HEC混凝土路面断板开裂的原因及质量管理预防措施

HEC混凝土路面断板开裂的原因及质量管理预防措施摘要本文文论述了HEC混凝土路面面断板开裂的的形式及其产产生的原因，同同时提出了作作为质量控制制的监理部门门在施工过程程中所应采取取的预防措施施。关键词HEEC混凝土路面断板开裂原因预防措施一、概述HEC全名高强强高耐水土体体固结剂，是是一种无机水水硬性胶凝材料。由于HEEC高强高耐水水土体固结剂剂混凝土路面面具有以下特特点：作为主主要指标的抗抗折强度早期期强度高、后后期强度稳定定发展，骨料料可利用开挖挖弃渣、天然然砂砾石毛料料（含泥量≤8%）。使其被被国家科技部部列为2003年国家级重重点新产品计计划，而得到到广泛运用。但但是HEC混凝土与普普通水泥混凝凝土一样是一一种非均质的的脆性混合材材料，其最大大的缺点是韧韧性差，抗拉拉强度低（与与其抗压强度度相比）。HEC混凝土路路面属于高级级路面，其刚刚性结构的完完整性，有赖赖于结构板块块本身的完整整性及其下层层结构的整体体刚性效能。无无论是施工过过程中，还是是行车期间，防防止和处置各各类断板开裂裂现象的发生生和发展，是是维持和保证证HEC混凝土路面面使用效果与与其耐久性的的最基本的要要求。但是，由由于HEC混凝土的非非均质性、低低韧性、早强强性及现场环环境条件、施施工工艺与水水平的可变性性，很难完全全避免HEC混凝土路面面板的断板与与开裂现象。所所以，控制HEC混凝土路面面的断板、开开裂现象的出出现，便成为为现场质量控控制的重要组组成部分。根根据近年来，HEC混凝土路面面施工质量控控制的经验，以以及有关试验验结果的验证证，本文着重重从HEC混凝土路面面断板开裂的的形式、产生生破坏的原因因及预防处置置的措施，谈谈一些浅显的的看法以供参参考。二、HEC混凝凝土路面断板板及开裂的形形式与规律性性1、断板（1）、运营前前（早期）断断板：主要发生在HEEC混凝土路面面浇筑成型初初期，其特点点是断裂形式式及规律性明明显，裂缝横横向间距4~6米不等。（2）、运营过过程中的断板板当路基出现沉降降或运行实际际荷载大于设设计荷载时，极极可能发生断断板，此时断断板的规律性性不如早期明明显，但路面面混凝土断裂裂的同时，多多伴有基层开开裂。2、路基不不均匀下沉产产生的断板或或开裂当路基发生较明明显的不均匀匀沉降时，则则HEC混凝土路面面断板、开裂裂将无法避免免。其特点是是：断板、裂裂缝均不规则则，破坏性大大，甚至造成成相邻断块间间的显著高差差，裂缝明显显。3、基层开裂引引起的反射裂裂缝当水泥稳定层在在施工过程中中产生横向裂裂缝时，如果果在未采取预预防与隔离措措施的情况下下继续浇筑HEC混凝土面板板，那么在温温度变形的影影响下，因水水泥稳定层断断板板块的微微量位移，会会使得HEC混凝土路面面板在基层断断裂缝附近产产生裂缝或断断板。4、收缩裂缝收缩裂缝的主要要表现形式为为不规则短小小裂缝，其深深度一般未至至板底，但可可能在混凝土土内部的裂缝缝长度大于表表面可见裂缝缝的长度，且且局部断续的的裂缝在运营营的过程中，还还有进一步延延伸及贯通的的可能。5、HEC混凝凝土板纵向裂裂缝HEC混凝土路路面板的纵向向裂缝的产生生主要有以下下两种形式：：ⅰ、因路基内管管涵部位及其其周围回填不不密实，致使使使用过程中中路基发生不不均匀沉降而而形成沿管涵涵方向的纵向向裂缝，这类类裂缝形式规规则，且裂缝缝宽度较大，长长度较长。