水泥混凝土路面早期裂縫的預(yù)防與控制

摘要：通過(guò)分析水泥砼路面出現(xiàn)早期裂縫的原因，提出了預(yù)防、控制和減少裂縫出現(xiàn)及其處理的方法。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；早期裂縫；預(yù)防

水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、抗滑性能好、有利于夜間行車等優(yōu)點(diǎn)，是高等級(jí)公路常用的路面結(jié)構(gòu)，但路面一旦損壞，修補(bǔ)工作量大，且影響交通。裂縫是水泥混凝土路面早期出現(xiàn)的病害之一，發(fā)展下去還容易產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)、拱起等路面損壞現(xiàn)象。產(chǎn)生裂縫的原因除與混凝土本身的特性有關(guān)外，還與設(shè)計(jì)、施工、周圍環(huán)境、氣候等外界因素有關(guān)。預(yù)防、控制和減少砼早期裂縫產(chǎn)生是減少路面損壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。常見(jiàn)的裂縫有縱向或橫向的斷裂，角隅處的折斷及混凝土表面裂紋等。通過(guò)分析早期裂縫的形成原因從以下幾方面闡述預(yù)防、控制和減少砼早期裂縫產(chǎn)生的方法。

1 合理地設(shè)計(jì)砼板的厚度和平面尺寸

水泥混凝土路面板內(nèi)不同深處的溫度，隨氣溫的變化而變化，這種變化使砼板出現(xiàn)膨脹和收縮變形的趨勢(shì)，當(dāng)變形受阻時(shí)板內(nèi)便產(chǎn)生脹縮應(yīng)力或翹曲應(yīng)力，應(yīng)力過(guò)大容易產(chǎn)生裂縫。設(shè)計(jì)時(shí)按板內(nèi)產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力確定板厚；板的平面尺寸、接縫的位置和結(jié)構(gòu)直接影響板的受力。砼的板面尺寸盡可能接近正方形，以改善其受力情況，一般板寬和板長(zhǎng)之比控制在 1：1.3以內(nèi)為佳；板寬可按車道和路緣帶的寬度確定，但過(guò)寬容易產(chǎn)生縱向斷裂，板長(zhǎng)一般取4～6米較合理，否則易產(chǎn)生早期裂縫。

2 基層要具有足夠的強(qiáng)度、剛度、水穩(wěn)定性及平整度

基層表面平整度不好會(huì)直接影響砼板的厚度，致使其強(qiáng)度不一致，收縮應(yīng)力不平衡，同時(shí)還影響砼板的自由伸縮，導(dǎo)致板的裂縫產(chǎn)生；砼的強(qiáng)度對(duì)面層應(yīng)變有影響外，本身的強(qiáng)度不足或均勻性差也易促成砼板的沉陷、斷裂、錯(cuò)臺(tái)，當(dāng)基頂彈性模量小于設(shè)計(jì)值時(shí)，開(kāi)放交通的初期，在自重和車輪荷載作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的變形，當(dāng)彎拉應(yīng)力大于混凝土的容許彎拉應(yīng)力時(shí)，路面板會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。干旱高溫季節(jié)對(duì)基層要采取必要的濕潤(rùn)灑水措施，避免接近基層的砼過(guò)早地失去水分產(chǎn)生干縮裂縫，或者在基層上面設(shè)置瀝青下封層。

3 嚴(yán)格控制混凝土施工配合比

砼配合比兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)應(yīng)滿足彎拉強(qiáng)度、工作性、耐久性等技術(shù)要求，水泥用量和水灰比與裂縫的產(chǎn)生有直接關(guān)系。在施工過(guò)程中配料稱量控制環(huán)節(jié)容易發(fā)生施工配合比不合理。水泥用量偏大，則增大砼中的水化熱，引起內(nèi)外溫差及收縮過(guò)大，增加裂縫出現(xiàn)的可能性；如果水泥用量過(guò)小，則砼的耐久性差，強(qiáng)度和抗裂性能降低，不能抵抗由于溫度變化及干縮引起的應(yīng)力；在水泥用量一定的條件下用水量越少，砼的強(qiáng)度越高，但易產(chǎn)生干縮裂縫；水灰比增大抗裂性能降低。所以施工時(shí)一定要嚴(yán)格按施工配合比對(duì)各種材料稱量。

