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 1、裂缝的类型 
   隧道衬砌砼裂缝类型主要有:干缩裂缝、温度裂缝、外荷载作用产生的变形裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   1.1干缩裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   砼在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于受到围岩和模板的约束,变形产生应力,当应力值超过砼的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。影响砼干缩裂缝的因素主要有:水泥品种、用量及水灰比,骨料的大小和级配,外加剂品种和掺量。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   1.2温度裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   水泥水化过程中产生大量的热量,在砼内部和表面间形成温度梯度而产生应力,当温度应力超过砼内外的约束力时,就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。温度裂缝的产生与二次衬砌砼的厚度及水泥的品种、用量有关。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   1.3荷载变形裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   仰拱和边墙基础的虚碴未清理干净,砼浇筑后,基底产生不均匀沉降;模板台车或堵头板没有固定牢固,以及过早脱模,或脱模时砼受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。荷载变形裂缝在隧道衬砌砼病害中占有的比例逐年增大,已经引起了广大工程技术人员的重视。 
   1.4施工缝(接茬缝) 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使砼浇筑中断时间超过砼的初凝时间,继续浇筑砼时,原有的砼基础表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂浆垫层,就在原砼表面浇筑砼,致使新旧砼接茬间出现裂缝。 
   2、裂缝形成的原因分析 
   砼裂缝形成的原因非常复杂,往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计,施工不规范造成的砼裂缝占80%左右,材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右,设计不当引起的裂缝可能占5%。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   2.1施工工艺或现场操作不规范 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   a.隧道开挖成型差,衬砌砼厚度严重不均匀;欠挖或初期支护侵入衬砌限界,造成衬砌砼厚度不足。个别隧道衬砌砼背后存在脱空现象。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   b.未开展监控量测工作,仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间,安全可靠性差,造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。 1.1 路面产生裂缝的影响因素 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   (1)交通量增长迅速,路面荷载加大。某高速公路通行后交通量年平均增长率约为12%,特别是重型交通不断增长。在此期间,路面裂缝增加了近六倍,如图1所示,交通量的迅速增长使得路面过早过多地承受了轴载作用次数,导致路面疲劳开裂,其中有相当数量的单条裂缝恶化为网裂。 
   抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
  图1 该高速公路路面裂缝总长度随时间的变化 
   (2)行车荷载的重复作用。从裂缝的扩展情况看,裂缝首先出现在行车道,逐渐向超车道扩展,其中一些扩展到了硬路肩。从该高速公路裂缝发生与扩展的规律可以看出,其裂缝主要为反射裂缝。这说明行车荷载的重复作用对裂缝的产生与扩展具有至关重要的影响。 
   (3)温度收缩的影响。从裂缝的形态看,裂缝呈上宽下窄,宽度变化在1~3mm之间.因而温度收缩也是裂缝形成的重要因素。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   (4)沥青面层材料的影响。该高速公路自2010年入冬后开始出现裂缝,且随着温度下降裂缝不断增多和扩展。这说明裂缝的产生与沥青面层材料在低温时抗变能力的降低以及沥青面层本身的收缩变形亦有一定的关系。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
  1.2 路面出现裂缝的成因 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   通过上述分析,按照不同裂缝各自发生、发展的变化规律,可将路面裂缝的成因归结如下: 
   (1)沥青混凝土温缩裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形。当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的裂缝.沥青路面温缩裂缝多发生在冬季气温较长或温度骤变的地区。当沥青面层中的平均温度低于其断裂温度,即在降温过程中沥青面层所产生的温度应力超过其在该温度时的抗拉强度时,沥青面层会发生开裂。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   (2)基层反射裂缝。从现场取样看,该种裂缝面层开裂与基层开裂上下贯通,且下宽上窄。其特征为半刚性基层先于路面面层开裂。通常指在荷载应力与温度应力的共同作用下,在基层开裂处的面层底部产生应力集中导致面层底部开裂,尔后逐步扩张而使裂缝贯穿整个面层。半刚性基层路面的开裂一般由温缩或干缩引起,多数情况是在基层铺筑后,由于未按规定及时养生或未及时铺筑沥青面层,使基层长期暴露在大气中,在降温和水分联合作用下而开裂;也有可能在铺筑沥青面层后,路面在使用过程中由于温度骤变而使基层的日温差超过某一范围,致使其温度应力超过其抗拉强度而断裂。后者多发生在沥青面层较薄且日温差较大的地区。 
