農(nóng)村水泥混凝土路面裂縫成因和防治

韋森豪

摘要：本文詳細論述水泥混凝土路裂縫的原因。并提出技術預防。

關鍵詞：水泥混凝土路面裂縫原因技術預防

0引言

村村通公路工程，又稱“五年千億元”工程，指中國力爭用5年時間實現(xiàn)所有村莊通瀝青路或水泥混凝土路，以打破農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的交通瓶頸，解決9億農(nóng)民的出行難題。目前村村通工程已全面啟動，進展較快。由于設計、施工、監(jiān)理等方面存在問題，新建的水泥混凝土路面質(zhì)量較差，水泥混凝土面板裂縫或斷板現(xiàn)象普遍。因此，有必要對水泥混凝土路面裂縫的成因進行分析，采取預防措施，提高農(nóng)村公路的建設水平。

1水泥混凝土路面裂縫的成因分析

1.1橫向裂縫橫向裂縫是指垂直于路面延伸方向的有規(guī)則的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是水泥混凝土的收縮開裂以及切縫不及時等。收縮開裂是由于水泥混凝土失水干縮和冷縮而形成。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期，冷縮裂縫是由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應力而引起的路面板開裂。從擴散的速度來看，水泥的千縮速度比冷縮速度慢，其量能也遠遠小于冷縮。

1.2縱向裂縫縱向裂縫是指與道路走向平行或者基本平行的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是道路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻以及施工方法不當?shù)?，導致路基的不均勻沉降，從而使道路面板在自重和負載的作用下產(chǎn)生了縱向裂縫。公路路基施工規(guī)范規(guī)定，通常情況下不能被壓實到規(guī)定密實度和不能形成穩(wěn)定填方的材料不能夠用于路基填筑。如沼澤土、泥炭、含有樹根、雜草和易腐朽物質(zhì)的材料：液限指數(shù)大于50％，塑限指數(shù)大于25％的材料；有機質(zhì)含量大于3％的材料：壓實含水量與最佳含水量之差大干2％的材料等等。但是，由于施工單位在路基填筑材料的選取、均化等方面控制不嚴，使用了不適宜的填筑材料，就容易在高填土自重和重載車的作用下，地基產(chǎn)生不均勻沉降，將路面拉裂，出現(xiàn)道路縱向裂縫。

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，車流量不斷增加，重車及超重車日益增多，超載現(xiàn)象難以遏制。常規(guī)水泥混凝土路面結構在一般荷載作用下的應力范圍在0.2-0.65之間，對于重載作用下較薄的混凝土路面應力水平超過0.85，水泥混凝土路面剛度高，變形能力小，對荷載及變形非常敏感。因此，超載車輛是水泥混凝土路面產(chǎn)生短裂破壞的一個重要因素。

1.3交叉裂縫交叉裂縫是指兩條或兩條以上相互交叉的裂縫。其產(chǎn)生的原因主要是水泥性能不穩(wěn)定、水泥混凝土路面的自身強度不足、路基及路面基層的強度和水穩(wěn)定性差等

2施工預防措施

2.1施工工藝控制①根據(jù)機械性能準確掌握拌和時間，最長拌和時間不應超過最短拌和時間的3倍，振搗應均勻密實，避免漏振或超振。②若集料溫度過高，應采用降溫措施后再配料拌和。采用灑水降溫時，應及時測定集料含水量，調(diào)整拌和用水，保證水灰比值不變。③混凝土路面施工開盤前，要仔細檢查發(fā)電機、振動梁、運輸車輛等機具設備，確保其完好?，F(xiàn)場中要有備用機具，嚴禁故障機具施工，并檢查施工運料道路是否暢通，確保施工的連續(xù)性。配料、拌和、運輸、攤鋪作業(yè)有序配合，對于氣候突變、停電、停料等情況，應提前做好準備工作，調(diào)整工序，暫停面板施工。重新鋪裝時應按施工縫處理接縫。④重視混凝土面板養(yǎng)生，采用優(yōu)質(zhì)養(yǎng)護劑，或濕法養(yǎng)護，不要采用沒有覆蓋物僅灑水的養(yǎng)生方法。⑤及時切縫，根據(jù)施工現(xiàn)場氣溫及水浞品種試驗確定最早切縫時間，一般應采用多臺切縫機同時作業(yè)，保證切縫及時。切縫深度為混凝土板厚的1／3～1／4，使剩余斷面部分能吸收由于高溫產(chǎn)生的內(nèi)應力。有資料表明，軟切縫工藝可提前切縫時間，預防水泥混凝土路面斷板。⑥控制交通車輛，避免在混凝土強度不足的條件下，過早開放交通，養(yǎng)護車輛也應盡量避免直接在面板上通行。⑦正確安裝傳力桿，防止上下翹動，可采用雙模板控制。澆筑下一混凝土板時要按設計要求安設塑料套管和涂瀝青隔層。

