水泥混凝土路面脹縫設(shè)置原則與施工探討

湖南交科Vol.26No.Mar.261期2000年3月HUNANCOMMUNICATIONSCIENECANDTECHNO水泥湖南交科Vol.26No.Mar.261期2000年3月HUNANCOMMUNICATIONSCIENECANDTECHNO水泥混凝土路面脹縫設(shè)置原則與施工許百 長(zhǎng)沙 摘要結(jié)合實(shí)地調(diào)查水泥混凝土路面脹縫的設(shè)置與破壞情況,分析了其破壞原因及砼的特性,論述了接縫板的重要性及確定脹縫的設(shè)置原則,探討了水泥混凝土路面脹縫施工方案與工藝。主題水泥·混凝土··水泥混凝土路面在我省發(fā)展較快,近幾年來(lái)我省的蓮易、長(zhǎng)永、長(zhǎng)潭、長(zhǎng)益、益常等高速公路的路面面層都是水泥混凝土的。水泥混凝土路面已由人工攤鋪發(fā)展到大型滑模攤鋪機(jī)攤鋪。然而脹縫破壞嚴(yán)重,響行車的舒適感。接縫始終是路面的薄弱點(diǎn),值得我們。施工監(jiān)理,對(duì)接縫進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查研究,取得了一些經(jīng)驗(yàn)。工進(jìn)行探討。11998年7月1號(hào)竣工通車的長(zhǎng)益高速公路為雙向四車道水泥混凝土路面面層2×8+375m。主體使用滑模攤鋪機(jī)攤鋪,局部接頭輔以人工攤鋪。有如下幾種情況和原因連漿。14連漿破壞這種破壞主要是方,以及脹縫的順直規(guī)則,有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同意選擇一種過(guò)脹縫連續(xù)攤鋪的工藝即脹縫板預(yù)埋,上部14連漿,14連漿鋸開(kāi)成一條非常規(guī)則的脹縫。然而有一天氣溫突然升高,致使上部變形、位移嚴(yán)重。下部、中部及邊角連漿破壞,這種破壞是施工不精細(xì)所致。由于基層不平整,脹縫板與基層沒(méi)有緊貼,又未作密封處理或處理不當(dāng),則下部連漿。下部連漿,可導(dǎo)致砼板塊在脹縫處起拱。脹縫板與側(cè)模不緊貼,則產(chǎn)生邊角連漿,高溫時(shí)會(huì)破壞邊角,傳力桿處的脹縫板與傳力桿不緊貼或人工振搗不當(dāng),破壞了脹縫板,會(huì)產(chǎn)生中部連漿使脹縫兩側(cè)砼局部破壞。脹縫板不合理。k0+000～k23+411段大量使用泡沫板作脹縫板。因泡沫板幾乎可以壓縮為零,致中的平行與平整,于是產(chǎn)生破壞。傳力桿。傳力桿在澆砼過(guò)程中變位,沒(méi)有平行于路線方向,或套筒不當(dāng),從而阻礙砼的膨脹而產(chǎn)生未及時(shí)灌縫脹縫內(nèi)掉入礫石,使脹縫上部局過(guò)早開(kāi)放交通。過(guò)早開(kāi)放交通,砼強(qiáng)度不夠時(shí)會(huì)產(chǎn)生塌邊、啃邊現(xiàn)象。其它。如端部砼不密實(shí),收工時(shí)人員疲勞,振搗馬虎,使脹縫處人工澆筑的砼不夠密實(shí);8m板與3.75m邊板施工不同步,施工溫度差較大等其它原另外,調(diào)查結(jié)果還顯示,不管基層灑油與否,中k23+411114條脹縫,半幅100,2514.5m脹縫。1997820日下午開(kāi)機(jī)1998年4月中旬結(jié)束。每月進(jìn)度如表1每月工程進(jìn)度表%82.910.18.19.27.12.28.31.40.因?yàn)槭歉邷丶竟?jié)竣工的,竣工前破壞而經(jīng)修補(bǔ)的692m占總量的27.52脹縫最長(zhǎng)間距1260m澆筑時(shí)間是1997年9月3日至5日沒(méi)有起拱現(xiàn)象200m左右,1997125日至12日攤鋪的3760m共有18條脹縫920～k17+670路段長(zhǎng)有6條脹縫破壞,33.3%;199711月30日至12月2幅8mk19+175480沒(méi)有破壞。對(duì)所有破壞了的脹縫進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查時(shí)發(fā)收稿日期:1999-11-1許百瑞75%=14.7MPa,也遠(yuǎn)小于砼的抗壓強(qiáng)度砼不會(huì)破壞。當(dāng)設(shè)有脹縫時(shí),因允許一定量的位移,再加上基層與面層之間的摩阻力,則脹縫處的壓應(yīng)力會(huì)降低一些,但難以定量計(jì)算。