水泥混凝土路面裂缝修补材料研究--《长沙理工大学》2013年硕士论文
水泥混凝土路面裂缝修补材料研究
【摘要】：斜向预应力水泥混凝土路面是一种新型的混凝土路面，它可以在较长范围内不设置伸缩缝，提高了道路的承载能力和路面使用性能，并延长水泥混凝土路面的使用寿命。但是由于混凝土原材料、施工条件和外界自然环境的影响，预应力水泥混凝土路面也难免会出现早期裂缝。如果不及时修补，将会导致路面的结构性损坏。因此，研究出一种合适的裂缝修补材料和修补工艺，能有效的延长预应力水泥混凝土路面使用寿命，具有重要的意义。
经过国内外工程实例分析和市场调研，本文对裂缝修补材料进行分析和筛选，设计了科学的试验研究方案。对于裂缝宽度在1~3mm内的，直接用灌缝材料灌浆。首先对聚丙烯酸酯乳液改性超细水泥材料和聚丙烯酸酯乳液改性波士胶NS60材料进行配合比设计。然后对它们的粘度、可灌性、凝结时间、强度（抗折强度和抗压强度）、收缩性、耐久性（耐腐蚀性和耐磨性）和粘结性能（劈裂抗拉粘结强度和粘结抗折强度）进行研究。最后通过加和排序法推荐出合理掺量的聚丙烯酸酯乳液改性超细水泥浆体或聚丙烯酸酯乳液改性波士胶NS60浆体作为灌缝材料。对于裂缝宽度大于3mm的，先取裂缝两边适当距离向下开挖到露出预应力钢筋网。然后在上面布置矩形钢筋网，再采用高强度低收缩的混凝土材料进行填筑修补。本文对混凝土修补材料的工作性、立方体抗压强度、抗弯拉强度、收缩性和耐磨性进行研究，并从普通水泥混凝土和波士胶NS60混凝土中推荐出合适的裂缝开挖后填筑修补材料。最后通过试验路段工程应用检验和经济性效益分析，确定出优异性能的裂缝修补材料和相应的修补工艺。
【关键词】：
【学位授予单位】：长沙理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：U414;U416.216【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-20 1.1 论文的研究背景10-15 1.2 国内外研究现状15-17 1.3 研究目的和研究内容17-18 1.4 研究的技术路线18-20第二章 裂缝修补材料优选及试验方法20-33 2.1 裂缝修补材料选择20-24 2.2 试验方案设计24-32 2.3 本章小结32-33第三章 灌缝材料的室内试验研究33-56 3.1 灌缝材料的配合比设计33-34 3.2 灌缝材料的粘度试验34-36 3.3 灌缝材料的可灌性试验36-37 3.4 灌缝材料的凝结时间试验37-39 3.5 灌缝材料的强度试验39-42 3.6 灌缝材料的收缩性能试验42-45 3.7 灌缝材料耐久性试验45-49 3.8 灌缝材料粘结性能试验49-54 3.9 本章小结54-56第四章 裂缝开挖后混凝土修补材料的室内试验研究56-66 4.1 高强度低收缩混凝土的配合比设计56-58 4.2 波士胶 NS60 混凝土的配合比设计58-60 4.3 混凝土的立方体抗压强度试验60-61 4.4 混凝土的抗弯拉强度试验61-63 4.5 混凝土的干缩性能试验63-64 4.6 混凝土的耐磨性能试验64 4.7 本章小结64-66第五章 裂缝修补材料的试验路段工程应用66-77 5.1 试验路段工程概况66-67 5.2 裂缝修补材料性能综合评价67-69 5.3 裂缝修补施工工艺69-74 5.4 经济性效益分析74-76 5.5 本章小结76-77第六章 结论与展望77-79 6.1 主要结论77-78 6.2 展望78-79参考文献79-82致谢82-83附录 A（攻读学位期间发表论文目录）83-84硕士研究生论文文献综述84-102
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水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因及防治措施 >> 正文
