水泥路面裂縫的原因及預(yù)防措施

 論文導(dǎo)讀：作為高等級(jí)的水泥混凝土路面。本文主要從水泥混凝土路面裂縫的分類(lèi)。原因分析，水泥路面裂縫的原因及預(yù)防措施。

　　 引言： 我國(guó)著名混凝土裂縫專(zhuān)家王鐵夢(mèng)經(jīng)過(guò)大量的研究認(rèn)為：“混凝土的裂縫是不可避免的，但有害程度是可能控制的”�；炷�土專(zhuān)家的研究說(shuō)明了混凝土裂縫的普遍性與必然性，同時(shí)也指出了防止混凝土裂縫的可能性與必然性�？萍颊撐�，原因分析。在我國(guó)，作為高等級(jí)的水泥混凝土路面，發(fā)展十分迅速，目前，水泥混凝土路面每年的建設(shè)里程已超過(guò)1.5萬(wàn)公里，而且還有加速發(fā)展的趨勢(shì)，但水泥混凝土路面所面臨的挑戰(zhàn)也是相當(dāng)嚴(yán)峻的，突出的問(wèn)題有：破環(huán)嚴(yán)重，破損速度較快，修復(fù)困難。其裂縫正成為水泥混凝土路面的質(zhì)量通病之一，必須引起重視，認(rèn)真分析其原因，積極采取預(yù)防措施加以防治。本文主要從水泥混凝土路面裂縫的分類(lèi)，產(chǎn)生的原因以及預(yù)防措施，談一些淺顯的看法以供借鑒。

　　一 水泥混凝土路面裂縫的分類(lèi)

　　 1.1 按裂縫在厚度方向發(fā)生程度分 ①表面裂縫�？萍颊撐�，原因分析。主要是由混凝土混合料的早期過(guò)快失水干縮引起的厚度方向未完全斷裂的裂縫，其主要表現(xiàn)形式為不規(guī)則短小裂縫；②貫穿裂縫。由水泥混凝土表面裂縫發(fā)展而產(chǎn)生的已完全折斷成兩塊以上的裂縫（也稱(chēng)斷板）。

　　 1.2 按裂縫發(fā)生的方向分 ①橫向裂縫。垂直于行車(chē)方向的有規(guī)則的裂縫；②縱向裂縫。順路方向出現(xiàn)的裂縫；③斜向裂縫。科技論文，原因分析。不平行于順路方向及不垂直于行車(chē)方向的裂縫；④交叉裂縫。兩條或兩條以上相互交錯(cuò)的裂縫。

　　 1.3 按裂縫發(fā)生的時(shí)期分 ①早期裂縫。混凝土路面澆注完成后，未完成硬化和開(kāi)放交通就出現(xiàn)的斷板，稱(chēng)為早期裂縫和施工裂縫；②使用期裂縫�；炷�土路面開(kāi)放交通后出現(xiàn)的裂縫，也稱(chēng)后期裂縫。

　　二 水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因

　　 導(dǎo)致水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因很多，且較復(fù)雜，引起水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因在于溫度應(yīng)力與荷載應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度或者是混凝土的自身收縮（包括失水收縮和溫度收縮）及其與基層間的強(qiáng)大摩擦力（包括靜摩擦力和粘結(jié)剪應(yīng)力）。這兩個(gè)方面與施工工藝和混凝土材料本身有著關(guān)系。

　　 2.1 施工原因：水泥混凝土路面的施工，是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。合理利用施工機(jī)械，施工工藝和施工方法對(duì)避免和預(yù)防混凝土路面的早期裂縫尤為重要。

　　 2.1.1 基層施工原因：混凝土路面的基層必須剛度大、整體性強(qiáng)和水穩(wěn)性好。常用的基層結(jié)構(gòu)有石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石、石灰土、工業(yè)廢渣類(lèi)等半剛性基層。石灰土宜作為底基層，不宜作為水泥混凝土等高級(jí)路面的基層。石灰土的初期強(qiáng)度和水穩(wěn)性較低，同時(shí)干縮，冷縮易產(chǎn)生裂縫�？萍颊撐模�原因分析。

　　2.1.2 面層施工原因①混凝土混和料攪拌不足或過(guò)分，振搗不密實(shí)，形成混凝土強(qiáng)度不足或粗細(xì)骨料離析分層，易導(dǎo)致早期開(kāi)裂。②混凝土在拌和時(shí)，由于水化熱產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫差，其產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土本身的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。③混凝土在運(yùn)輸時(shí)，由于運(yùn)距較長(zhǎng)或路面不平顛簸振動(dòng)作用，使混凝土混合物產(chǎn)生漏漿失水以及分層離析，也會(huì)使?jié)矒v后的路面產(chǎn)生裂縫。④養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)，使混凝土失去凝結(jié)硬化所需的水分，從而形成干縮裂縫。⑤沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行路面切縫，混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力，由熱脹冷縮原理，在混凝土板較薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫，主要以橫向裂縫為主。⑥施工過(guò)程中由于種種原因過(guò)早的通車(chē)，使混凝土在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前就承受荷載，也會(huì)產(chǎn)生早期裂縫。

