Automatic Pixel-Level Crack Detection on Dam Surface Using Deep Convolutional Network 论文笔记
论文：Automatic Pixel-Level Crack Detection on Dam Surface Using Deep Convolutional Network
Received: 2020.01.17
大多数坝面裂缝检测只能实现裂缝分类及粗略的定位。像素级语义分割检测可以提供更加精确直观的检测结果。作者提出一种基于深度卷积网络的坝面裂缝检测算法。首先使用无人机进行数据采集，然后对采集到的图像进行预处理（包括裁剪、手动标注），最后对设计好的CDDS 网络结构进行训练、验证和测试。
与ResNet152-based SegNet U-Net FCN 进行了比较。
大坝是水电站的重要水利建筑物。大坝的安全运行对于水电站有着重要的意义。由于结构变形、地震、水流引起的裂缝对大坝坝体产生严重的影响并威胁到水电站的安全运行。因此，对大坝结构的定期健康评估，特别是对大坝裂缝的检测任务变得尤为重要。
根据大坝裂缝的结构特征以及裂缝强度，人们可以对大坝的结构健康进行评估和监测。传统的大坝裂缝的巡检任务通常基于人工进行检测，但是效率低下、耗时费力，浪费了大量的人工成本，因此对裂缝的自动高效检测是非常必要的。
基于计算机视觉的裂缝检测算法得到了广泛的研究。这些方法大多采用传统的图像处理技术和机器学习方法，以识别出一些简单的结构损伤。
这些方法利用手工提取的特征从图像中提取特征，然后评估提取的特征是否表示缺陷。然而，上述方法的结果不可避免地受到主观因素的影响
卷积神经网络（CNN）在图像分类和识别领域取得很大的进步，基于CNN的裂缝检测算法也展示出更优异的表现。
大坝裂缝的特点：
修补痕迹、噪声大、背景纹理复杂、非结构化的、分布不均匀、裂缝位置随机、背景模糊等缺点
提出了一种像素级的大坝表面裂缝检测方法，利用深卷积网络进行特征提取。利用浅卷积层的定位特征和深卷积层的抽象特征，进行 多尺度卷积级联融合和多维损失值计算 ，实现裂纹缺陷像素级分割，并以高精度、高效率等优点解决了坝面明显裂缝检测问题，消除了可能存在的安全隐患，确保了坝面安全。实验结果表明，该方法对大坝表面像素级裂缝的检测是最优的。
语义分割
PSPNet [42],ICNet [43], Deeplabv3[44],UNet [45] and SegNet [46]
语义分割网络通常分为编码网络和解码网络。
编码网络：
卷积层：用于提取输入图像的特征
池化层：减小feature map的规模，减轻计算负担。
解码网络：
反卷积层（反褶积层）：上采样还原feature map大小与输入图像相同，并输出预测结果。
编解码网络结构高度对称：同时利用稀疏feature map和稠密feature map。
为了融合sparse 和 dense feature ，采用跳跃模块以连接编解码网络。
编码网络：
15 卷积层：3*3 步长1
4 池化层： 2*2 步长2
解码网络：
15 反卷积层 1*1
4池化层
采用dropout和BN防止过拟合。
Skip branch
4个，1*1卷积和反卷积
每个branch计算 branch loss，4个branch loss级联为总损失的一部分。
Skip branch 的输入输出图像大小不变。
卷积核的通道数必须等于输入张量的通道数。
降采样 取矩阵最大值 卷积核大小 2*2 步长为2。
反褶积也叫做转置卷积
通过上采样还原feature map与输入图像大小相同。
上采样方法：反褶积法、 插值法
反褶积法：对张量进行zero-padding填充最外层，再用反褶积核进行反褶积，修剪第一行和最后一行。
1000副5472*3648图像
使用LEAR软件手动标记。
得到504张数据集，404用于训练，50用于验证，50用于测试。
在Linux系统上使用TensorFlow构建的
在配置了8 GB GPU的HP工作站上执行培训、验证和测试
利用Anaconda建立了CDDS网络的虚拟python环境
评价指标：
Precision精度表示在所有预测破裂的样本中，样本的基本真实性也被破解的概率。
Recall召回表明在所有标记为开裂的样本中，样本被预测为开裂的概率。当正负样本数量存在较大差距时，仅使用精确性或召回率来评估性能是不合理的。TPR表示所有标记为裂纹的样本中被正确预测为裂纹的概率。TNR代表以标签为背景的所有样本中被正确预测为背景的概率.