水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因及防治措施热
[ 作者：王春龙，杜&彤&|&转贴自：本站原创&|&点击数：2908&|&更新时间：&|&文章录入：imste&&&2008年&第&1&期 ]
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (包头市政公路工程股份有限公司，内蒙古 包头 014030)摘 要：本文针对水泥混凝土路面在施工和运营过程中，出现裂缝问题的原因进行了详细的分析，旨在为解决这一技术问题提供参考依据。关键词：水泥混凝土路面；裂缝；公路养护中图分类号：U416.216& 文献标识码：A& 文章编号：(98―02&&&&& 水泥混凝土路面是适应载重大、速度高、密度大的汽车运输需要的高级路面，具有强度高、稳定性好、使用寿命长、维护费用小等许多优点。因此在公路和城市道路行业得到了广泛应用。近年来，我市在城市道路建设中，采用了不少水泥混凝土路面，对改善提高道路质量，效果显著。&&&&& 在水泥混凝土路面的施工和营运过程中，路面裂缝问题不仅普遍存在，有些甚至还比较严重，是混凝土路面的主要病害，成为影响混凝土路面发展的一个关键性技术问题。而早期裂缝是水泥混凝土路面常见病害之一。&&&&& 早期裂缝是指水泥混凝土道路开放交通前路面所产生的裂缝。早期裂缝修补比较困难，整块敲掉，又实属可惜，重新浇筑将会影响工期。因此，消除和防治早期病害，就显得非常重要。&&&&& 早期裂缝的产生无不与施工季节、技术条件、操作因素、材料优劣有直接关系。其开裂形式多样，有纵裂、横裂、网状裂、丝状裂、沉降错裂、脱壳裂、全断裂等。就裂缝深度而言，又有表面裂缝、深度裂缝和贯穿裂缝。开裂地段，因季节和裂缝类别稍有变化。春夏季节，温度干缩裂缝多在板中；秋冬季节和施工裂缝多发生在板边。下面根据“早裂”的潜在成因和外部条件的影响，逐一论述。1 沉降裂缝&&&&& 混凝土浇筑后，水泥和骨料自然下沉，同时产生泌水，在沉降过程中发生的裂缝，往往发生在以下几个部位：①横板边缘；②传力杆部位；③混凝土路面厚度不同分界面上；④纵横坡较大，浇筑面不平处。&&&&& 产生沉降裂缝的主要原因是混凝土浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，受到钢筋和其他预埋件的局部阻碍以及模板移动，基础沉降，使该处混凝土产生拉应力或剪应力，而在混凝土尚未能充分抵抗它的抗拉应变能力时，该处就会产生沉降裂缝。&&&&& 由于沉降裂缝一般均在浇筑后1～3h发生，属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理，容易奏效。一般待沉降终止时，在裂缝附近混凝土表面重新加压抹平，使裂缝闭合。&&&&& 混凝土沉降是混凝土特性之一，完全避免不可能，但沉降是有一定限度的，由于各粒子间的相互接触，水泥浆的逐步凝结，将导致沉降停止。而单位用水量越大，泌水率也越大，沉降量也越大。&&&&& 从以上两点可以看出，要防止和减少沉降裂缝，应做到以下几点：①在保证混凝土和易性的条件下，降低混凝土用水量，使用干硬性混凝土，混凝土坍落度宜控制在1.0～2.5cm范围内。②选择在沉降结束以前快速硬化，而又不失去黏结力的水泥和外加剂。③使用正确的振捣方法，消除因泌水产生的水膜而减少混凝土沉降，特别是混凝土二次振捣是防止沉降裂缝产生的有效措施。2 干缩裂缝&&&&& 水泥混凝土浇筑后，在硬化过程中，由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小，加以游离水在空气中蒸发及胶凝体失水而紧缩，随着混凝土体积收缩产生拉应力，当大于当时混凝土抗拉强度时，就产生混凝土干缩裂缝。