　　2.2 材料原因

　　 2.2.1水泥的選用。通常應(yīng)選用強(qiáng)度高、干縮性小、抗磨性能及耐久性能奸的水泥,施工時(shí)根據(jù)公路等級(jí)、工期要求、澆筑方法、路用性能要求、經(jīng)濟(jì) 性等因素選用合適的水泥品種從標(biāo)號(hào)。

　　 2.2.2粗谷料。粗骨料的強(qiáng)度應(yīng)高于混凝土標(biāo)號(hào)的1.5倍,其壓碎值不宜大于2O%;骨料的強(qiáng)度要符合質(zhì)量要求,通過(guò)硫酸鈉溶液浸泡,然后烘干,經(jīng)5次循環(huán)的重量損失不宜大于8%.;粘土、淤泥、塵屑、硫化物和硫酸鹽、有機(jī)質(zhì)、云母、輕物質(zhì)及針片壯顆粒等有害雜質(zhì),要采取高壓水沖洗等措施將其控制在3%以?xún)?nèi)。

　　 2.2.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)的合理與否，影響著混凝土路面的強(qiáng)度與施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的配合比�；炷�土的單位水泥用量偏大，水灰比偏大都易使混凝土面板產(chǎn)生裂縫。

　　三 預(yù)防措施

　　 3.1 從施工工藝上控制

　　 3.1.1基層質(zhì)量的控制

　�、倩鶎討�(yīng)采用水泥穩(wěn)定類(lèi)基層，有條件的地方建議采用水泥穩(wěn)定風(fēng)化料基層。應(yīng)控制水泥的含量，不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低，過(guò)高容易產(chǎn)生裂縫，過(guò)低強(qiáng)度不夠，穩(wěn)定性差。水泥含量一般控制4—5%為宜�？萍颊撐�，原因分析。②建議采用廠拌法拌合基層料，能保證拌合物的均勻性和配料準(zhǔn)確，質(zhì)量容易控制�？萍颊撐�，原因分析。③基層施工時(shí)，采用拉鋼線(xiàn)的方法嚴(yán)格控制頂面標(biāo)高和平整度，按照規(guī)范要求進(jìn)行碾壓，確�；鶎拥膲簩�(shí)度達(dá)到95%。④加強(qiáng)基層的養(yǎng)護(hù)工作，在混凝土路面施工之前應(yīng)保證基層面的濕潤(rùn)狀態(tài)。⑤為減少混凝土與基層之間的摩阻力，建議采取在基層面上加鋪塑料薄膜或?yàn)⒉颊硨佑偷姆椒ā?/p>

　　 3.1.2 混凝土面層的質(zhì)量控制

　　水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸，應(yīng)變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應(yīng)變值或抗拉強(qiáng)度值，改善路面的抗拉能力，可采 取以下措施： 

　　(1)混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強(qiáng)度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗壓強(qiáng)度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土 路面多采用m2C30、C35較高標(biāo)號(hào)的混凝土。 

　　(2)采用碎石配制混凝土。因?yàn)椴捎盟槭�配制的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。 

　　(3)控制混凝土骨料的最大粒徑。采用最大粒徑較小的骨料配制混凝土?xí)r，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規(guī)范》中 限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過(guò)40mm，在高等級(jí)公路中 不超過(guò)35mm，甚至限制在25mm以下。 

　　 3.2 從材料上控制

　　3.2.1 應(yīng)盡量選用強(qiáng)度高、收縮性小、安定性好、耐磨性強(qiáng)的普通硅酸鹽水泥，不同標(biāo)號(hào)和不同品種的水泥嚴(yán)禁混合使用，檢驗(yàn)不合格的水泥禁止使用。水泥標(biāo)號(hào)不得低于325號(hào)。

　　3.2.2 粗細(xì)骨料的含泥量一般不能超過(guò)3%，石子應(yīng)該有一定的硬度和抗壓碎能力，粒徑不得大于40mm,砂應(yīng)選用潔凈的中砂，骨料的級(jí)配應(yīng)良好，以確�；炷�土

　　3.2.3加適當(dāng)?shù)耐饧觿�。一般�?lái)說(shuō)，加減水劑可以減少混凝土 的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發(fā)速度，減少混凝土的收縮值。拌合物具有足夠的強(qiáng)度。

　　四 結(jié)論

　　 我們永遠(yuǎn)不可能戰(zhàn)勝裂縫，不可能消滅裂縫，不可能杜絕裂縫，只能控制裂縫，允許無(wú)害裂縫的存在，要求不出現(xiàn)和少出現(xiàn)有害裂縫，并把無(wú)害裂縫減少到最低限度。這說(shuō)明了由于設(shè)計(jì)、施工、使用過(guò)程中存在的某些不足，也由于混凝土內(nèi)在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形 的影響，在水泥混凝土路面上難免發(fā)生各種類(lèi)型的裂縫。但 只要嚴(yán)格執(zhí)行施工操作規(guī)程和技術(shù)要求，在施工中切實(shí)抓好基層強(qiáng)度、混凝土的配和比設(shè)計(jì)、施工工藝、切縫時(shí)間和深 度、混凝土的養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)改善混凝土的質(zhì)量和路面 結(jié)構(gòu)并采取有效的澆注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。

參考文獻(xiàn)

1.《中小企業(yè)管理與科技》2009年8月上旬刊供稿文/劉斌

2.公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范.人民交通出版社，2003，07.

3.水泥混凝土路面斷裂成因及對(duì)策分析朱建飛、李俊2010