當(dāng)脹縫設(shè)置1許百瑞75%=14.7MPa,也遠(yuǎn)小于砼的抗壓強(qiáng)度砼不會(huì)破壞。當(dāng)設(shè)有脹縫時(shí),因允許一定量的位移,再加上基層與面層之間的摩阻力,則脹縫處的壓應(yīng)力會(huì)降低一些,但難以定量計(jì)算。當(dāng)脹縫設(shè)置時(shí)有連漿現(xiàn)象或脹縫內(nèi)掉入礫石,縫處有效接觸面積劇減,將產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)砼抗壓強(qiáng)度的壓應(yīng)力,故產(chǎn)生上述調(diào)查到的脹縫破壞現(xiàn)象。如果冬季10℃左右施工200m左右設(shè)置一道脹縫脹縫處在高溫時(shí)仍然有壓應(yīng)力。若未精心施工或管理不善,依然會(huì)有在脹縫破壞的情況,甚至脹縫間距再短一些也無(wú)濟(jì)于事。但相反,每條脹縫做得很好,下的伸張,但未灑油處其摩阻力明顯較基層灑油段大一些,對(duì)脹縫有利。砼面板朝脹縫處伸張,約的痕跡。利用深切機(jī)加做脹縫時(shí),因沒(méi)有傳力桿,產(chǎn)生上下錯(cuò)位現(xiàn)象,mm寬的縫尚未灌縫升溫時(shí)很快只剩下寬28-()5.~12×106之間。,骨料為石英巖時(shí),T最大,其次是砂巖、花崗巖及石灰?guī)r,也與水泥本身有關(guān),T值取1×10-5/℃。砼路面因溫度變化而引起的伸縮量△L=T△T式中△T為溫度的變化,;L為計(jì)算板長(zhǎng),m湖南省夏季氣溫可達(dá)39,由于部分太陽(yáng)輻射熱被路面吸收,所以在夏季烈日照射下,水泥混凝土路面表面溫度約高出氣溫14℃左右,而其它季節(jié)路面的溫度與氣溫大致一樣,同步變化。陽(yáng)光直射砼路面面39℃+14℃=53℃,砼板厚按25cm計(jì),考慮到溫度梯度影響,路面砼板底溫度=表面溫度-溫度梯度×梯度修正系數(shù)×板厚=53℃-86/×019×0.25m=333均溫度為0.×53℃+33.3)=43.3℃。若考慮10,則到夏天高溫時(shí)砼路面溫度差△T=43.2-10=33.2,砼伸張量△L=×10-533.×L=3.×10L4。L=m時(shí),L=6.62cm50計(jì)算,40m1條,允許在高溫時(shí)產(chǎn)生壓應(yīng)力,因此脹縫板十分重要。很顯然,對(duì)于一壓就偏,不能承受一定的壓應(yīng)力的泡沫在明結(jié)構(gòu)物處,砼搭板與結(jié)構(gòu)物之間設(shè)有伸縮縫,不能傳遞壓應(yīng)力,也不允許傳遞,故除了砼搭板與結(jié)確定砼路面脹縫設(shè)置原則時(shí)還應(yīng)考慮到砼的干縮、徐變及應(yīng)力松弛等特性。砼在荷載長(zhǎng)期持續(xù)作用下會(huì)產(chǎn)生徐變,這是因水泥石中的凝膠體產(chǎn)生極其緩慢的粘性流動(dòng)。徐變與環(huán)境溫度和濕度有關(guān),徐變量會(huì)隨著溫濕度的增加而加大若保持變形不動(dòng)則隨著時(shí)間的延長(zhǎng),混凝土內(nèi)的應(yīng)力將逐漸降低,這種現(xiàn)象就是砼的應(yīng)力松弛,0.5～0.8之間。砼在空氣中硬化時(shí),由于水分蒸發(fā),水泥石中的凝膠體逐漸干燥、收縮,而使砼產(chǎn)生干縮,已干路面置于大氣中,置于基層上,各種因素復(fù)雜,目前很難估算砼路面的干縮、徐變及應(yīng)力松弛量。但總體來(lái)說(shuō),一段砼路面所有橫縫(包括脹縫、縮縫、裂縫)寬度之和在幾年之后的同等氣溫條件下量測(cè)是會(huì)增大的。因此,在砼路面使用過(guò)程中,如果管理較好,脹縫處的壓應(yīng)力在同等氣溫條件會(huì)減小過(guò)多地設(shè)置脹經(jīng)過(guò)事實(shí)調(diào)查及研究分析,我認(rèn)為脹縫設(shè)置原則是:①在JTJ012-94《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中指明的位置必須設(shè)置外,其他處不設(shè)置,或就施工縫處設(shè)置;②一段連續(xù)(指能傳遞壓應(yīng)力)縫寬的砼路面中間的脹縫允許傳遞壓應(yīng)力,脹縫板必須是50%;留2cm6.