淺析水泥混凝土路面裂縫形成原因

 淺析水泥混凝土路面裂縫形成原因

　　摘要：水泥混凝土因取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、成型快等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于當(dāng)前普通公路的施工建設(shè)中。但水泥混凝土也有些缺點(diǎn)：抗彎拉能力差、容易開裂。近幾年公路建設(shè)發(fā)現(xiàn)水泥混凝土路面的裂縫主要有塑性裂縫、干燥裂縫、溫度裂縫、外力和其他裂縫。本文就路面裂縫的形成原因作一些簡(jiǎn)單的分析。

　　關(guān)鍵詞：水泥混凝土；路面裂縫；形成原因分析　

　　一、基層的影響

　　目前，公路水泥混凝土的施工大多都是就老路簡(jiǎn)單處理后直接澆筑施工，有些老路路況本來(lái)就很差，基層的強(qiáng)度根本就達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，有些路段在老路寬度不足的情況下，兩邊拓寬部位只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理就澆筑水泥混凝土，這就造成基層標(biāo)高失控，路面厚度不一致，過(guò)薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時(shí)，難以承受拉應(yīng)力而開裂；基層不平整，混凝土里面的摩擦力也易在較薄弱處產(chǎn)生開裂；老路部位基層干燥會(huì)吸收混凝土拌和物中的水分，使底部混凝土失水，強(qiáng)度降低導(dǎo)致開裂；其他部位基層壓實(shí)度不足，達(dá)不到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，由于水文條件的變化和行車荷載作用，產(chǎn)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致開裂。

　　二、路面窨井及管線的影響

　　路面窨井四周往往是施工單位在施工過(guò)程中壓路機(jī)壓實(shí)不到位的地方，沒有采取相應(yīng)的措施就開始澆筑，這就形成了施工過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，通車后在行車荷載的作用下容易形成裂縫。另外，管線的埋設(shè)不實(shí)，在雨水的不斷沖刷下形成空洞，天長(zhǎng)日久，也會(huì)影響路面的質(zhì)量，形成裂縫。通過(guò)近年來(lái)對(duì)農(nóng)村公路的巡查發(fā)現(xiàn)，有許多通村道路水渠涵洞部位都有或大或小的裂縫，就是這個(gè)原因造成的。

　　三、水泥混凝土質(zhì)量的影響

　�。ㄒ唬┎牧腺|(zhì)量的影響。砂、石子含泥量大，有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)，表面粉塵較多，集料顆粒級(jí)配不良或采取了不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，必然會(huì)造成水泥與集料的界面粘結(jié)不良，形成開裂；水泥的用量不足，路面就會(huì)跑砂、露骨，水泥混凝土強(qiáng)度不夠；水泥的用量過(guò)大也不行，過(guò)大會(huì)使水泥漿量增多，集料之間的嵌鎖力減小，抗折強(qiáng)度提高不明顯，而且水泥漿量增大會(huì)增大干縮變形，影響路面平整度，容易產(chǎn)生開裂；水灰比控制不嚴(yán)，砼混合料中含砂量過(guò)大，或砼石料含泥多，影響砼的和易性和強(qiáng)度，造成砼板的斷裂；不同標(biāo)號(hào)的水泥混雜使用，其硬化時(shí)間及收縮量不一樣，也會(huì)產(chǎn)生影響，形成裂縫；另外，使用的水泥水化熱較高，收縮性大宜導(dǎo)致塑性收縮裂縫；而水泥的細(xì)度過(guò)大，游離氧化鈣含量超標(biāo)，也會(huì)產(chǎn)生裂縫；使用安定性差的水泥，凝結(jié)硬化時(shí)的收縮量大，使砼板產(chǎn)生微小裂縫，在外部荷載及自然因素作用下，產(chǎn)生更嚴(yán)重的裂縫。

　�。ǘ�）攪拌質(zhì)量的影響。攪拌時(shí)間過(guò)短，則拌和不均勻，造成面層強(qiáng)度相差過(guò)大，硬化時(shí)間及收縮量不同，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生；攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則容易導(dǎo)致骨料破碎、離析，影響混凝土的強(qiáng)度。