ⅱ、HEC路面面混凝土板强强度未达到设设计通车强度度便开放交通通时，一般易易形成沿轮迹迹方向的多条条平行裂缝。6、诱导裂缝以已浇筑的半幅幅路面板为侧侧模的板面缩缩缝、切缝或或断裂面已延延至侧面板底底的情况下，当当已浇路面板板发生上述断断裂，且横向向拉杆沿至新新浇混凝土中中，接缝处又又无分隔层时时，诱导裂缝缝极易发生。三、HEC混凝凝土路面断板板及开裂的原原因将HEC混凝土土路面板的断断板、开裂形形式及规律性性与现场施工工结合起来分分析，产生这这些现象的原原因可能有以以下几个方面面：1、气候影响HEC高强高耐耐水土体固结结剂混凝土路路面与普通水水泥混凝土路路面相比具有有以下特点：：作为主要指指标的抗折强强度早期强度度高、后期强强度稳定发展展。即意味着着其早期水化化热较一般混混凝土要大。另另一方面，路路面混凝土相相对于结构混混凝土的蒸发发表面积要成成倍增大，从从而使其受气气候的影响，表表面温度变形形也大得多。（1）、干燥气气候的影响。气气候干燥的地地区亦多风（如如四川省九龙龙县锦屏电站站地处甘孜州州与凉山州交交界，属干燥燥多风地区，最最大风力达三三级以上），如如果外界水分分不能得以及及时补充，混混凝土表面水水分的丧失，回回很快造成表表面的干缩裂裂缝。（2）、温差的的影响，当外外界气温变化化较大时（如如四川省九龙龙县锦屏电站站地处甘孜州州与凉山州交交界，昼夜温温差达10℃），HEC混凝土内部部的温差梯度度将进一步增增加，当其达达到一定值时时，HEC混凝土的温温度应力将造造成路面板沿沿较小的断面面开裂。（3）、高温条条件下HEC混凝土路面面会产生以下下两方面的负负面影响：①、高温照射下下的HEC混凝土集料料，蓄大量的的热能，使得得混凝土入模模温度过高，从从而加剧了已已浇筑HEC混凝土早期期热量的增加加，进而影响响HEC混凝土内部部应力应变的的平衡，形成成裂缝。②、促使混凝土土水化热在较较短时间内集集中产生，造造成混凝土强强度裂缝。2、原材料因素素（1）、砂、石石含泥量较大大。虽然HEC高强高耐水水土体固结剂剂混凝土路面面较之普通水水泥混凝土路路面，在砂石石料含泥量要要求方面有了了较大放宽（普普通水泥混凝凝土要求：含含泥量≤4%；HEC混凝土要求：：含泥量≤8%），但是通通过现场大量量试验得出的的结果，及通通过对路面HEC混凝土与结结构混凝土的的受力特性和和强度特性的的分析来看，HEC路面混凝土土所用砂、石石料的含泥量量还是应该比比结构混凝土土更加严格控控制，否则将将直接影响其其抗折强度及及其界面粘接接强度。同时时过量的粘土土含量有降低低HEC混凝土面层层耐热性能，增增大局部混凝凝土收缩、膨膨胀的趋势。（2）、配合比比选用不当。作作为路面混凝凝土，其配合合比的选用，尤尤其是砂率的的选择、水灰灰比的确定等等都直接影响响HEC混凝土的性性能。根据不不同的施工工工艺和施工机机械，应综合合考虑上述参参数的选择，并并以成型后表表层砂浆层的的厚度，适当当调整配合比比的组成，防防止因砂浆层层过厚及混凝凝土拌制不均均匀形成的收收缩不均。（3）、集料级级配不良。不不良的集料级级配将可能造造成混凝土的的离析，粗、细细集料积聚，形形成强度和变变形的薄弱区区域。