F-measure考虑到查全率和查准率的综合影响，F-测度是一个综合指标。
IoU是目标检测领域中常用的评价定位精度的方法。IoU表示预测结果与地面真实值的交集与联合的交集的比率。
大坝表面裂缝图像分为背景和裂缝两类。背景像素的数目远大于裂纹像素的数目。通常情况下，我们会同时计算背景arrears和裂缝arrears，然后以两张arrears的平均数作为最终arrears。IoU值是由背景像素决定的，不能准确表达裂纹的定位精度。
使用三种学习速率10^4,10^5,10^6
使用softmax函数计算概率
使用Dice loss计算网络损失。
裂缝骨架提取：快速细化算法
调用OpenCV库，进行计算。
计算裂缝面积及长度宽度。
使用其他裂缝数据集进行补充验证 ，在测试数据集上，提出的CDDS网络的裂纹IOU和F测度分别达到67.41%和80.14%
略。
混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文
无论是在学习还是在工作中，大家都写过论文吧，论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗？以下是我帮大家整理的混凝土裂缝产生的原因及控制措施论文，希望对大家有所帮助。
混凝土裂缝产生的原因及控制措施
摘要：
在建设工程中，混凝土结构与构件出现不同程度的裂缝，对结构造成一定的损伤，这严重影响了混凝土的强度和变形，甚至对结构的安全造成一定的威胁。严重的可能会威胁到人们的生命和财产安全，所以预防和处理好混凝土的裂缝就尤为重要了。
关键词：
收缩裂缝；温度裂缝；沉陷裂缝；措施
随着时代进程的迅猛发展，我国的建设市场规模正日益增大，混凝土在现代建筑工程中占有重要地位。混凝土裂缝不仅影响使用功能，而且影响混凝土的强度和变形，进一步会引起钢筋的绣蚀，最终影响结构的持久性和耐久性。因此本文对混凝土裂缝的成因、处理措施和补救方法进行探讨。
1、混凝土裂缝的成因
混凝土是由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的一种非均质脆性材料，由于其组成材料、微观构造以及所受外界影响的不同，所以混凝土的裂缝产生原因也是各种各样的：
1.1收缩裂缝
混凝土收缩是混凝土材料本身固有的一种物理现象，据测试混凝土的收缩值一般在（4—8）×l0一4，混凝土抗拉强度一般在2~3Mpa，弹性模量一般在（2—4）×l04 Mpa。由公式8=盯/E（式中8：为应变值、盯：为混凝土应力、E：为混凝土弹性模量）可知混凝土的允许变形范围仅在万分之一左右，而混凝土的实际收缩在（4—8）×l0_4，混凝土实际收缩大于混凝土允许变形范围，因此混凝土的裂缝是不可避免的，关键在于控制裂缝的宽度。
混凝土表面有可能失去水分而产生收缩，而塑性收缩产生的主要原因就是混凝土在凝结前的强度很小或者几乎没有，还可能是混凝土在刚刚凝结强度很小的时候，被大风或者高温所影响，其表面的水分流失过快，造成较大的负压从而使混凝土的体积急剧的收缩，因此发生龟裂状况。
1.2温度裂缝
温度裂缝是混凝土内部约束引起的，多发生在大体积混凝土、高强混凝土或温度变化较大地区的混凝土施工过程中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错。大体积混凝土从浇注时起，到达设计强度为止，即施工期间产生的结构裂缝主要是由水泥水化热引起的温度变化造成的。大体积混凝土工程，水泥用量多，结构截面大，因此，混凝土浇注以后，水泥放出大量水化热，混凝土温度升高。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，混凝土内部水化热积聚难以散失到环境中，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快。升温阶段，混凝土表面温度总是低于内部温度。由于热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。中心部分混凝土膨胀的速度要比表面混凝土快，中心部分与表面质点间形成相互约束，中心属于约束膨胀，不会开裂；表面属于约束收缩，当表面拉应力（t）超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热，混凝土由升温阶段过度到降温阶段，温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发，降温阶段，混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值，如果过大，同升温阶段一样产生表面裂缝。降温过程，混凝土体积收缩，同时，考虑到边界条件和地基的约束，属于约束收缩。
