林毅敏
(文成縣交通運輸局,浙江 溫州32300)
康莊工程是2003-2007 年浙江省政府為了解決農村行路難而在全省范圍內實施的一項惠及“三農”的重大民生工程。康莊公路分布在各個鄉鎮、村莊(自然村),給沿線及周邊廣大群眾的出行帶來了方便,促進了這一帶的經濟發展,給新農村基礎設施建設創造了有利條件。村與村形成的公路網,打破了農村地區的自然封閉狀態,使農村豐富的資源得到開發利用,使農村蘊藏的礦產,森林,水電及旅游等資源優勢轉化為經濟優勢,農村商品以及信息的流通渠道得到了進一步的拓展,在商品的流通區域中也逐步的納入了農副產品以及具備一定農村特點的自然物產,從而實現農民增收致富,提高了生活水平。
通常情況下,熱脹冷縮是混凝土結構的一個重要特點,一旦外部環境或是砼路面的內部溫度發生了變化,就可能導致變形情況的產生,在結構內部還可能產生應力,當其直高于混凝土結構的抗拉強度時,溫度裂縫就產生了。在溫度不斷變化的過程中,溫度裂縫也會表現出擴張和合攏的特點。
一般情況下下,有四種原因會導致溫度的變化,從而產生溫度裂縫:
1.1 溫差。不管是在我國的哪個地域,一年四季的溫度都是在緩慢變化的,而這種變化就要求了應定期的對路面進行霧化養護,一旦對路面沒有及時采取養護措施,那么結構內外部就會產生溫度差,就會導致溫度裂縫的出現。
1.2 日照。太陽長時間的照在路面結構中,特別是在夏天的高溫環境下,路面的溫度明顯要高于其他部位很多,而此時如果沒有對路面進行科學的養護,那么在拉伸應力的影響下就會產生裂縫。
1.3 驟然降溫。當冷空氣侵襲或是天氣突降大雨后,路面的溫度與之前相比是會明顯下降的,而內部的溫度是要緩慢變化的,那么也可能導致溫度裂縫的產生。
1.4 水化熱。一般情況下,在公路項目的施工階段,混凝土澆筑作業完成后,水泥可能出現水化發熱的情況,內外部產生較大溫差,裂縫就可能出現在路面結構上。
在公路工程項目的施工過程中,混凝土結構因為收縮原因而導致裂縫的出現是較為常見的,而混凝土出現體積變化的原因主要有兩種,即縮水收縮和塑形收縮。
2.1 縮水收縮。混凝土結構表面的水分會在結礫后慢慢蒸發,濕度就會越來越低,體積不斷變小的過程就是縮水收縮。如果混凝土結構內部水分損失較慢,而表層損失較快,那么就會產生不均勻的收縮,混凝土表層就會承受一定拉力,當其值大于抗拉強度后,收縮裂縫就出現了,縮水收縮也是混凝土礫化后的一個最主要表現,在我們對大量工程進行研究的過程中,我們發現有很多因素都可能導致收縮裂縫的出現,如水泥的標號和用量,當施工時選用了標號較低的水泥,其用量就會更大,混凝土的收縮時間更長,收縮就會更大,砂巖的含水量也會影響收縮,人造砂和砂巖的順水率更高,其收縮就越大,而花崗巖、石灰巖和石英巖的順水率低,含水量低,其收縮就小;水灰比與收縮也是成正比例關系的,水灰比越高,砼收縮就越大。另外,為了能夠加速砼的水化反映,保證混凝土結構的整體強度,還必須對其采取有效的養護措施,與普通的養護方式相比,霧化養護方式的混凝土收縮更小,養護時應具備適宜的溫度和濕度,如果環境的濕度過高,就會加快混凝土表層水分的蒸發速度,就會加快混凝土的收縮程度。
