探析水泥路面防裂断方法

1、探析水泥路面防裂断方法【摘 要】本文就现阶段水泥路面防裂断原因的分析，提出几种预防的方法，值得同行参考。【关键词】道路工程；水泥路面；冷缩；温差；裂缝0 前言 碇路面开裂的主因有：收缩开裂，包括冷缩和干缩；动荷载（车辆荷载）作用下的疲劳破坏而开裂。其中疲劳破 坏除车辆荷载作用外，也与板体内收缩拉应力有关，因此, 要防止开裂，关键在于降低碇拉应力。碇内部的收缩拉应力 主要取决于碗的收缩和外部限制条件。从扩散速度看，干缩比冷缩慢，其量值也大大小于冷缩,通过加强养护，干缩的影响还可以进一步消除。因此本文将 主要讨论冷缩产生的温度应力的影响。大量工程实践表明， 弄清施工早龄期碇的温度应力的性质用以指导

2、栓路面施工, 防止施工断板，具有重要意义。及时锯缝以释放碗的温度收缩应力，是防止施工断板最有效的措施。实际工作中用温度时间和强度控制法等确定锯 缝时机，但由于碇凝结过程受本身性质和湿度、气温、风速 等多种因素影响，所以不易掌握；如果太早，栓强度低缝槽 被锯缝机打成不规则毛边；如果太晚碇早龄期温度裂缝己形 成，易造成施工断板。因此，提出简易合理的确定锯缝时机 方法就显得非常必要。1 水泥栓路面收缩开裂机理面层与基层间存在很强的摩阻力，这是不容置疑的。但 摩阻力到底有多大，对路面使用性能影响有多大，目前很难 找到有关研究资料。但对于层间摩阻力，我们认为不能简单 地理解为物理学上的摩阻力，因为面层与

3、基层间的约束力不 是纯物理学上的摩擦力，而是由静摩擦力和层间粘结剪应力 两部分组成；实测结果表明，粘结剪应力比静摩擦力大得多, 而不是静摩擦力占主导地位。根据上述分析可以看出，要降 低层间摩阻力关键是要减少层间粘结，而减少静摩擦力潜力 不大。在强限制条件下，碇收缩变形会引起内部很大的弹性拉应力，此应力随着碗弹性模量的增大和收缩量的增加而增 大,收缩徐变作用一定程度上可以减少此种应力，但徐变松 弛后的拉应力增长超过碇抗拉强度时，碇路面就会开裂。由 此可以得岀控制碗路面开裂的主要条件为：碗自身冷缩和干 缩，水泥栓路面面层与基层间强大的限制条件。2 水泥碇路面防裂技术防止水泥碇路面开裂的两个途径：降

4、低碇收缩量；减轻 层间限制，将强限制转化为弱限制；均能大幅降低栓路面板 内的收缩拉应力，防止路面开裂。2.1层间减摩方法消除层间粘结剪应力的方法很多，如涂油、垫砂、铺油毡等。层间铺砂的办法在规范修订时予以取消了，主要原因 在于：麻烦、费时费力；面层碇浇注时漏浆，砂与碗融为一 体,靠砂隔离的设想难以实现。铺油毡可以完全隔离，但油 毡厚度太大，影响面层与基层的结合，对荷载传递或协同受 力不利，且费用高，不宜于大面积推广。2.2膨胀补偿收缩技术该项技术在许多工程项目中被采用，主要用于碇的防裂、 自应力、防水、防渗等，在路面工程中运用还很少，但其作 用原理是一致的,形象地说就是用”膨胀”来”补偿或抵消

5、”碇 的”收缩”。这主要靠膨胀水泥和膨胀剂来实现，目前市场上 有许多产品可供选用。通过对比，我们推荐采用塑料薄膜隔离的方法，施工简便,既起隔离作用，又不影响层间传力效果，价格也便宜。此法已在国内多个工程中采用，效果良好。3 道面锯缝时机的确定 施工阶段温度应力大于碇抗拉强度时就可能发生施工断板。分析碇凝固过程中的抗拉强度，与温度应力对比，判断 发生断板的条件，最后用温度确定锯缝时机。3.1碇板凝固阶段的强度特性资料表明，碇早龄期强度以10-12小时增长最为缓慢,抗裂能力的增长也最慢。由早龄期栓抗拉弹性模量的增长规律并对比上下午浇筑的腔抗拉弹性模量，下午浇筑的碗处于 降温区间，模量值比上午低，在

6、第10小时低2倍以上，对 降低碗的温度应力有利，这一点回答了施工单位普遍反映的 上午浇筑碇为什么容易发生施工断板的问题。3.2碇板的合理锯缝时机综上所述，可以认为第10小时是容易发生断板的控制时间。而容易断板的季节是在板内温度梯度较大的热季，因此 编制出热季每天24小时气温与平均板温之间的典型关系, 求出气温与板温的平均差值。利用气温变化曲线的规律性, 根据当日预报的气温和浇筑水泥碇的时间，推出第10小时 的板温作为控制锯缝的温度，从而求出锯缝时机。原则是： 求出第10小时板温后，如果板温有继续升高的趋势，则温 差还要增大，需要立即把碇板锯开；如果板温在下降，则温 差不会再增大，只要在次日再次

7、升高为第10小时的板温之 前锯开碇板即可。3.3腔板凝固阶段的温度特性和一般材料一样，水泥腔具有热胀冷缩性能，碇板块的 热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热 胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。水泥的水化过程是一个放热过程。在碇硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范围内，碗温度上升fc ,每m膨胀0.01mmo这种温度变形对大面积板块极为 不利。在水化热、气温和日光辐射的作用下，板温随浇筑时间 不同在不同时刻出现峰值和谷值。以碗浇筑时间为0计， 对于525水泥来说，06小时、1220小时为升温过程， 612小时为降温过程。这是一个具有规律性的现象。如果暂

8、不考虑翘曲应力和胀缩应力，612小时碗板处于降温收 缩状态，容易发生裂缝。3.4具体防治方法 3.4.1由日气象预报预测施工开始时的气温t ( t b3.4.2 ±午浇筑的板当天锯缝，下午浇筑的板次日清晨锯 缝，这是施工单位的常规做法。本文进行的定量分析从理论 上说明了这种做法是合理的。以上提出的方法建立在温度应 力不大于碗强度的理论上，由此方法推出的锯缝时机控制在磴浇筑后第10小时，这对早龄期强度增长较快的水泥是可以的，对强度增长较慢的水泥，锯缝时可能因碇强度不够而 打坏缝槽边缘，需在施工中注意。从保证及时锯缝的角度, 还是使用早期强度增长较快的水泥为好。3.4.3预测终凝时的板温。预测板温等于预测气温加上板 温与气温的差。终凝时间一般不超过12小时。3.4.4将实测开始浇筑碇的温度t与第12小时的预测板温连线，求第10小