1.3结构裂缝
虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求，但由于预制多孔板改为现浇板后，墙体刚度相对增大，楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处，往往产生一些结构裂缝。例如墙角应力集中处的450斜裂缝，板端负弯距较大处的板面拉裂缝等。
1.4结构基础不均匀沉降引起的裂缝
当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切左右，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝宽度较大，多呈450，并且通常是贯穿性的。
2、混凝土裂缝的防治措施
控制收缩裂缝的措施如下：
干缩裂缝的主要预防措施：选用收缩量较小的中低热水泥和粉煤灰水泥，这样会减少水泥的用量。另外水灰比会影响混凝土的干缩，所以在混凝土的设计中应控制好水灰比，还要添加适量的减水剂。在混凝土搅拌配合中要严格控制用水量。在结构中设置合适的收缩缝。塑性收缩裂缝的主要预防措施：选用收缩强度较小的水泥，比如硅酸盐或者普通的硅酸水泥，另外在混凝土最后凝结前可以采取覆盖塑料薄膜的方法来保持表面的水分，减少大风高温条件下水分的`严重流失。控制温度裂缝的措施如下：
采用底水化热、高强度水泥，以减低水泥水化热，提高混凝土的抗裂能力；水泥使用前进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》测定；改善骨料级配，采用导热性好、线膨胀系数小、级配合理的骨料，减少混凝土温度应力。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇注初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海绵等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。掺用混合材料以减少用水量、节约水泥，降低混凝土的抗裂能力。
掺用外加剂减缓水化热的发生速率。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。
控制沉陷裂缝的措施：
对于松软不结实的土质进行加深巩固，保证进入冻土里的支撑模板有足够的硬度，一定要结实牢固支撑均匀，使其处于平稳均匀的状态。
3、裂缝产生后常见的补救办法
3.1表面修补法。适用于对承载力没有影响的表面裂缝及深进裂缝的处理，亦适用于大面积细裂缝防渗、防漏的处理。表面涂抹水泥砂浆、环氧胶泥、油漆和沥青。
3.2内部修补发。用压浆泵将胶结材料压入裂缝中，由于其凝结、硬化而起到补缝作用，以恢复结构的整体性。
3.3结构补强加固法。用锚杆、钢板、钢筋混凝土等材料对结构做补强加固，可扼制裂缝进一步发展，恢复结构的整体性。
4、总述
以上对混凝土裂缝产生的原因进行了初步的探讨，收缩裂缝和温度裂缝是混凝土结构中普遍存在的问题，但是应用我们本文提到的措施结合实际工程通过采取相应的措施，对温度有效控制，混凝土的收缩裂缝和温度裂缝是完全可以避免的。沉陷裂缝通过合理的设计，严格把好材料进料关，系统控制施工工艺，严格操作程序，沉陷裂缝是可以得到解决的。此外，遇到大体积混凝土的浇注，合理地分缝分块，避免过大的高差和侧面长期暴露，确保工程质量。
参考文献
[1]罗先兵，现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及防治措施[J].西部探矿工程，2006.