4 根據(jù)線形合理安排砼澆筑順序

當(dāng)公路處在縱坡大的地段時(shí)，混凝土的澆筑方向自低向高進(jìn)行較為合理，這樣才能保證混凝土的密實(shí)度。相反，如果自高向低進(jìn)行澆筑，此時(shí)由于混凝土處在流態(tài)中，自重產(chǎn)生的下滑分力一方面直接影響混凝土的搗實(shí)效果；另一方面由于混凝土本身具有粘聚性，在振動(dòng)梁振搗過(guò)程中，有帶動(dòng)坡面上部混凝土一同下滑的趨勢(shì)。這種滑行趨勢(shì)，對(duì)于初凝后的混凝土非常不利，增加了早期裂縫發(fā)生可能性。在公路彎道上進(jìn)行澆筑時(shí)宜先澆外彎后澆內(nèi)彎。如果先澆內(nèi)彎，當(dāng)氣溫升高時(shí)，內(nèi)彎向外有微量膨脹，后澆的混凝土則由于初期強(qiáng)度低，同時(shí)受到基底的約束力及側(cè)向拉應(yīng)力，極易在中縫處拉裂。

5 控制好施工質(zhì)量

混凝土在運(yùn)輸及卸料過(guò)程中產(chǎn)生離析或由于過(guò)振的影響，造成混凝土骨料結(jié)構(gòu)分離，上小下大，降低混凝土的抗裂強(qiáng)度。施工中密實(shí)度不足也是造成開(kāi)裂的原因。模板在振搗過(guò)程中走模、漏漿或振搗不足等造成的蜂窩、麻面、空洞等削弱了斷面強(qiáng)度。脹縫是極易裂開(kāi)的部位之一，當(dāng)傳力桿偏移、傾斜，氣溫升高，混凝土膨脹時(shí)，傳力桿不能正常脹縮，在傳力桿接頭處應(yīng)力集中，向外邊緣傾斜的一端將頂破混凝土表面。為此，設(shè)計(jì)中考慮在脹縫板兩端設(shè)置鋼筋籠，使長(zhǎng)80cm的鋼筋砼板均勻承受傳力桿的剪應(yīng)力。能有效的避免傳力桿的頂裂。

6 選擇合理時(shí)間及時(shí)鋸縫

通?；炷谅访鏉仓髲?qiáng)度達(dá)到10MP時(shí)就應(yīng)該切縫。因?yàn)榛炷猎谟不^(guò)程中產(chǎn)生的熱量使體積膨脹，冷卻后體積收縮，加上硬化過(guò)程中的干縮作用，又受到地基的約束作用，在脹縫之間，砼內(nèi)部存在較大的拉應(yīng)力，及時(shí)切縫，才能使應(yīng)力釋放，避免在應(yīng)力與抗力之比最不利地段出現(xiàn)不規(guī)則裂縫；切縫中尤其要注意的是雙幅分開(kāi)澆筑的路段，在后半幅施工中若碰上氣溫驟降，則應(yīng)盡快切縫，時(shí)間來(lái)不及也應(yīng)切原半幅已縮斷的對(duì)應(yīng)位置。在溫差超過(guò)20°C，切縫時(shí)間不應(yīng)超過(guò)24h，否則因原混凝土急劇收縮，縮縫張開(kāi)，新澆混凝土在對(duì)應(yīng)位置會(huì)撕裂。另外過(guò)早切縫也會(huì)使砼中部底層或邊角面層出現(xiàn)些細(xì)微裂縫，當(dāng)應(yīng)力集中時(shí)裂縫擴(kuò)張加大。

7 加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)

早期養(yǎng)護(hù)中應(yīng)保持砼表面經(jīng)常處在濕潤(rùn)的環(huán)境中。因?yàn)榛炷辆哂懈煽s變形的特性，干縮變形發(fā)生在混凝土表面，一般進(jìn)行緩慢；當(dāng)外界環(huán)境低于砼本身濕度時(shí)，水分被蒸發(fā)，砼結(jié)構(gòu)中空隙受到壓縮，可導(dǎo)致收縮；故早期養(yǎng)護(hù)失水時(shí)會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致龜裂。當(dāng)砼路面鋪筑完成后要立即開(kāi)始養(yǎng)生，機(jī)械攤鋪的采用噴灑養(yǎng)護(hù)劑，同時(shí)保濕覆蓋方式養(yǎng)生；人工攤鋪的可用草墊保濕養(yǎng)生不少于14天。

混凝土早期裂縫形成的原因很多，只有在各個(gè)環(huán)節(jié)上加以控制，才能預(yù)防、控制和減少砼早期裂縫產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)交通部部頒標(biāo)準(zhǔn):《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F30-2003) 北京:人民交通出版社2003.