2.2 塑形收縮。這一收縮現象通常發生在公路項目的施工階段,在施工單位進行完澆筑作業后,水泥在之后的5 小時的時間內基本都會發生水化反映,這一過程中分子會形成,在較快的時間內水分和泌水會蒸發,混凝土失去大量水分就會出現收縮現象,骨料在重力作用會出現下沉現象,混凝土并未完全硬化,這就是塑形收縮。
3.1 由于半挖半填路段和填筑路堤路段形成路基后沒有壓實狀況下就澆筑18~20cm 厚C30 混凝土路面,造成不均勻沉降使結構中產生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致路面板塊斷裂。
3.2 山區通村公路沒有設計590 水泥碎石穩定基層,路基標高失控,路基不平整、水泥路面鋪筑時厚度不均勻,差異較大,在達不到實際厚度,就容易產生不同沉降導致砼路面裂縫。
3.3 級配碎石或礦渣調拱路段,級配碎石含泥量嚴重超標,礦渣粒徑及松軟石調拱在厚度達不到設計厚度及沒有壓安情況下,澆筑砼路面,大部分水泥漿下滲,路面層產生離析現象,所導致板塊裂縫。
4.1 在施工中并未采取有效的質量控制措施,所確定的混凝土配合比較為隨意,沒有精確的計算出水泥、水和砂石等材料的用量,那么就會直接的影響到混凝土的整體強度和密實性、塌落度等其他性能,并導致板塊裂縫的產生。
4.2 施工時山區停電、機械故障,材料供應不上,使砼路面澆筑停工,在停工之時沒有按施工技術標準進行施工縫處理,形成不負責任,不規范施工導致產生路面裂縫。
4.3 大部分高山地區水源短缺,白天氣溫較高,沒有采用霧化養護,養護毯沒有及時覆蓋,灑水人不到位,養護止令期不足,致使砼路面產生龜裂。
5.1 憑本人多年混凝土路面施工及調查,應對采購的每批水泥進行溫度測試,與常溫高2 度水泥屬于正常溫度。在攪拌石料和砂石之前,應采取相應的降溫措施。
5.2 路面成型后,及時控制陽光照射路段無陽光照射路段結構自然溫度的溫差。
5.3 路面施工成型后溫度高于自然溫度3-5 度,及時進行霧化養護(注:使用農村的農藥噴霧器為霧化工具),把溫度控制在自然溫度以下。隨著水化熱的提升,加大養護力度。
5.4 為確保水泥初凝過程中的水化熱產生的應力,通過霧化養護降低應力,為混凝土強度增強達到了一個緩和期作用。最終確保達到切縫強度,及時切縫,預防斷板的產生。
5.5 康莊工程的建設可以得出這樣的經驗:農村公路建設一定要從實際出發,科學與現實結合,有序組織項目,結合霧化養護,省略了國家要求的混凝土路面覆蓋型大棚施工,節省了投資,確保了質量,創新了理念,開拓了新思路。
以上提到溫度變化引起砼路面板塊裂縫,收縮引起砼路面板塊裂縫,路基不均勻沉降及載荷引起砼路面不規則板塊裂縫工程質量及施工工藝缺陷等各方面因素產生砼路面板塊裂縫。如果能夠科學的采用霧化養護技術,因溫度變化或是收縮原因而產生裂縫的概率就能有效降低,早期的短板現象也能夠得到有效控制。砼路面成型后應繼續采取有效的養護措施,應用霧化養護技術能夠起到積極的作用。
本人在幾十年的實踐中逐步摸素出一條具有農村特色的施工和養護方案,霧化養護所建成砼路面混凝土顏色一致,路面磨耗層具有很高的使用壽命,施工斷板問題出現的概率被大大的降低了。這一惠民項目的施工措施大幅度的延長了農村公路混凝土路面的使用壽命,農村公路的養護成本得到了一定程度的降低,公路路面的服務能力以及行駛車輛通行的安全性得到了很好的保障,同時也降低了農村公路的運行成本。