[2]中华人民共和国建设部，混凝土结构设计规范(GB50010-2010)
[3].北京：中国建筑工业出版社，2010.
拓展：面板混凝土裂缝预防措施
完全避免面板混凝土裂缝是很困难的，必须采取综合措施加以预防。
一、 结构性裂缝的防治
面板结构性裂缝的防治主要不是从面板本身而是从堆石坝的设计和控制坝体施工质量方面着手，应采取措施防止面板支撑部分过多的不均匀水平位移和沉降造成垫层和面板之间的脱空。设计时对坝坡的选择以及各项坝料的压实指标的选择应考虑面板支撑体的稳定，施工时要严格按照设计要求控制施工质量，待坝体沉降稳定后才可进行面板浇筑。
1、建基面的处理。一般面板堆石坝建基面，着重在迎水面以下坝厚约1／3处范围内进行严格处理，而其他区域，如有较厚的砂砾石覆盖层，一般不全部挖除，只做压实度或孔隙率检测，基础满足设计要求后即可作为建基面。对两岸坝坡需进行植被和覆盖层清理，对局部坡度较陡或反坡位置进行削坡或用混凝土、浆砌石补坡至设计坡比。
2、控制坝体填筑质量。堆石体变形的控制，主要控制填筑密实度和岩体强度。岩体强度的控制主要是施工过程中对不同填筑区按相应要求的岩性：来开挖取料。选择较高的填筑密实度，主要通过控制填筑料的级配及碾压质量实现，尤其是填筑料的级配，堆石体的压实度和力学性质与级配的关系极为密切，级配良好的堆石料经压实后可以获得较高的变形模量和较高的抗剪强度。
在大坝填筑过程中，严格按照设计参数进行施工，采用坑探法、质量附加法对施工参数及压实效果进行双重控制，保证大坝填筑碾压质量，避免大坝后期沉降过大。为减小坝体不均匀沉降，在填筑过程中，尽量使坝体全断面均匀上升。如由于度汛需要抢临时度汛断面的填筑，也应尽量避免上下游出现大的高差。
3、面板合理分缝及合理配置钢筋。根据三维非线性有限元计算结果，面板在大坝两坝肩周边处呈三维复杂受力状态，且多为受拉区，而面板中部多为受压区。根据上述受力特点，受拉区面板宜采用窄型板，并设置张性缝；受压区面板宜采用宽型板，并设置压性缝。压性缝问布置隔缝材料，避免压应力过大而引起面板抬动或翘起。此外，在面板受拉区、压应力较大部位、周边缝等重点部位应布置双层钢筋，提高面板适应变形的能力。
二、非结构性裂缝的防治
面板非结构性裂缝的防治主要是从面板本身所用的材料和面板施工方法上采取措施。对由于施工不当和材料化学反应所引起的裂缝，只要采取合适的配合比、满足面板混凝土的施工度要求、加强施工管理控制面板施工质量等措施来避免。对具有碱活性的骨料，应按规范要求严格控制单方混凝土的总碱含量。面板收缩裂缝的防治是面板裂缝防治中最重要的也是最困难的工作。
1、优化面板混凝土配合比
在面板混凝土配合比设汁方面应选用优质的原材料配制面板混凝土。
1.1选用水化热低的水泥，用粉煤灰代换部分水泥，以减少水化热温升从而降低面板因内、外温差引起的表面裂缝和水化热消散后混凝土收缩而引起的贯穿性收缩裂缝。
1.2选用线膨胀系数小的骨料配制混凝土，以减少因温度变化引起混凝土的体积变形。
1.3选用优质混凝土减水剂，在满足混凝土施工坍落度的前提下，降低面板混凝土的单方用水量，以减少混凝土的干缩量。
1.4在满足设计强度的前提下，尽量降低混凝土胶凝材料的用量，以减少混凝土的凝缩量。
1.5使用掺纤维混凝土。在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维，可以抑制早期裂缝形成和发展；降低混凝土的弹性模量，提高混凝土的极限拉伸值；提高混凝土的抗冻等级，改善抗渗性和耐久性。此外，混凝土拌和物应满足面板施工的要求，具有较好的和易性、流动性、凝聚性。
2、降低地基约束作用力
取消或减少面板架立钢筋插入坝体，并在面板浇筑前在基面上喷涂乳化沥青，使面板与其基面之间可以产生小量相对位移。此时基面对面板收缩变形产生的约束作用力可认为等于面板和其基面之间的摩阻力。因而该约束作用力可人为加以控制。如使面板摩阻力（阻滑力）小于面板在坝坡上的滑动力，这样不仅可大幅度减少面板致裂的约束力，还增加了面板水平截面的预压应力，有利提高面板抗裂能力。
