淺談水泥混凝土路面的裂縫防治

季勇兵

摘要：水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫是一個無法根治的難題，但通過提高施工質(zhì)量和道路管護，可以減少裂縫的產(chǎn)生。文章從路面裂縫產(chǎn)生的3個階段切入，列舉了幾大裂的種類，并對此提出了裂縫防治的方法。

關鍵詞：水泥混凝土路面道路裂縫超重車輛溫度沉降道路施工

0 引言

水泥混凝土路面具有強度高、荷載能力強、維護費用低、穩(wěn)定性好的特點，在我國各個等級的公路建設中被廣泛應用。去年國際金融危機爆發(fā)后，國家加大基礎設施建設的力度，公路建設掀起了一個新的高潮，水泥混凝土路面施工大規(guī)模展開。在這種形勢下，我們更應該注重公路路面的工程質(zhì)量，盡量減少水泥混凝土路面的裂縫。水泥混凝土路面的一個突出缺點是損壞后修復難度大。裂縫是水泥混凝土路面常見的病害之一，水泥混凝土路面的損壞，八成是因為裂縫引起的。但水泥混凝土的裂縫又是一個難以根除的難題，要想延長公路的使用壽命，我們必須在施工中提高施工質(zhì)量，盡量減少裂縫（根除裂縫不可能）的產(chǎn)生；在道路投入使用后，控制車輛的荷載重量。筆者從事公路水泥混凝土施工多年，對減少水泥混凝土路面的裂縫積累了一定的經(jīng)驗，現(xiàn)在不揣冒昧，寫出來與大家共享。

1 水泥混凝土路面裂縫的三個階段

一般情況下，水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂縫；公路投入使用后，由于荷載作用，微裂縫變成宏觀裂縫；宏觀裂縫繼續(xù)發(fā)展，最后造成公路斷板。這個過程大致可以分三個階段:第一階段：在澆筑和凝結(jié)過程中產(chǎn)生的初期損傷和開裂，形成微裂縫。第二階段：使用期間荷載造成的損傷加劇和裂縫擴展，形成宏觀裂縫。第三階段：斷裂破壞階段。

2 水泥混凝土路面裂縫的幾種類型

混凝土由外荷載作用(包括動載和靜載)會引起裂縫；由變形(包括溫度、不均勻沉降)會引起裂縫；由施工操作不當(制作、脫模、養(yǎng)護、堆放、運輸、吊裝)會引起裂縫；設計不當也會引起裂縫。一般來說，水泥混凝土路面裂縫是指用肉眼看得到的裂縫，這種裂縫可分為幾種類型：沉降裂縫、超載裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫、施工裂縫等等，本文選擇幾個加以介紹。

2.1 沉降裂縫 這種裂縫可分為兩種情況：一是混凝土澆筑后，因材料自身沉降產(chǎn)生的裂縫；二是因地基沉降導致混混凝土產(chǎn)生的裂縫。第二種原因產(chǎn)生裂縫對工程質(zhì)量影響巨大。混凝土澆筑后，水泥和骨料在下沉階段，如受到鋼筋和其它埋件的局部阻礙、模板移動、基礎沉降，使該處混凝土產(chǎn)生拉應力和剪應力時，該處就會產(chǎn)生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1-3小時產(chǎn)生，屬硬化前裂縫。發(fā)現(xiàn)后迅速進行處理，可重新加壓抹平，使裂縫閉合，能達到較好效果。

2.2 溫度裂縫 水泥混凝土因具有熱脹冷縮性質(zhì)，加上水化作用，伴隨化學反應，因而產(chǎn)生膨脹，而板因氣溫板內(nèi)有“差度”，造成水文養(yǎng)護前冷卻收縮，板面就會產(chǎn)生裂縫?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。

2.3 干縮裂縫 水泥混凝土澆筑后，在硬化的過程中，由于水泥水化生成物的體積比原來物質(zhì)的體積小，加上游離水在空氣中蒸發(fā)及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土體積收縮產(chǎn)生拉應力，當拉應力大于當時混凝土的抗拉強度，而產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫一般緣于養(yǎng)護不當。在風吹日曬下，混凝土表面水分散失過快，體積迅速收縮，而內(nèi)部溫度變化小，收縮小，表面收縮變形受到內(nèi)混凝土的約束，也可引起表面裂縫。