3、施工工艺及及施工安排造造成的HEC混凝土面板板断板、开裂裂就施工工艺而言言，HEC混凝土路面面板形成断板板、开裂的原原因主要有以以下几种：(1)、混凝土土拌制不均匀匀，造成混凝凝土拌和物“夹生”，粗、细集料聚集，混混凝土凝结硬硬化过程中产产生应力集中中的部位发生生断板；（2）、混凝土土振捣不均匀匀，尤其是人人工浇筑振捣捣施工工艺，受受人的主观意意识的影响，过过振、漏振现现象难以避免免，造成混凝凝土密实性不不均，近面层层砂浆厚度相相差过大，极极易形成区域域性开裂；（3）、人工及及三辊轴施工工时，提浆过过厚，使得路路面混凝土表表层稀浆厚度度过大，造成成表面干缩裂裂缝；（4）、早期养养护不及时或或养护方式不不当，不能及及时补充或阻阻止水分的蒸蒸发，极易造造成HEC混凝土表面面开裂。施工过程中的工工艺衔接控制制不当时，对对HEC混凝土路面面板的断板、开开裂有以下几几个方面的影影响：（1）、如果施施工作业过程程不连续，则则易形成施工工冷缝。（2）、如果切切缝不及时，或或切缝深度过过深过浅，是是形成早期横横向断板的主主要原因。（3）、相邻板板各走通缝，致致使新浇筑路路面板产生诱诱导裂缝，甚甚至断板。（4）、不良地地质条件地段段，路基沉降降未稳定之前前，过早浇筑筑混凝土路面面，将极易产产生路面板的的断板、开裂裂。（5）、过早开开放交通，将将造成路面板板的纵向开裂裂。4、HEC混凝凝土材料本身身及施工要求求影响这里所说的混凝凝土材料本身身的原因，主主要是指HEC混凝土在配配置及施工过过程中方法或或工艺上的不不足，造成的的与路面混凝凝土板施工特特性或受力特特性上的矛盾盾，其主要表表现在：（1）、受当前前水泥性能的的影响，混凝凝土脆性性能能的降低较难难实现。据有有关资料介绍绍，当混凝土土的脆度系数数（抗压强度度与抗折强度度之比）小于于5.7，则混凝土土具有较好的的塑性。而HEC高强高耐水水土体固结剂剂混凝土又具具有作为主要要指标的抗折折强度早期强强度高、后期期强度稳定发发展的特点。因因此，如果只只一味地追求求HEC混凝土早期期抗折、抗压压强度的提高高，而不注意意其脆性的降降低，将会损损害路面混凝凝土结构承受受来自竖向重重力、水平冲冲击力及抵抗抗膨胀温度产产生的应力的的能力，这无无疑会增大路路面板断板、开开裂的可能。（2）、路面混混凝土的抗滑滑性能有赖于于宏观抗滑构构造与微观抗抗滑构造的共同作用用。在施工过过程中，宏观观的抗滑构造造一般采用横横向刻槽、拉拉毛等方式。但但是，一些施施工单位为了了便于施工和和强调感官上上的良好视觉觉，不惜加大大提浆量来达达到抗滑构造造深度及边缘缘规则、表面面光滑的感官官效果，殊不不知这种做法法不仅严重削削弱了路面的的侧向抗滑微微观构造的作作用，降低了了面层混凝土土的耐久性，而而且由于砂浆浆厚度的增加加，加剧了表表面收缩裂缝缝的趋势。四、HEC混凝凝土路面开裂裂与断板的防防治我国著名混凝土土裂缝专家周周铁梦认为：：“混凝土的裂裂缝是不可避避免的，但其其有害程度是是可以控制的的。”这说明了混混凝土裂缝存存在的普遍性性和必然性，同同时也指出了了防止混凝土土裂缝的可能能性与必要性性。这对于HEC路面混凝土土这一有别于于普通混凝土土结构物受力力特性的混凝凝土也同样适适用。近年来来，通过对三三辊轴施工及及人工铺筑路路面混凝土的的试验研究及及路面施工质质量控制经验验分析，我们们对混凝土路路面开裂、断断板有了进一一步的认识。