2.1 加强面板施工质量管理，避免抗拉薄弱面
2.2采用面板二次压面的施工工艺。面板二次压面工艺有助于消除面板表面因温度骤降和失水而产生的表面裂缝。
2.3降低面板混凝土人仓温度以减少基础温差从而达到减少冷缩裂缝的目的。面板浇筑的环境温度一般以5～25℃为宜。
2.4面板施工期间做好面板的保温、保湿、防风等养护工作，以减小面板混凝土的冷缩和干缩。
①保湿。面板长期保湿养护是面板防裂的主要措施之一。在面板混凝土脱模并二次抹面后，表面覆盖带塑料薄膜的保温被，定时洒水保湿，防止混凝土表面水分过快蒸发而形成干缩裂缝；
②保温。在中后期，在覆盖带塑料薄膜的保温被的基础上，不问断洒水保湿，达到保温的目的，避免水化热作用或外界温度影响产生混凝土内外部温差，从而产生温度裂缝；
③防风。风速是引起面板裂缝的重要原因。风速增大将引起混凝土热交换系数增大，从而导致面板表面温度降低，面板内外温度梯度变陡，拉应力剧烈增加，导致面板裂缝。
分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文
沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。
1 横向裂缝
横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。
1.1反射裂缝
沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。
1.2温缩裂缝
温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。
2 纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。
3 块状裂缝
一般认为裂缝间距在0.3—3米、面积为0.1—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。
3.1基层强度低导致的块裂
荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。
3.2面层强度低导致的块裂
有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。
3.3龟裂
龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。
(1)基层强度太高导致的龟裂
基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。
(2)层间粘结不良导致的龟裂
有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。
(3)疲劳导致的龟裂
但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。
4 沥青路面裂缝的预防措施
4.1采用合理的防裂性能好的材料
采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。
4.2沥青面层应有足够的厚度
使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。
4.3提高路基的强度和稳定性
路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。
4.4严格施工工序,精心组织施工