   (3)路基差异沉降所引起的横缝.在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物之间的差异沉降导致基层的开裂,并反射到沥青面层,会形成横向裂缝.这种横向裂缝类似于基层反射裂缝,但往往为路面横向全幅贯通,在软基分布比较广泛及构造物众多的水网地区公路上有一定比例,在该高速连云港段表现尤为明显。 
  二、路面裂缝的危害 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   路面出现裂缝应及时治理,否则灌进雨雪水冻融后,对道路的破坏将非常严重,进水后道路病害破坏的发展一般可分为三个阶段。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   第一阶段,初期表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现驴脊背现象; 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   第二阶段,沿裂缝灌入雨雪水存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间,由于行车碾压推挤摩擦作用,会将水泥和微粒材料同雨雪水一同唧!出(即在连阴雨天气下,水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重推挤,将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出,形成通常所说唧浆病害,经过两到三年的裂缝开闭,缝口沥青混凝土在冻融和行车的作用下密度降低; 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   第三阶段,形成病害后,由于一年四季在雨雪水作用下长期发生唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,随时间推移,将导致龟裂病害的发生,严重时路面粒料被行车推挤带走,产生路表面开裂性坑槽这些病害,如得不到及时治理,不但对车辆形成潜在危害,也将大大缩短道路的服务寿命,设计服务15a的高速公路,可能使用几年就需要大修,给国家造成极大的经济损失。 
  三、路面裂缝的处治 
  3.1 修补方法的确定 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   在对沥青路面裂缝的处治中,由于每条裂缝的成因难以界定,一般并非按照裂缝的成因来确定修补工艺,在确定修补方法时,多根据裂缝的宽度来制定养抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.护对策。按照裂缝宽度可将裂缝分为2种,即不需要进行修补的裂缝和需要进行修补的裂缝。 
   (1)不需要进行修补的裂缝.此类裂缝缝宽小于2mm,又称发裂,在高温季节全部或大部分可愈合,一般不需要进行灌缝处理,如果在单位面积内发裂特别多,则可做表面封层处理. 
   (2)需要进行修补的裂缝(可分4类).1)微裂缝:此类裂缝缝宽一般为2~6mm,虽尚未发生结构性损坏,但仍需要进行处理,目的是防止由于雨水、冰雪通过裂缝向下渗入,因而属于预防性养护范畴;2)小裂缝:此类裂缝缝宽为6~12.7mm,裂缝边缘有轻微碎裂,并有少量支缝,裂缝两侧有微量错台,会引起车辆轻微跳动;3)中裂缝:此类裂缝缝宽为12.7~25mm,裂缝边缘有中等碎裂,并有少量支缝,裂缝两侧有少量错台,会引起车辆明显跳动;4)大裂缝:此类裂缝缝宽大于25mm,裂缝边缘有严重碎裂,并有较多支缝,裂缝两侧有较大错台,将引起车辆剧烈跳动。 
   目前在该高速中、大裂缝尚未出现,只针对微、小裂缝进行处理.采取正确的裂缝填封工艺对填封后的寿命有很大影响.影响寿命的工艺因素主要有施工气温、裂缝是否作清洁干燥处理以及裂缝封填的方式。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
  3.2 路面裂缝的修补 
   3.2.1修补工艺的选择 
   一般根据裂缝的宽度和深度确定修补工艺.经常采用的是热沥青修补裂缝,工艺简单,操作方便,养护费用较低,但是按照这种传统方法,无论采用热沥青还是乳化沥青灌缝,随着表层和基层的温度收缩,经过一段时间后,维修后的裂缝又在原灌缝位置重新开裂,需经常维修,不仅增加了养护费用,频繁的养护作业会也造成行车的诸多不便和不安全因素。而采用压力灌缝机具和专用的沥青灌缝材料,能极大地提高裂缝修补的质量.该高速公路采用了开槽灌缝的修补工艺。开槽灌缝修补路面主要有4种方式(如图2所示)。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   
  (a)标准槽非贴封式 (b)标准槽贴封式 
   
  (c)浅槽贴封式(d)简单无槽贴封 
  图2裂缝开槽处理方式 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   实践证明,开槽式贴封处理与简单无槽式相比,虽然施工费用要高一些,但使用寿命大为延长,密封裂缝的有效率也大为提高。据美国SHRP道路研究计划调查研究,灌缝处理使用4.5a后,标准槽贴封式处理路面的有效率为86.2%,浅槽贴封式有效率为82.2%,标准槽非贴封式有效率为64.5%,简单无槽贴封有效率为38.3%。因此,在养护经费有保证的情况下,该高速尽量选用了标准槽贴封式来修补路面裂缝。一般开槽的几何尺寸可根据实际情况进行调整,但槽口尺寸至少为1cm宽,1.3cm深,槽口的深度、宽度比不应超过2:1。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.