×50%)=6.64條即30m200m÷6.20～40m吻合顯然,這不是我們所期望的脹縫間距設(shè)置原則,也不可能如此近距離設(shè)置,這與機(jī)械施工不相稱,尤其是大型滑模攤鋪機(jī)施工。脹縫的設(shè)置原則并不是允許砼無(wú)約束地伸縮。隨著高等級(jí)公路砼板塊的加厚,以及半剛性基層的普遍采用,應(yīng)充分考慮砼面層與半剛性基層之間的摩阻力,同時(shí)應(yīng)考慮脹縫處承受一定的假如不允許砼板伸張,按上述溫差△T=33.計(jì)算11MPa度14厚度則縫處有效抗壓面積按75%計(jì)算,其壓應(yīng)力為11M湖南通科26③(指與明結(jié)構(gòu)物柔性路面相接處等)應(yīng)根據(jù)施工氣溫和當(dāng)?shù)叵募咀罡邭鉁氐膶?shí)際情況設(shè)置多道脹縫(湖南通科26③(指與明結(jié)構(gòu)物柔性路面相接處等)應(yīng)根據(jù)施工氣溫和當(dāng)?shù)叵募咀罡邭鉁氐膶?shí)際情況設(shè)置多道脹縫(2條使傳遞的壓應(yīng)力逐漸減小,必要時(shí)還應(yīng)考慮地錨;④設(shè)置脹縫時(shí),應(yīng)精心施工,確保脹縫兩壁平行、平整,沒(méi)有連漿現(xiàn)象。3脹縫施工工藝看似簡(jiǎn)單,。、施工工藝是分不開(kāi)的,調(diào)查的事實(shí)也證明了這一點(diǎn)。施澆端砼時(shí)不放脹縫板,拆模后,再放泡沫脹縫板,接著澆筑另一端砼。這種方法在拆端模時(shí)容易損壞砼,使砼產(chǎn)生難以觀察到的早期微裂紋,也有可能拆模時(shí)弄彎傳力桿,所以不可取。用木板作脹縫板時(shí),可使用在傳力桿位置處下12U型開(kāi)口的定型鋼模入脹縫板,脹縫板頂部與端模齊平或略低于1～2mm。且不傷砼也不會(huì)碰動(dòng)澆筑砼時(shí)應(yīng)注意檢查脹縫板側(cè)模、端模、基層、傳力桿之間是否緊貼,若未緊貼,應(yīng)采用柔性而不漏漿的材料塞好,避免產(chǎn)生連漿。傳力桿應(yīng)有合適的架立裝置,架立穩(wěn)定、順直、平行。套筒應(yīng)嚴(yán)格套好、套牢確保不漏漿30～50N的外力作用下可以活動(dòng)為度,過(guò)松則容易在澆筑砼過(guò)程中掉落,或使套筒3.3冬季施工氣溫低于5℃時(shí)宜暫停施工澆筑脹縫的后澆端砼時(shí),宜在氣溫高于10℃時(shí)進(jìn)行。當(dāng)在攤工者常常忽視脹縫的施工,或不重視,3.1規(guī)范規(guī)定接縫板(或稱脹縫板)可采用杉木板、纖維板、泡沫橡膠板、泡沫樹(shù)脂板等。其技術(shù)要求中的壓縮應(yīng)力分別是:5.0～20.0MPa,塑料泡沫0.2～06MPa2.100MPa。技術(shù)要求中還規(guī)定了復(fù)原率、擠出量、彎曲荷載等指標(biāo)。我認(rèn)為,不管怎么樣,脹縫寬度的壓縮量不宜考50%50%14,填縫施工再精心,在高溫時(shí),即使脹縫兩側(cè)壁砼平整且平行而不至于局部砼擠壓破壞,也會(huì)將嵌縫材料擠壓而突出砼路面,經(jīng)行車而破壞。實(shí)地調(diào)查時(shí)也經(jīng)?？吹竭@種現(xiàn)象。至于長(zhǎng)益公路k0+000～k23+411段大量使用泡沫板作脹縫板,低溫時(shí)施工的砼路面較多,,縫寬壓縮量達(dá)90%100%,因而擠壓破壞是不可避免的。所以施工設(shè)計(jì)或嫌麻煩。過(guò)程中留空一塊板(一般5m)后作脹縫而繼續(xù),留空的那一塊板宜在天氣穩(wěn)定,預(yù)測(cè)氣溫不會(huì)劇變的情況下補(bǔ)上。若時(shí)間隔太長(zhǎng),在澆筑留空的那一塊板時(shí)宜加高效減水劑,并將砼強(qiáng)度等級(jí)適當(dāng)提高。因氣溫急劇升高時(shí),兩側(cè)長(zhǎng)澆砼同時(shí)向留空處伸張,新另外,脹縫宜用橡膠條作嵌縫材料。脹縫兩側(cè)砼板適當(dāng)布鋼筋或摻入纖維是有必要的。鄰近脹縫的~4條縮縫應(yīng)加傳力桿。脹縫設(shè)置較少時(shí),縮縫尤其重,應(yīng)及時(shí)灌縫,防止泥砂掉入,使斷裂了的縮縫起到小脹縫的作用。砼路面在施工和使用過(guò)程中應(yīng)注意保持路面干凈,重視脹縫的養(yǎng)護(hù)工作在高縫時(shí),應(yīng)謹(jǐn)慎選擇接縫板。低溫時(shí)做的脹縫15MPa,時(shí),帶硬節(jié)的木