路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
5 结语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。
桥梁工程施工中的裂缝问题论文
摘要： 基于当前桥梁建设施工现状, 将桥梁施工裂缝进行分类并分析其裂缝成因, 从而具有针对性的研究桥梁工程施工中的裂缝防止策略, 以提高施工效率和施工质量, 推动施工工作的稳定进行, 并提高桥梁工程的外观美观度。
关键词： 桥梁施工; 裂缝; 防治措施;
随着国家经济的发展和城市化建设的推进, 桥梁工程数量逐渐增多, 在市场经济体制的引导和影响下, 桥梁工程对城市经济发展起到了巨大的推进作用, 也极大的促进了国民经济的发展, 对国家的综合实力的发展起着重要的推进作用。随着桥梁工程数量的增多, 桥梁工程也逐渐暴露出了一些问题。桥梁裂缝现象一旦发展到严重的地步, 就会造成极大的安全事故和极大的资源浪费。
1 桥梁施工裂缝的危害
就目前国家桥梁建设工程的现状来看, 桥梁工程质量影响因素中最为重要的就是桥梁裂缝, 一旦产生桥梁裂缝, 就会对桥梁整体工程质量造成不可估计的负面影响。裂缝对桥梁工程质量的主要危害包括以下几个方面:第一, 一旦出现桥梁裂缝就对桥梁的整体工程结构的稳定性造成严重影响, 结构发生断裂或是结构稳定性破损的情况下, 使用桥梁工程就是非常危险的事情。第二, 对于桥梁工程而言, 外部的水泥等混合材料保障着桥梁内部钢筋架构的稳定性和安全性, 一旦出现桥梁裂缝就会使桥梁内部的钢筋暴露出来, 在长时间受到周围环境的影响, 比如长时间日晒或是雨水侵蚀的情况下就会使钢筋受到不同程度的磨损和腐蚀, 从而造成桥梁内部结构松散的情况, 影响着桥梁工程的整体结构的使用安全和稳定性, 更是缩短了桥梁工程的使用寿命, 造成一定的经济资源浪费。第三, 由于出现了桥梁裂缝的情况, 会使得桥梁工程的使用性能和使用寿命出现不同程度的缩短, 由于造成桥梁裂缝的原因和周边环境对内部结构的损坏程度不同, 对桥梁工程寿命的影响也是不一样的, 但是都会造成一定的使用安全风险。
2 桥梁工程裂缝的成因
上文提到桥梁工程一旦出现裂缝的情况, 一定会对桥梁工程的整体质量和使用寿命造成影响, 为了研究桥梁工程的防治措施, 必须要对桥梁工程的裂缝成因进行探究和分类, 有针对性的研究桥梁工程的防治, 提高桥梁工程的安全性和稳定性。
2.1 混凝土材料质量不合格
在桥梁工程建设的过程中, 混凝土是必不可少的建设材料之一, 对于桥梁工程的最终质量有着非常大的影响, 桥梁工程基本上是由混凝土包裹着内部结构, 因此混凝土如果出现了质量问题, 就会一定程度上造成桥梁裂缝的出现。混凝土主要是由水泥、骨料以及一些添加剂组成的, 因此即使是混凝土中的材料成分存在质量问题, 也会对混凝土的整体质量造成影响, 进而影响桥梁工程建设的质量。一般来说, 混凝土是建筑工程中非常常见的建筑材料, 实践证明其具有较为稳定的性质和承载力, 因此也不难理解当混凝土建筑材料的质量存在问题, 就会对桥梁工程的整体建设质量造成极大的影响, 裂缝只是其中的一种影响的表现形式, 威胁着桥梁工程的安全性与稳定性。
2.2 荷载导致的裂缝
一般情况下, 桥梁工程在设计初期就对桥梁工程的载重进行了设定, 根据预算中的桥梁负重要求进行桥梁工程的建设, 但是在实际投入使用的`时候, 桥梁工程的实际负重量往往会更大。这是投入使用后的问题。在进行桥梁施工的过程中, 往往需要采用质量较大的施工设备和施工材料, 这些设备和材料一般放置在桥梁建设过的地方从而方便调用, 但是在实际施工的过程中如果相关施工设备和施工材料的摆放位置不合理, 或者在进行桥梁结构安装的过程中没有遵守相关建设要求, 就会使桥梁结构的实际荷载大于理论上的荷载, 从而造成了桥梁工程的额外压力, 造成桥梁裂缝的现象, 影响了桥梁建设工程的整体质量。此外, 在桥梁建设的过程中, 由于相关施工建设人员在技术和经验上存在不足, 专业素质相对较低的情况下, 没有完全按照施工体制的设计进行建设, 造成桥梁工程内部工程结构发生了变化, 再加上对桥梁工程的疲劳检验度不足造成对桥梁实际承载力的错误估算, 就会使桥梁工程荷载增加, 从而出现桥梁裂缝。最后, 在桥梁工程的实际施工过程中, 施工单位的机械设备在桥梁疲劳的计算中存在误差也会影响造成桥梁施工裂缝的出现。