并并且在四川锦锦屏电站九龙龙河口~锦屏一级坝坝区辅助道路路改建工程第第四标段的施施工过程中，运运用已有的经经验，对其HEC混凝土路面面段质量进行行了有效控制制，整个标段段除了早期承承建单位未按按监理工程师师要求及时采采取保温措施施而形成的唯唯一一条温度度裂缝以外，未未出现其他形形式的断板及及裂缝现象。通过上述对HEEC混凝土裂缝缝、断板现象象的特性及形形成原因的分分析，并结合合相关经验，对HEC混凝土现场质量控制提一些浅显的看法。1、HEC路面面混凝土材料料的选择与配配合比的优化化HEC路面混凝凝土因主要承承受竖向荷载载的作用，其其受力特性以以抗折强度为为主，而影响响HEC混凝土抗折折强度的主要要因素有，混混凝土单方水水泥用量、水水灰比、粗集集料粒径粒形形等，在上述述材料确定后后，HEC混凝土配合合比的优化选选择、混凝土土的拌制方法法、浇筑工艺艺、养护状态态，则是保证证混凝土强度度形成的关键键。因此，从从路面材料的的选择及配合合比设计的优优化着手，应应注意以下两两个方面的90问题：（1）、集料的的选择从粗骨料对混凝凝土强度的粒粒径效应方面面考虑，用语语HEC路面混凝土土的粗骨料最最大粒径，不不宜大于40㎜，且宜采采用连续级配配的石子，细细集料宜采用用粗砂或机制制砂（混合砂砂应调正其细细度模数达到到中粗砂标准准）。有资料表明，在在提高混凝土土耐疲劳极限限方面，砾石石仍优于碎石石，小粒径骨骨料优于大粒粒径骨料。而而影响温度变变形的主要因因素是石料的的种类（可选选用碱性石料料，酸性石料料、石英岩较较差）、砂浆浆的总量以及及碎石的总表表面积。（2）、HECC混凝土配合合比的优化选选择路面混凝土的配配合比，除满满足强度耐久久性、经济性性指标外，更更重要的是应应满足路面混混凝土不同施施工工艺的技技术要求，在在对混凝土工工作性有重要要影响的各项项参数中，控控制混凝土拌拌和物坍落度度，选择适宜宜的砂率，确确定合适的混混凝土含气量量以及较小的的坍落度损失失，是保证混混凝土施工正正常进行的关关键。2、合理选择施施工工艺，严严格控制施工工过程的质量量。良好的路面质量量是通过严格格的施工质量量控制来实现现的。无论是是机械施工，还还是人工摊铺铺，都必须重重视施工工艺艺与施工过程程的选择和控控制。总体而言，HEEC混凝土路面面的施工工艺艺与施工过程程控制应注意意以下几个方方面：（1）、路基土土石方填筑工工程往往容易易在沿线涵洞洞、挡墙（尤尤其是高填方方区段的路肩肩墙）等构造造物台背处出出现压实度不不足的现象，致致使以后在自自重及行车荷荷载等因素的的作用下，造造成HEC混凝土路面面脱空甚至断断裂现象。究其原因，从施施工角度来看看，路基土方方压实施工过过程中，运土土~摊铺~整平~碾压过程基基本上都使用用大型施工机机械，在涵洞洞、挡墙等构构造物台背处处因作业面小小，大型机械械无法发挥作作用，因而容容易形成死角角；在土方摊摊铺时，推土土机、平地机机刀片不敢靠靠近台背作业业，怕碰坏台台身或墙身，因因而往往形成成一条条未被被推平的土带带，压路机自自然也就无法法压实，即使使摊平了，压压路机也很难难去靠边压实实，所以适当当的人工配合合和小型压边边机具是不可可缺少的。但但这一重要工工作往往由于于追求进度等等因素而被承承建单位忽视视，为填方的的质量埋下隐隐患。因此，严格控制制薄弱部位的的回填是控制制HEC路面混凝土土质量的关键键。（2）、鉴于HHEC高强高耐水水土体固结剂剂混凝土路面面抗折强度早早期强度高、后后期强度发展展稳定，即其其早期水化热热较一般混凝凝