2.4 超載裂縫 由于交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位的車輛逐年增加，單軸軸載比原設計計算軸載增加幾倍，由于軸載等效換算系數(shù)f=（Pi/P0）16，即超載（Pi）與標準軸載（Po）換算成16次方關系，所以，超重車的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。

另外，據(jù)有關資料披露，我國公路上汽車超載情況相當普遍，超載率達到了40%-80%，有的車輛的超載甚至達到2-3倍，在京珠高速公路上，有的車載重量達到了60噸，相當于一節(jié)火車的載重量。汽車超載嚴重損害了公路，成為公路的第一殺手。

3 防治混凝土路面裂縫的對策

從以上的論述我們可以得出這樣一個論斷：水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫，不是由于一種原因形成的，而是多種因素綜合的結(jié)果。防治水泥混凝土路面裂縫，可以采取多種措施綜合應對。

3.1 根據(jù)車輛流量進行道路設計 為了減少水泥混凝土路面的裂縫，公路設計、施工、管理等相有關部門應認真及時地組織設計人員和有關專家，對水泥混凝土路面的設計理論及規(guī)范要求，進行深入細致地研究和討論。根據(jù)當?shù)氐牡乩砦恢?，環(huán)境、地形、沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)，特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應情況，提出符合實際的軸載設計參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)、材料組成、路基填料、碾壓方案和要求，以設計出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統(tǒng)，提出合理經(jīng)濟的水泥混凝土配比設計及要求。

3.2 嚴格控制混凝土材料質(zhì)量 嚴格做好材料管理工作，杜絕在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。對于安定性差，游離氧化鈣（Ca0）超標及強度不足的水泥強度應禁止使用；不同標號、不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴禁混合使用；盡量采用旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的發(fā)熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥或普通硅酸鹽水泥。選擇合格的含泥量較少的材料，集料（砂、碎石）含泥量超標時應更換料源或?qū)⑵湔J真沖洗至達到要求方可使用。對有機質(zhì)含量超標的集料應嚴格禁止使用。按試驗混凝土配合比準確配料；單位水泥用量要精確稱量，誤差值控制在1%以內(nèi)。集料的含水量要及時取得，以便控制適宜的用水量，保持水灰比準確；為減少用水量，改善和易性可使用合適的外摻劑；用水量誤差不得超過1%，外加劑控制在2%以內(nèi)。采用電子稱或其他現(xiàn)代配料機械設備準確配料，盡量不采用人工手推車按車計量的配料方法;集料稱量誤差控制在3%以內(nèi)。

3.3 施工中嚴把每道工序質(zhì)量關 混凝土的拌和時間要根據(jù)機械性能準確掌握，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，避免漏振或超振現(xiàn)象產(chǎn)生?；炷涟韬蜁r，若集料溫度過高，應采用降溫措施后再配料拌和。若采用撒水降溫方法，應及時測定含水量，調(diào)整拌和用水量，保證水灰比值不變。注意混凝土施工操作方法，減少從攪拌到成型之間的時間和運輸路程，避免混凝土過早凝聚及泌水現(xiàn)象而致微裂。必須堅持做到使混凝土相互粘結(jié)密實穩(wěn)定，有效消除界面裂縫和砂漿裂縫。

3.4 嚴格禁止超載超重車輛上路 前面已經(jīng)說過，超載超重車輛已成為水泥混凝土路面的第一殺手。路面板荷載拉應力的大小，取決于荷載的大小。汽車荷載是沖擊荷載，其大小不但與車輛輪胎對路面的靜止壓力有關，而且車一路的禍合程度有關。要減小輪胎對路面的靜止壓力，就要對車輛實行限載管理，禁止超載的車輛上路。要削弱車一路的禍合作用，分別從車和路兩方面采取措施。對于汽車方面要采取限速措施，降低車輛荷載的震動頻率;對于路方面，要提高路面的平整度，降低車輛的震動幅度。

4 結(jié)語

水泥混凝土路面不可能根除裂縫，但通過努力，可以最大限度地減少裂縫的產(chǎn)生，延長道路的使用壽命，提高路況。要減少水泥混凝土路面的裂縫，不外兩種方法，首先，在設計施工時嚴格按質(zhì)量要求完成每一道工序；其次，在道路養(yǎng)護過程中，嚴禁超載超重車輛上路。把握好了這兩點，工程質(zhì)量就會達到理想的效果，道路也會按設計壽命安全使用。

參考文獻：

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