2.3 收缩导致的裂缝
在桥梁工程的建设过程中, 在几个环节处如果操作不当就会引起桥梁裂缝的产生。首先是缩水收缩。在桥梁工程的建设过程中, 混凝土的浇筑环节是重要的施工流程。在混凝土进行浇筑之后需要达到硬化标准, 其表面的水分在短时间内急剧蒸发, 就会使混凝土结构中的整体水分下降, 但是内部结构中的水分不会完全蒸发, 这就在混凝土的表面和内部存在了水分的差异, 使得内外受力存在不均衡的情况。在混凝土完成硬化的过程后, 由于水分的不平均会造成一定的收缩现象, 进而产生裂缝的情况。第二种是塑性收缩。这种收缩情况一般会发生在混凝土浇筑过后5 h左右, 由于混凝土水分的变化影响形成分子链, 加上表面水分的快速流失形成塑性变形, 也会出现沿着钢筋方向发生的裂缝。第三种裂缝成因较为常见, 是由于温度差异导致的裂缝。受热胀冷缩作用的影响, 当混凝土的内外部温度差异较大的时候就会使混凝土出现硬化的情况, 短时间的快速硬化会造成收缩不均匀的情况, 从而形成温度裂缝。除此之外, 在一定的环境条件的影响下, 也会造成温度裂缝的情况, 是由于桥梁温度大于荷载应力, 使得桥梁内部结构出现断裂。在夏季, 桥梁结构受热不均也会影响混凝土的质量, 从而造成温度裂缝, 影响工程质量。
3 桥梁工程混凝土裂缝的防治措施
3.1 严格把控材料质量
在桥梁工程的建设过程中, 建筑材料的质量极大的影响着桥梁的最终建成质量。为了确保桥梁工程的施工质量, 需要相关单位做好对施工材料的管理和把控。首先需要施工单位配备具有专业知识的人员进行施工材料的选择, 需要具有一定的经验和对各种混凝土材料具有一定的了解, 在不增加工程施工成本的基础上, 尽量选择高质量的施工材料, 避免由于施工材料的质量问题造成的二次返工和最终的建设质量不达标, 避免由于混凝土材料的质量问题导致的桥梁工程裂缝情况。同时在进行混凝土浇筑的过程中, 需要重视相关技术环节, 避免由于技术操作不当造成的混凝土凝结不均匀或性质不良的情况, 使用混凝土之前需要做好对混凝土材料的配比, 科学合理的进行桥梁工程的施工建设工作。
3.2 改进荷载问题
对于桥梁工程而言, 合理的荷载量能够极大的减少桥梁工程出现裂缝的几率。因此需要相关工作人员提高对于桥梁荷载的改进工作, 提高混凝土结构设计与钢筋布置间距的合理性, 避免由于结构问题造成桥梁工程的裂缝情况。在混凝土的浇筑过程中可以适当的添加外加剂, 提高混凝土对内部结构的保护作用。为了避免荷载问题对于桥梁工程的影响, 需要限制超载车辆的通行, 将桥梁工程的实际荷载量控制在合理范围内。
4 结语
一些桥梁在建设过程中或投入使用一段时间后产生了裂缝的现象, 不仅仅影响着桥梁整体结构的稳定性和安全性, 更重要的是会影响到桥梁的使用寿命。因此对于桥梁裂缝的成因和防治措施的研究是非常有必要的, 能够有效的减少桥梁工程出现裂缝的情况, 提高桥梁工程的稳定性和使用寿命, 保障城市居民的出行安全, 促进城市化建设和经济的进一步发展。
参考文献
[1]白兰天.桥梁工程施工中的裂缝问题管窥[J].建筑工程技术与设计, 2014 (27) :329.
[2]余纯勇.桥梁工程施工中的裂缝问题及措施[J].城市建筑, 2015 (32) :254.
[3]马金良, 王付华.桥梁工程施工中的裂缝问题分析与探讨[J].房地产导刊, 2013 (21) :207.