&&&&& 干缩裂缝多发生在高温季节，其裂缝特征：表面开裂，纵横交错，没有一定规律，缝宽和长度都很小。&&&&& 干缩裂缝是混凝土路面早期裂缝中常见病害之一。混凝土的收缩是混凝土的特性之一，正因为这一特性，才能使混凝土密实，提高混凝土与钢筋之间的黏结力。但干缩量过大，就会产生裂缝。&&&&& 干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系，现分述如下：①在夏季高温季节，往往由于养护不及时，表面水分蒸发过快，超过了泌水速度，因而产生干缩裂缝。②早期收缩是由于水泥浆的收缩而产生。一是水分不减少，水泥浆在水泥反应过程中产生收缩，产生的裂缝往往由“里”到“表”，缝隙较深。二是因水分蒸发，超过泌水速度，而产生收缩。特别在天气干燥的时候，造成混凝土表面水分不足，水泥快速凝结硬化，吸收混凝土内部水量而产生裂缝，这种裂缝大多由“表”及“里”，缝隙较浅。③对于塑性混凝土来说，如果砂率过大，含泥量过多，或是采用干缩量较大的水泥，都会造成混凝土过量收缩而产生裂缝。&&&&& 产生干缩裂缝的主要原因：①硅酸盐水泥干缩性小，早期强度增长高，而矿渣水泥早期强度低，干缩性较大，用它浇筑的混凝土终凝时，就很容易产生干缩裂缝。水泥标号低，早期强度低，单位水泥用量大，所以用低标号水泥浇筑的混凝土终凝后也容易产生干缩裂缝。②软砂岩、石灰岩收缩大。③级配骨料粒径越小，收缩越大。&&&&& 防止干缩裂缝的产生，首先是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素，一般应从以下几方面进行：①合理级配，正确选用水泥、矿料、砂率、用水量、外掺剂等，以减少干缩率来防止干缩裂缝。a.水泥:水泥的选用严格按规范进行,一般宜采用标号不低于32.5号的硅酸盐水泥或普通水泥。b.细骨料:宜选用质地坚硬的河沙或海沙。细度模数在2.0～3.0之间，0.16～0.63mm的占60%左右，1.25～5.0mm的占40%左右。有害杂质含量＜3%，其他质量要求应符合规范要求。c.粗骨料:高等级水泥混凝土路面应选用碎石，碎石以5～20、20～40mm两种颗粒组成为好，碎石含泥量应不＞1%，如含泥量过大，一定要进行冲洗，达到规范要求。d.外掺剂：外掺剂质量应符合国家标准的规定，并应在充分调查试验和实地试用后，再决定所选的外掺剂及其掺量是否合理。②严格施工管理，防止水分过量蒸发。捣筑后，及时采用凉棚或其他遮盖物，避免表面失水过快而产生干缩裂缝，养护期内路表面绝不能出现干透现象。3 温度裂缝&&&&& 水泥混凝土具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化的作用，伴随着热化学反应，所以在硬化过程中，释放大量热能，温度上升，使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而板面混凝土随着晚上气温降低、洒水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩，产生很大的拉应力，当外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时，板块就会产生裂缝。&&&&& 另外由于切缝不及时，在靠近设计伸缩缝处，发生走向较为规则的温度裂缝。&&&&& 温度裂缝的处理，对于贯穿裂缝，常用切割机垂直切除损坏部分，重新浇筑双层钢筋混凝土。&&&&& 防止温度裂缝，一般有以下几点：①混凝土骨料用量越大，其热膨胀系数越小。水泥浆含量越多，混凝土膨胀系数越大。因此，合理选择级配，采用水化热较低的水泥，减少水泥用量及用水量，降低混凝土膨胀值，是防止温度裂缝的主要途径。②施工管理中，应重视人工降温措施，对表层混凝土采取保温、保湿防护措施，减少温度变形。