   c.砼生产时原材料计量误差大,尤其外加剂的掺加随意性大,没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量,造成砼水灰比增大。在砼运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。 
   d.采用整体式钢模板台车施工,砼浇筑时不振捣或漏振,砼均质性差。 
   e.盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度砼过早承受荷载,破坏了砼结构。脱模后没有进行砼的潮湿养护。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   f.夏季施工时,砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,砼入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   2.2原材料质量差、配合比设计不合理 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   水泥品种选择不当,安定性不良,不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多,影响了水泥与骨料的胶结。 
   进行配合比设计时,忽视水泥用量增多对砼品质的影响,错误认为水泥用量越多,砼强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导,往往达不到预期的效果。 
   3、砼裂缝的治理 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   砼作为多组材料组成的脆性材料,裂缝的存在是客观的。作为施工单位应加强衬砌砼的施工管理,避免或减少砼裂缝的产生。对于出现的裂缝,应认真分析原因,分清是有害裂缝还是无害裂缝,并对有害裂缝进行处理,防止裂缝继续发展,影响衬砌结构的稳定。 
   3.1细微裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   隧道衬砌砼表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝,这种裂缝是稳定的,一般可自愈,不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍,最后用刮抹料、调色料处理砼表面,使其颜色与周围衬砌砼颜色一致。 
   环氧树脂浆液配比,环氧树脂:501稀释剂:二甲苯:乙二胺=1:0.2:0.35:0.08。刮抹料配比,水泥:细砂:水=1:2:0.35。调色料配比,水泥:白水泥:107胶=5:3:1。以上配比均为经验和参照数值,施工时应经试验确定。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   3.2贯通性裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   贯通性裂缝的危害较大,必须采取有效的治理方法。沿裂缝方向凿成宽5cm、深3cm的V形槽,在槽内骑缝每隔0.5m钻一孔,孔深为衬砌厚度的1/2或2/3,一般不少于15cm,并不得穿透衬砌以防跑浆。用清水冲洗干净槽内的杂物及粉尘,在孔内插入φ10的压浆管,利用环氧树脂水泥砂浆锚固,用灰刀将砂浆压实抹光。环氧树脂砂浆配比,环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺是固化剂,二丁酯是稀释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15MPa~0.2MPa压力压入水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。压浆结束后在0.2MPa压力下压水检查压浆效果。裂缝表面用刮抹料和调色料处理。 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   3.3密集裂缝 抗裂贴,防裂贴。张经理:15949821616.
   衬砌背后有空洞或衬砌厚度不足引起的密集裂缝,必须进行防水和地层加固处理。沿裂缝两侧每隔1.2m~1.5m交错布点,凿成10cm×10cm大小深5cm的方槽,用风动凿岩机钻孔,孔深3m,安装中空注浆锚杆,注入水泥砂浆,灰砂比1:(3~5),水灰比1:1,施工时由下往上逐级注浆,注浆压力以0.4MPa~0.6MPa为宜。注浆结束后,另凿新孔在0.6MPa~1.0MPa压力下压入纯水泥浆检查注浆效果,当达到规定压力而砂浆压不进时,即认为已经注满。注浆24h后安装锚杆垫板,用环氧树脂砂浆抹平方槽,表面用刮抹料和调色料处理。 
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