水泥混凝土路面裂縫的原因探析

劉亞杰

（綏濱縣農(nóng)村公路管理站，黑龍江 綏濱 156200）

1 前言

水泥混凝土路面裂縫是一種極易發(fā)生的常見(jiàn)病害。它可造成板塊斷裂.致使地表水下滲而導(dǎo)致路面基層承載力降低，進(jìn)而引起錯(cuò)板、唧泥和混凝土路面板破碎，嚴(yán)重影響水泥混凝土路面的使用性能和使用年限，增加了行車的不安全因素。水泥混凝土路面破壞后，修復(fù)難度大、養(yǎng)生期長(zhǎng)、影響交通，而且維修費(fèi)用高。因此，防止水泥混凝土路面裂縫的出現(xiàn)有著重要意義。導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因很多，也比較復(fù)雜。這里就幾個(gè)主要方面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2 路面自身原因?qū)е旅姘彘_(kāi)裂

2.1 原材料因素

施工中嚴(yán)格把住材料關(guān)，是保證混凝土質(zhì)量的前提。材料是構(gòu)成混凝土路面的主體，粗集料不具有良好的級(jí)配，針片狀顆粒含量太高；細(xì)集料和粗集料中含泥量過(guò)高，會(huì)降低了混合料的粘結(jié)度；所用水泥安定差或已過(guò)期；組成材料的級(jí)配不符合標(biāo)準(zhǔn)。那么這樣的材料組成的混凝土路面面板的彎拉應(yīng)力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂，或在使用過(guò)程出現(xiàn)更多的病害。因此水泥、碎石、砂、水等原材料在使用前進(jìn)行試驗(yàn)與檢驗(yàn)是極重要的，要做到不合格的材料堅(jiān)決不得使用，粗、細(xì)骨料級(jí)配要合理。

2.2 混凝土配合比因素

嚴(yán)格控制混合料組成配合比，使施工配合比與設(shè)計(jì)配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所購(gòu)進(jìn)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整施工配合比，同時(shí)還要檢查含泥量，使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時(shí)又不注意攤鋪的均勻性，就會(huì)造成水灰比的不同片塊，在其交界結(jié)合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，在結(jié)合部位形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過(guò)大，混合料便偏稀，在其凝固成型時(shí)，收縮率就大，一旦縮縫設(shè)置和施工仍按正常進(jìn)行，就會(huì)造成縮縫間距相對(duì)過(guò)長(zhǎng)，從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫，如果進(jìn)一步發(fā)展，還可以形成貫通的混凝土路面斷板，因此，在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān)，特別是水灰比這一關(guān)。

2.3 混凝土路面施工工藝因素

攪拌時(shí)間不夠，材料拌和不均勻；振搗不密實(shí)，有漏振或過(guò)振情況都將導(dǎo)致混凝土整體強(qiáng)度不一致，因此在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實(shí)。如果水泥混凝土振搗不均勻，將造成水泥混凝土的密實(shí)度不均勻。在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域，從而易使面板產(chǎn)生斷板。

在混凝土澆筑過(guò)程中，要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)間斷作業(yè)，必須設(shè)置一道施工縫，并布置傳力桿，以防止因不設(shè)施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況，應(yīng)及時(shí)采取措施，對(duì)已形成強(qiáng)度的混凝土板應(yīng)加快切縫進(jìn)度，減少冷收縮裂縫的產(chǎn)生。

正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求，按設(shè)計(jì)進(jìn)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(guò)程中會(huì)將混凝土頂破，從而形成裂縫而斷板。正確地在縱坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部設(shè)置脹縫，是預(yù)防斷板的有力措施?？v坡變化處、平曲線及構(gòu)造物結(jié)合部都是應(yīng)力應(yīng)變集中的位置，在此處設(shè)置脹縫，是減少或釋放應(yīng)力應(yīng)變的最佳方案，它可以大大降低在此處的斷板率。

施工中及時(shí)正確地切縫是預(yù)防斷板的有力措施。因混凝土拌和后水化熱較高，初凝早，收縮大，在夏季施工時(shí)，熱量散失慢，會(huì)形成較大的溫度應(yīng)力，此應(yīng)力會(huì)迅速集中于薄弱環(huán)節(jié)，當(dāng)水泥達(dá)到終凝后，水泥混凝土即告凝固成型，這時(shí)水泥混凝土體收縮變形也在不斷進(jìn)行，并產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個(gè)成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí)，在混凝土面板承受拉應(yīng)力最薄弱的位置就會(huì)被拉斷而產(chǎn)生斷板。一旦強(qiáng)度允許，及時(shí)切縫能有效地引導(dǎo)裂縫在預(yù)定的切縫位置上斷裂，故避免了不規(guī)則的斷板。