　�。ㄈ�）運(yùn)輸?shù)挠绊憽；炷�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。

　�。ㄋ模┱駬v質(zhì)量的影響。振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。振搗不足，易使混凝土不密實(shí)，會(huì)出現(xiàn)蜂窩，麻面，空洞現(xiàn)象，在行車荷載及自然因素作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；振搗過(guò)量，則骨料下沉，容易造成分層，細(xì)骨料留在上面強(qiáng)度不均勻，上層易產(chǎn)生裂縫。因此，振搗時(shí)振搗棒要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握時(shí)間，避免過(guò)振或漏振，應(yīng)提倡二次振搗，二次抹面技術(shù)，以排除泌水，混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

　　（五）養(yǎng)護(hù)的影響�；炷�土的養(yǎng)護(hù)對(duì)其早期強(qiáng)度增長(zhǎng)和防止收縮裂縫極為重要。尤其是初期要用草袋、草簾覆蓋，不至于混凝土急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫，因此要加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，在表面收漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)生。另外必須保證養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，實(shí)際養(yǎng)護(hù)天數(shù)根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定，一般宜為14-21天，不得少于7天。

　　四、橫向伸縮縫質(zhì)量的影響

　　設(shè)置橫向伸縮縫是為了減少收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力。切縫施工是混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如不加強(qiáng)控制極易引發(fā)裂縫。

　　（一）切縫時(shí)間。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%—30%時(shí)，應(yīng)采用切縫機(jī)進(jìn)行切割。切縫不及時(shí)，砼板長(zhǎng)度過(guò)大，收縮時(shí)產(chǎn)生裂縫，切縫時(shí)間一般來(lái)說(shuō)要遵循“能切就切，寧早勿晚”的原則。

　　（二）切縫深度。切縫深度應(yīng)控制在板厚的1/4-1/3處甚至更多一點(diǎn)。切得太深，板間傳遞荷載的能力難以得到保證；切得太淺，混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠，面層上會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

　�。ㄈ�）切縫時(shí)板塊留的長(zhǎng)度。在農(nóng)村公路施工中，板塊的長(zhǎng)度應(yīng)控制在4米，如果太長(zhǎng)，當(dāng)溫差過(guò)大時(shí)則容易產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

　　五、溫度變化引起的裂縫。

　　高溫下施工時(shí)澆筑混凝土，水泥水化速度快，水分蒸發(fā)快，使板面產(chǎn)生拉應(yīng)力；溫度降低，板底產(chǎn)生拉應(yīng)力，溫度梯度作用使路面板翹曲變形，產(chǎn)生裂縫；或嚴(yán)重失水，造成的干縮縫。大風(fēng)天氣，使混凝土中尤其混凝土面板表面當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土都將會(huì)發(fā)生變形。夏天溫度升高時(shí)，混凝土則發(fā)生熱膨脹使路面拱起而破裂；冬天溫度降低時(shí)，混凝土則發(fā)生冷縮現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，達(dá)到一定程度后產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

　　六、過(guò)早開放交通

　　過(guò)早開放交通，混凝土還沒有完全成型，混凝土的強(qiáng)度尚低，不能承受行車荷載，混凝土養(yǎng)護(hù)還沒有到期，在荷載的作用下，混凝土路面很容易產(chǎn)生裂縫。

　　七、混凝土厚度問(wèn)題

　　當(dāng)前結(jié)公路的通車和施工要求，水泥混凝土厚度要求不低于15厘米，如果水泥混凝土厚度達(dá)不到要求，則在車輛荷載作用下，路面很容易產(chǎn)生裂縫。

　　八、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，水泥混凝土路面裂縫的形成原因是多方面的。因此，要消除水泥混凝土裂縫這一毛病，不僅要從設(shè)計(jì)、施工方面控制，還與以后的養(yǎng)護(hù)管理密切相關(guān)。只要按實(shí)際情況，各方面嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真履行各自職能，水泥混凝土路面一定會(huì)在公路建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。