2.2重視原材料的選用及配合比設計

2.2.1水泥品種的選擇及集料級配控制①不同品種的水泥干縮性有所不同。普通硅酸鹽水泥干縮性很小、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥次之、礦渣水泥較大。因此，選用合適的水泥在一定程度上能減少干縮裂縫。②集料級配控制。集料的主要技術性質(zhì)包括顆粒級配及粗細程度、顆粒形態(tài)和表面特征、強度、堅固性、含泥量、泥塊含量、有害物質(zhì)及堿集料反應等。在配制混凝土時，集料的顆粒級配和粗細程度這兩個因素應同時考慮。當集料的級配良好且顆粒較大，則使空隙及總表面積均較小，這樣的集料比較理想，不僅水泥用量較少，而且還可提高混凝土的密實性和強度。細集料宜采用細度模數(shù)2.5左右的中砂；粗集料選定連續(xù)級配碎石，以增加混凝土的工作性。

2.2.2保證混凝土強度、降低水泥用量①水泥強度等級的選擇。水泥強度等級的選擇應與混凝土的設計強度等級相適應。當配制混凝土的水泥強度偏低，會使水泥用量過大，不經(jīng)濟，而且澆注出來的混凝土干縮性較大，容易產(chǎn)生裂縫。如配制混凝土的水泥強度偏高，水泥用量少，將影響混凝土和易性和密度，容易形成蜂窩、麻面，導致混凝土耐久性差，在荷載作用下容易產(chǎn)生裂縫。②水泥用量選擇。公路路面設計強度愈高，則水泥用量愈大，水泥劑量對干縮應變的影響較大，水泥用量超過一定比例，混合料的收縮性就增大，容易產(chǎn)生嚴重的干縮裂縫。當水泥劑量不變時，改善集料的級配可以顯著提高路面的強度。設計配合比時，通過水泥劑量分級和調(diào)整集料的級配，來保證路面的設計強度，降低水泥劑量。

2.2.3合理設計、控制配合比①合理設計配合比。在規(guī)范要求允許的條件下，試驗室配制多種不同的配合比，從經(jīng)濟、工作性能、質(zhì)量等方面綜合考慮擇優(yōu)選用，并針對不同施工部位、不同評定方法予以適當調(diào)整，盡量避免凡是同一強度均使用一個配合比的做法。②施工配合比的調(diào)整及施工中的控制。應注意以下問題：a操作者為方便施工，往往追求較大的坍落度，增加用水量，對水灰比缺少嚴格的控制，導致混凝土強度的降低，混凝土內(nèi)氣孔較多，收縮較大，從而出現(xiàn)裂縫。b調(diào)整生產(chǎn)配合比時，應準確測量生產(chǎn)現(xiàn)場砂、石的實際含水量，部分試驗人員采用目測法或經(jīng)驗法來估計砂、石的實際含水量，導致生產(chǎn)配合比不準確。c水泥、砂、石材料應準確計量，混凝土采用集中拌和。

2.3施工時間的選擇冬季溫度的溫差愈大，路面就愈容易產(chǎn)生溫縮裂縫，夏季高溫季節(jié)到來之前施工的路面不但強度高，而且可以減少由于氣溫降低而產(chǎn)生的收縮裂縫。建議根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件合理安排路面、底路面的施工時間，工期條件允許時最好選在夏季高溫季節(jié)到來之前。若在夏季高溫季節(jié)施工時，最好選在上午或夜間施工，加強覆蓋養(yǎng)生，北方地區(qū)避免在秋末組織路面施工。

2.4施工控制混凝土坍落度混凝土坍落度愈大，混凝土千縮愈厲害，因此路面混凝土在滿足施工工藝的條件下，盡量采用小坍落度，在配合比設計階段根據(jù)混凝土機械化程度，天氣、運距、地域等因素合理設計配合比的水灰比和坍落度，一般設計路面混凝土坍落度為1～2cm，水灰比控制在0.37～0.39之間：在施工過程嚴格材料自動計量程序，并嚴格測定集料的含水量，調(diào)整施工配合比，作到采用最小的坍落度施工路面混凝土，減少路面出現(xiàn)裂縫。

3結束語

水泥混凝土路面裂縫的形成原因比較復雜，本文主要論述從混合料組成設計和現(xiàn)場施工兩方面來預防混凝土路面早期裂縫的形成，只要措施得力，方法得當，水泥混凝土板早期裂縫出現(xiàn)的機率就會大大地減少。