故施工過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土路面各工序的施工工序質(zhì)量，尤其要注意“振搗密實(shí)”。搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治，盡可能用水化熱小、初凝慢的水泥，并適時(shí)掌握切縫時(shí)間，保證切縫的有效性。

2.4 水泥混凝土面層養(yǎng)生不規(guī)范

夏季氣溫高，風(fēng)力大使水分損失較快，加上灑水不及時(shí)、不均勻，造成混凝土強(qiáng)度降低，水析出速度過(guò)快造成拉應(yīng)力迅速增加，在未到切縫時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生斷板。所以在施工中要注意盡量避免在溫差大天氣或大風(fēng)天氣施工，或者當(dāng)混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽(yáng)、灑水、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等措施，使混凝土體的表面始終保持潮濕，確保晝夜溫差不至太大，以預(yù)防面板斷裂。

嚴(yán)格控制開(kāi)放交通的時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)生和養(yǎng)護(hù)。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可開(kāi)放交通，并對(duì)其及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生、灑水、清掃，保證表面的濕度，夏季高溫季節(jié)更要及時(shí)覆蓋避免陽(yáng)光曝曬，確?；炷谅访鏉駶?rùn)、整潔，防止因缺水養(yǎng)生而產(chǎn)生干縮裂或斷板。

3 路面基層方面的原因

路面基層材料拌和不均勻會(huì)使路面基層的強(qiáng)度差異較大.沉降大小不一，極易造成路面板開(kāi)裂?；鶎悠秸炔环弦?，必然使水泥混凝土路面厚度不等.在達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度的地方為薄弱點(diǎn).在荷載作用下該處很容易開(kāi)裂。路基軟弱或路面基層強(qiáng)度不足.沉降量過(guò)大和在人工結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處、新舊路結(jié)合部位的較大沉降差都會(huì)使水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫。

路面結(jié)構(gòu)不合理。公路建設(shè)施工中，早期的水泥混凝土道路大都采用水泥、石灰穩(wěn)定土材料鋪筑路基。利用這種材料作為水泥混凝土路面的基層是不適宜的，因?yàn)樵摲N材料的水穩(wěn)定性較差，被水浸泡后一旦有行車荷載的反復(fù)作用，很快就會(huì)形成唧泥，造成板底掏空，致使道板局部受力不均勻，引發(fā)路面破損。

養(yǎng)生條件差，早期通車，致使基層強(qiáng)度降低，基層產(chǎn)生裂縫。這種裂縫會(huì)反射到面層，基層具有調(diào)節(jié)路面板與土基之間的受力狀態(tài)、緩和或降低水、濕度對(duì)土基的影響，良好的承載、擴(kuò)載作用，提高路面的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善路面板的工作條件，同時(shí)改善施工條件，保證面層厚度均勻和保護(hù)碾壓平整的土基或墊層，有利于提高路面施工質(zhì)量。因此路面基層的施工質(zhì)量同樣要嚴(yán)格控制。

其它情況如路基及基層排水不良，長(zhǎng)期受水浸泡，引起路基及基層失穩(wěn)或強(qiáng)度不足，使路面產(chǎn)生不規(guī)則斷裂；車輛增長(zhǎng)速度過(guò)快，超載和超限車增多使混凝土路面在使用期內(nèi)超過(guò)規(guī)范要求，從而導(dǎo)致斷板。這就需要設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各方面不利因素對(duì)使用期道路的影響，建設(shè)部門加大資金投入，提高道路等級(jí)，各職能部門加大公路運(yùn)營(yíng)綜合治理力度。

4 道路排水系統(tǒng)方面的原因

“百害水為先”，對(duì)水泥混凝土道路來(lái)說(shuō)，首先要考慮的問(wèn)題是對(duì)水的防治。如果排水系統(tǒng)存在缺陷，使本應(yīng)及時(shí)排走的水大量滯留在路上無(wú)法外排.勢(shì)必造成路面積水下滲至路基，導(dǎo)致路基強(qiáng)度的局部軟弱.從而出現(xiàn)大面積的嚴(yán)重病害。

結(jié)語(yǔ)

為減少水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從施工材料選擇、基層強(qiáng)度控制、施工及道路排水等多方面控制，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，控制好每個(gè)環(huán)節(jié)每道工序.嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工.是保證工程質(zhì)量避免病害的前提和基礎(chǔ)。本文僅是對(duì)水泥混凝土路面裂縫原因作了一些分析、總結(jié)，文中的不足、不當(dāng)之處還望各位同行予以批評(píng)指正。

[1]占宏,鄧?yán)倮?水泥混凝土路面開(kāi)裂機(jī)理探討[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008-06-15.