水泥混凝土路面裂縫病害分析及預防措施

陳 鴻 劉建明

（1、江西省贛州市公路局于都公路分局，江西 于都 342300 2、江西省贛州市公路局全南公路分局，江西 贛州 341000）

1 水泥混凝土路面裂縫成因分析

1.1 溫度應力

混凝土在硬化期間水泥放出大量水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高，水泥水化熱在1－3天內(nèi)可放出熱量的50%由于混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，形成內(nèi)外溫差，造成溫度變形和溫度應力。溫度應力和內(nèi)外溫差成正比，溫差越大，溫度應力也越大。砼的早期抗拉強度較低，當這種溫度應力超過混凝土抗拉強度時，產(chǎn)生裂縫。

1.2 干縮變形

干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結(jié)果；混凝土受外部條件的影響，表面水份損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。

1.3 路基基礎(chǔ)的影響

混凝土面板下的基層應平整、堅實、抗變形能力強、整體性好。如果路基壓實時局部未達到質(zhì)量標準，或填筑路基的材料不符合標準，或在路基尚未完成自然沉降便急于開始水泥混凝土路面的施工，使路基產(chǎn)生不均勻沉降，導致混凝土板產(chǎn)生裂縫，嚴重的會產(chǎn)生斷板。

1.4 路基層的影響

如果基層平整度差，導致混凝土面層厚度不均勻，在行車荷載及溫度翹曲應力作用下，使得路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。

1.5 材料的影響

水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性是十分重要的因素。水泥的安全性差，凝結(jié)硬化時的收縮量大，使混凝土板面產(chǎn)生許多微小裂紋，在外部荷載及自然因素作用下擴展為裂縫。不同標號及品種的水泥混雜使用，硬化時間及收縮量不一樣，同樣會形成裂縫。

1.6 配合比的影響

水灰比偏大使混合料中被水占有的空間較大，但只有其中一少部分參與水化反應剩余水分逐漸蒸發(fā)，在混凝土形成孔隙，并使混凝土干縮。用水量越大孔隙率越大，干縮率也越大，明顯地降低混凝土的絡(luò)度。

水泥用量不合理使混凝土收縮量增大。由于水泥本身固有的收縮特性，使混凝土中水泥用量越大，收縮量也越大，在施工時便容易產(chǎn)生裂縫。

1.7 施工因素的影響

1.7.1 由于操作人員不嚴格按配合比要求進行控制，或攪拌時間不夠使混凝土攪拌不均勻，每罐混凝土配合比不均勻，使混凝土中強度發(fā)展和收縮量不均勻，在混凝土內(nèi)部形成有害應力，在外力作用下會在應力較大處開裂。

1.7.2 澆筑混凝土的影響。澆筑混凝土時，由于振搗不均勻，局部振搗不密實，容易使混凝土中出現(xiàn)氣孔、蜂窩，在行車荷載及自然因素作用下產(chǎn)生應力集中而導致裂縫。

1.7.3 在混凝土澆注成型后未能及時切縫形成人造縮縫，以致板體收縮產(chǎn)生的拉應力超過了混凝土某一局部的初期極限抗拉強度，引起該處產(chǎn)生橫向裂縫并造成應力集中，致使裂縫迅速護展，使板體在較短時間里出現(xiàn)貫通全幅的裂縫。

1.7.4 傳力桿安裝的影響。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求，按設(shè)計進行，使傳力桿與道路中心線及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜，則在傳力過程中會將混凝土頂破，從而形成裂縫。

1.7.5 混凝土的養(yǎng)護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要?；炷琉B(yǎng)護不連續(xù)，養(yǎng)生期未到就停止養(yǎng)生，使混凝土強度不能正常發(fā)展，也是引起斷板和裂縫的原因。

1.7.6 施工機械設(shè)備的影響。由于機械設(shè)備故障使混凝土的澆筑工作無法連續(xù)進行，會在路面混凝土中形成人為施工縫，此新舊混凝土接茬處是容易產(chǎn)生裂縫的位置。

1.8 過早開放交通

在混凝土尚未達到設(shè)計強度就提前開放交通，此時混凝土承受不了外界荷載的作用下，當這一作用力超過了荷載的臨界狀態(tài)時，斷板或裂縫就產(chǎn)生了。

2 裂縫預防措施

2.1 合理設(shè)計

防止水泥混凝土路面的裂縫，各有關(guān)部門應認真及時地組織設(shè)計人員和人關(guān)專家，對水泥混凝土路面的設(shè)計提出符合實際的軸載設(shè)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(shè)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(shè)計及要求。

2.2 優(yōu)選配合比

2.2.1 選用連續(xù)級配的配合比。由于各地各批材料的粒徑是有差別的，因此必需根據(jù)實際情況在施工前經(jīng)過多組配合比設(shè)計的篩選，最后確定指導實際施工的最佳配合比。

2.2.2 水灰比的控制。水灰比是影響混凝土強度最主要的原因，根據(jù)施工經(jīng)驗，水泥混凝土水灰比不宜<0.5

2.2.3 水泥用量的控制。在滿足設(shè)計要求的前提下，將32.5水泥用量控制在450kg/m3以下，42.5水泥用量控制在360kg/m3以下。砂率的控制。水泥混凝土中的砂率控制在30%-33%之間，如果砂的粒徑偏細，可以適當降低砂率，但不得<27%。

2.3 嚴把材料關(guān)

水泥：用于路面混凝土的水泥一般采用道路專用水泥≥32.5級普通硅酸鹽水泥。

砂、石料：砂應用級配良好的中粗砂，尤以河砂為準，避免采用不清潔的含泥量過大或含雜質(zhì)的砂。檢驗合格后才能使用。

2.4 精心組織施工

2.4.1 嚴格控制路基、基層的質(zhì)量，保證其密實、穩(wěn)定、平整、路基彎沉及基層強度必須達到要求。特別是半填半挖路段及挖方路段，需要認真處理，加強壓實。

2.4.2 認真按施工配合比及規(guī)范要求進行混凝土的拌和，使施工配合比與設(shè)計配合比相符合。

2.4.3 注意施工溫差，盡量避免在高溫或低溫及溫差較大的氣候條件下安排施工。

2.4.4 澆筑混凝土時，由專人負責振搗，保證振搗均勻，振搗間距和振搗時間要掌握合理，保持施工作業(yè)的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)間斷作業(yè)，必須設(shè)置施工縫，并布置傳力桿。

2.4.5 正確安裝傳力桿。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求，按設(shè)計進行，使傳力桿與道路中心線及路面平行。

2.4.6 及時鋸切橫縮縫，縫深必須達到設(shè)計要求深度，在縮裂發(fā)生前及早形成弱繼面。需要時，還可以考慮在橫縮縫位置的混凝土板底部加設(shè)誘導裂縫的木塊，使弱斷面效應更加顯著。

2.4.7 在混凝土終凝后用草袋、砂或土工布等全面均勻覆蓋并充分灑水保濕養(yǎng)護，保證混凝土路面14-21天的潮濕狀態(tài)，使用混凝土的水化作用充分。

2.5 成品保護與管理

混凝土路面施工完畢后，要做好工程成品保護工作，設(shè)立路障，未達到設(shè)計強度不允許通車使用。

[1]遲銀波，袁廣學,連海濱.水泥混凝土路面破壞類型及成因分析[J].交通科技與經(jīng)濟，2007-05-05.