近日,,全國(guó)多地出現(xiàn)水泥路面因高溫膨脹導(dǎo)致“炸裂”的現(xiàn)象。7月3日,,河南某縣一條新建水泥路在烈日下突然爆裂,,碎石飛濺數(shù)米遠(yuǎn);同日,,江蘇某工業(yè)園區(qū)主干道出現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)20米的縱向裂縫,。這些現(xiàn)象與材料科學(xué)和氣候變化密切相關(guān)。水泥混凝土的熱膨脹系數(shù)約為10×10??/℃,,溫度每升高1℃,每米混凝土就會(huì)膨脹0.01毫米,。當(dāng)夏季路面溫度突破60℃時(shí),,10米長(zhǎng)的路面板理論膨脹量可達(dá)6毫米。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,,無(wú)伸縮縫設(shè)計(jì)的混凝土板在45℃溫差下,,內(nèi)部壓應(yīng)力可達(dá)3.5MPa,超過普通混凝土的抗拉強(qiáng)度(2-5MPa),。這就是多地出現(xiàn)“嘭”的爆裂聲的原因——實(shí)質(zhì)是混凝土在熱應(yīng)力下的脆性破壞,。
材料配比缺陷加劇了這種風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn),,部分爆裂路段使用的混凝土水灰比高達(dá)0.55,,遠(yuǎn)超0.38-0.45的標(biāo)準(zhǔn)范圍。過量的水分蒸發(fā)后會(huì)形成毛細(xì)孔隙,,這類混凝土孔隙率可達(dá)8%-12%,,成為應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)。更嚴(yán)重的是,,某些施工單位為節(jié)省成本減少鋼筋用量,,將雙向配筋改為單向,,導(dǎo)致溫度應(yīng)力無(wú)法有效分散。
氣候變化的長(zhǎng)期影響不容忽視,。國(guó)家氣候中心數(shù)據(jù)顯示,,近十年夏季極端高溫(≥35℃)天數(shù)較上世紀(jì)90年代增加47%。某省公路局統(tǒng)計(jì)表明,,水泥路面熱損傷事故率與高溫日數(shù)呈0.81的強(qiáng)相關(guān)性,。城市道路因缺乏植被覆蓋,實(shí)測(cè)溫度比郊區(qū)高3-5℃,,這解釋了為何城區(qū)爆裂事故更為集中,。
施工工藝的缺陷同樣致命。規(guī)范要求每5米設(shè)置伸縮縫,,但某些工程為追求美觀延長(zhǎng)至8米,。抽檢報(bào)告指出,37%的爆裂路段存在縮縫切割深度不足的問題(規(guī)范要求1/4板厚,,實(shí)際僅1/5),。此外,冬季施工的混凝土若未添加早強(qiáng)劑,,強(qiáng)度發(fā)展不充分就遭遇夏季高溫,,爆裂風(fēng)險(xiǎn)增加2-3倍。預(yù)防措施需要系統(tǒng)性改進(jìn),。德國(guó)采用的多孔混凝土技術(shù)值得借鑒,,其內(nèi)部15%-25%的連通孔隙可有效釋放應(yīng)力。國(guó)內(nèi)某示范區(qū)使用的新型相變材料混凝土,,通過石蠟微膠囊吸收熱量,,實(shí)測(cè)可降低表面溫度11℃。養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)同樣關(guān)鍵,,南京某項(xiàng)目采用智能噴淋系統(tǒng),,使混凝土早期強(qiáng)度提升28%,裂縫發(fā)生率下降65%,。
未來(lái)解決方案需多管齊下,。中國(guó)建材集團(tuán)研發(fā)的硫鋁酸鹽水泥熱膨脹系數(shù)僅為普通水泥的60%;浙江省推行的“間斷式配筋”技術(shù)可使應(yīng)力分散效率提升40%,;廣東省已建立路面溫度預(yù)警系統(tǒng),,當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過55℃自動(dòng)啟動(dòng)灑水車作業(yè)。這些措施的綜合應(yīng)用,,或?qū)⒔K結(jié)“路面熱炸”的時(shí)代困境,。