③切缝要及时，一般气温在25℃～30℃时，10～12h即可切缝，但应注意在任何情况下都不得超过36h；切缝深度以板厚的1/2～1/3为宜。当路面浇筑较快，已成型并达到可切缝的面板较长而切割机械能力又受限时，可隔一两道缝切割一道，以减少混凝土板的弯拉应力，然后再把余下的缝补切完毕。4 施工裂缝&&&&& 这种裂缝往往不被人们所重视，因而，混凝土路面因施工因素产生早期裂缝越来越高，对道路损坏也越来越突出。比较常见的施工裂缝的成因有：①振捣不够，拆模过早，引起混凝土表面和边部开裂。混凝土在铺筑过程中，漏振、振捣不足或振捣过度，将会使浆体分布不均匀，自身还会产生密实度不均匀（这种现象在模板边缘较为普遍），造成混凝土板开裂。②施工接头，未按分块尺寸划分，或划分不准，造成切缝后，沿缝边在施工接头处产生裂缝。③模板钻孔尺寸不合格，太大不仅孔中漏浆，而且拉杆无法定位；太小拉杆无活动余地，都会导致拉杆周围纹裂，拉杆钢筋外形尺寸不合格，钢筋安置不平直，也影响混凝土产生裂缝，特别是产生侧面裂缝。④拆模时间过早，易损伤边缘混凝土，过晚又影响切割，同时拆模方法不对，乱拆乱打等都会导致混凝土板产生不规则裂缝。⑤为了赶任务，半刚性基层最低养护时间未到，就赶铺水泥混凝土路面。常常造成因基层成型收缩，影响水泥路面而产生裂缝。⑥混凝土浇筑后，在板面上未用草袋、塑料薄膜等覆盖养生，或者即使覆盖了，但向混凝土板浇水有欠适时均匀，未能经常保持全部养护面板的潮湿状态，如遇晴天日晒，风速较大等情况，混凝土板表面水分蒸发较快，都会造成干缩裂缝。&&&&& 防止施工裂缝的产生，在很大程度上是施工管理问题。只要我们严格加强施工质量管理，正确执行施工技术操作规程，因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。5 冻融裂缝&&&&& 冬季施工时，防冻措施跟不上，混凝土中水分经受冻融后，产生微细裂缝，致使表层剥落。随着冻融循环次数的增多，微细裂缝就会使混凝土开裂或破坏。这种裂缝一经出现，很难处理。&&&&& 为了防止冻融病害的产生，在寒冷季节施工应采取一些措施：①尽量控制在气温高于+5℃时进行施工。昼夜平均气温在-5℃时，坚决停止施工。②尽量选用高标号快硬水泥，正确选定用水量，使用质量好的骨料拌制混凝土。搅拌、运输、浇筑、养护应按防冻施工要求进行。振捣密实，避免混凝土吸水性增强而产生蜂窝、裂缝。③合理选用早强防冻剂，促进混凝土硬化，提高抗冻性能。④在有条件的情况下，采用温水拌和混凝土，使混凝土出罐温度达到30℃～40℃，摊铺温度不低于10℃。&&&&& 水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因是复杂的，它和设计、施工及原材料的质量均有密切关系。但是，只要严格执行《规范》，施工中切实抓好水泥、水灰比、骨料和配合比、施工工艺、切缝、养生、施工管理等各个关键环节，就能防止水泥混凝土路面的早期裂缝。随着混凝土路面的发展及各种先进工艺的运用，一定能不断提高水泥混凝土路面的质量。
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浅谈农村村道水泥混凝土路面裂缝的处理
【摘要】：论述当前农村公路村道水泥混凝土路面裂缝现象,从路基、材料、施工三个方面分析原因及处理措施。
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在加快社会新农村建设的进程中,村村通硬化混凝土路面是其中之一。水泥混凝土路面的推进不仅改善了农村的生产、生活条件,而且促进了农村经济的发展。但是在当地已完成的混凝土路面中,产生裂缝的路面占相当一部分。裂缝出现后,就要分析哪些是有害裂缝,哪些是无害裂缝。1水泥
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