性有所不同。普通硅酸盐水泥干缩性很小、火山灰质硅酸盐水泥次之、矿渣水泥较大。因此,选用合适的水泥在一定的程度上能减少干缩裂缝。
(2)水泥剂量与级别:公路基层的设计强度通常为3-5mpa。相同配合比设计强度越高,则水泥用量越大。水泥剂量对干缩应变的影响较大,水泥用量超过一定的比例,混合料的塑性增加收缩性就增大,容易产生严重的干缩裂缝。当水泥剂量不变时,改善集料的级配可以显著提高基层的强度,反之对不同的材料,水泥的用量有所不同,级配较好的材料,水泥剂量可以减少到最低,否则水泥用量则会最大。设计配合比时,通过水泥剂量分级和调整集料的级配,来保证基层的设计强度,降低水泥剂量。实践证明,水泥剂量超过一定数值后,水泥稳定土的裂缝增多,缝宽也增大。我国规范规定水泥剂量不超过6%。
(3)各种材料的粘土量要降低:水泥稳定基层混合料在不同负温度时的温缩系数变化很小,当粘土量增加,混合料的温缩系数随着温度降低的变化幅度越来越大。温度越低,粘土量对温缩系数影响越大。对于水泥稳定基层来说,水泥稳定不含粘土的碎石(或砂砾)的裂缝最少,因此,限制收缩最重要的是出去集料中的粘土含量,达到规范的范围,而且越小越好。
(4)有机质含量要降低:用水泥稳定含有少量有机质的过度层中,水泥的凝结将被延缓,而用水泥稳定不含有机质土层,强度一开始就增长,而且其强度最高;因此用水泥稳定土做底基层时,土中有机质的含量不得超过2%;做基层时土中有机质的含量不得超过0.5%。有机质含量超过2%时,必须先用石灰处理,再用水泥稳定,硫酸盐含量超过0.25%的土,不能用作水泥稳定土。
(5)粗集料和细集料不能太多:粗集料和细集料含量的多少对水泥稳定土的质量影响非常大,粗集料颗粒越大,在拌合、运输、摊铺过程中越容易产生粗细粒离析,铺层表面容易出现拉钩,较难得到一个平整的表面,但限制颗粒的最大粒径小,要求砸碎的工作量大。例如在高速公路的路面基层,为减少摊铺机摊铺过程中混合料的离析现象,故常采用最大粒径20-25mm的级配集料。细集料小于0.075mm颗粒的含量不超过5%-7%,细土的塑性指数应尽可能小(不大于4%),以减少水泥稳定粒料的收缩性和提高其抗冲刷能力。如果粒料中0.075mm 以下的细料的收缩性特别明显,则应该控制此粒料中的细料含量在2%-5%,并在水泥稳定粒料中参加部分粉煤灰。如果某种粒料中粉料含量过多或塑性指数过大,要筛除塑性细土,用部分粉煤灰来代替。
(6)有条件时可参加粉煤灰:水泥的水化和结硬作用进行的比较快,容易产生收缩裂缝。有条件时可在水泥混合料中参入粉煤灰(占集料重量的10%-20%),改善集料的级配以减少水泥用量,延缓混合料凝结,增加混合料的抗冻能力和改善混合料的形变能力,减少水泥稳定基层的温缩。
3.2施工时间的选择对预防裂缝起重要作用
(1)选择合适的时间摊铺:基层收缩性包括两个方面,一是由于水分减少而产生的干缩;二是由于温度降低而产生的温度收缩。因此基层施工时的温度与冬季温度之间的温差越大,基层就越容易产生温缩裂缝,在夏季高温度季节到来之前施工的基层不但强度高,而且可以减少由于气温降低而产生的收缩裂缝;北方地区在秋末施工半刚性基层,往往是强度不高(养生温度低),质量不好。在其上铺筑的沥青面层,特别是薄层沥青面层到了第二年春融时期往往容易产生过早破坏;夏季施工基层虽然具有较高的强度,但是夏季与冬季温差过大,容易产生温缩裂缝。
(2)建议根据当地的气候条件合理安排基层、底基层的施工时间,工期条件允许时最好选在夏季高温季节到来之前。若在夏季高温季节施工时,最好选在上午或夜间施工,加强铺盖养生,北方地区避免在秋末组织基层施工。
3.3控制含水量亦是预防的关键
水泥稳定基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大,施工碾压时含水量越大,结构层越容易产生干缩裂缝,且越严重(裂缝产生得早,缝口宽和缝的间距小)。即使已铺筑沥青面层,在旱季或冬季基层也可能产生干燥裂缝,因此施工时严格按照施工配合比控制最佳含水量(水泥稳定粗粒料碾压时混合料的含水量宜较最佳含水量大0.5-1.0%,对于水泥稳定细料碾压时混合料的含水量宜较最佳含水量大1%-2%),避免因施工用水量控制不当而人为造成的干缩裂缝,从而提高工程质量。
3.4增加水稳碾压密实度
水泥稳定基层碾压密实度的好坏不但影响水泥稳定土的干缩性,而且还影响水泥的稳定土的耐冻性。事实证明,压实较密的基层不易产生干缩。因此在施工中选用20-25t振动压路机进行重型碾压。
3.5水泥稳定基层的施工
(1)加强拌合摊铺质量,减少材料离析现象。
(2)按试验路段确定的合适的延迟时间严格施工,尽可能的缩短基层集料从加入拌合到碾压终了的延迟时间,确保在水泥初凝时间内完成碾压。