市政道路水泥路面早期裂縫病害相關(guān)問(wèn)題探討

【摘 要】水泥混凝土路面具有剛度大、承載力強(qiáng)、耐久性能好、可就地取材、建設(shè)使用經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以市政道路得到了大范圍應(yīng)用。然而在應(yīng)用中，水泥混凝土路面裂縫現(xiàn)象常常會(huì)造成路面板塊斷裂，地表水下滲降低路面基層承載力，進(jìn)而引起混凝土面板破碎、錯(cuò)板等不良后果，對(duì)水泥混凝土路面使用壽命和性能均產(chǎn)生不利影響。本文針對(duì)市政道路水泥混凝土路面裂縫現(xiàn)象展開(kāi)深入探討。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土路面；裂縫

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，城市市政建設(shè)取得了較快發(fā)展，特別是混凝土硬化路面已基本覆蓋了城市道路，極大地提升了城鎮(zhèn)民眾出行條件。但不容忽視的是，水泥混凝土路面施工也面臨著病害的挑戰(zhàn)，這其中又以路面裂縫現(xiàn)象最為普遍，這不僅會(huì)影響道路的外觀，更會(huì)對(duì)道路的使用性能產(chǎn)生不良影響，而且修復(fù)起來(lái)也比較困難，造成不必要的材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，深入探討避免和改善水泥混凝土路面早期裂縫現(xiàn)象具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.水泥混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫的原因分析

長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)路表明，城市道路水泥混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫現(xiàn)象較為普遍，且裂縫大部分發(fā)生在混凝土澆筑完的當(dāng)天夜間，縮縫尚未切割之前，裂縫的分布大多與路面中心線成正交，與切縫走向相一致。裂縫產(chǎn)生的原因主要與溫差、材料、施工工藝、養(yǎng)護(hù)、路基等方面原因有關(guān)，而其中氣溫影響、初期養(yǎng)護(hù)、切縫時(shí)機(jī)等因素是水泥混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫的主要原因。

1.1 氣溫原因可能誘發(fā)路面產(chǎn)生早期裂縫

混凝土路面施工，當(dāng)遇到晝夜溫差大時(shí)，容易發(fā)生裂縫甚至發(fā)生斷板。即當(dāng)白天新澆筑的混凝土路面尚末達(dá)到可以覆蓋養(yǎng)生的強(qiáng)度，強(qiáng)烈的陽(yáng)光直射在混凝土表面上，使混凝土表面溫度較高，水分蒸發(fā)快，當(dāng)夜間氣溫下降幅度較大時(shí)，混凝土板體表面冷卻快而收縮，而其下部由于混凝土板體導(dǎo)熱作用，使得其硬化過(guò)程產(chǎn)生水化熱的作用而膨脹，混凝土板的縮縫尚末切開(kāi)，其自由伸縮受到限制，混凝土板即開(kāi)成裂縫。這主要是溫度變化引起混凝土的脹縮，加快了應(yīng)力集中的速度形成裂縫、斷板。

1.2 材料是誘發(fā)路面早期裂縫的重要原因

混凝土路面選用的材料的優(yōu)劣，直接影響路面質(zhì)量，如果選用的材料不當(dāng)，就很容易造成路面裂縫，如水泥的收縮性很大，澆筑的混凝土在初期就容易開(kāi)裂，出現(xiàn)早期的收縮裂縫；砂的選用應(yīng)重視選擇合格、含泥量較少的材料，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)的集料應(yīng)嚴(yán)格禁止使用。如果選擇的砂不是中粗砂，且含泥量超過(guò)3%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度就明顯降低，抗凍耐久性就很差，并且斷板開(kāi)裂現(xiàn)象會(huì)很?chē)?yán)重；粗集料是混凝土的主集料，其石質(zhì)的好壞，對(duì)混凝土強(qiáng)試用有直接影響，石質(zhì)不好的石料不能用以施工混凝土路面，因石料強(qiáng)度不足會(huì)影響路面強(qiáng)度，石料中針片狀顆粒含量的多少也直接影響到混凝土的抗折強(qiáng)度?；炷林写旨?xì)集料的級(jí)配必須通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)求得，不合理的配合比容易合混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.3 切縫工藝也可能會(huì)引起路面出現(xiàn)早期裂縫現(xiàn)象

從理論上講，只要在水泥混凝土塊硬化收縮之前進(jìn)行切縫工藝，就可以克服早期裂縫的產(chǎn)生。但切縫工藝要求混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（約5～10MPa）方可進(jìn)行，否則縫口將是不規(guī)則毛邊，在這段時(shí)間內(nèi)，由于化學(xué)收縮、干濕變形與溫度變形的變形量最顯著， 而混凝土的強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生早期裂縫。以前混凝土路面都是短脹縫距，先造成了有效的薄弱斷面，使收縮裂縫只能在縮縫處發(fā)生?，F(xiàn)在普遍采用的長(zhǎng)脹縫和切縫施工工藝，給施工操作帶來(lái)了較大的便利，加快了施工進(jìn)度（一天最長(zhǎng)可澆筑350m），但較容易產(chǎn)生裂縫。

1.4 養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)也是誘發(fā)路面早期裂縫的重要原因之一

混凝土路面養(yǎng)生不及時(shí)，或養(yǎng)生不足都會(huì)使混凝土的表面水分蒸發(fā)過(guò)快，開(kāi)成干縮裂縫，尤其氣溫高，濕度小，風(fēng)速大的不利條件下，更會(huì)使混凝土表面急速失水，增加路面施工難度，出現(xiàn)裂縫。

2.加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)相關(guān)措施，能夠有效減少水泥混凝土路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生

2.1 嚴(yán)格按質(zhì)量要求選料，準(zhǔn)確按配比單配料

水泥盡量選用抗彎強(qiáng)度大、水化熱低、收縮量小的硅酸鹽路用水泥或普通硅酸鹽水泥，對(duì)安定性差、游離氧化鈣（CaO）超標(biāo)及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用。施工中應(yīng)盡量采用同廠家、同品種、同標(biāo)號(hào)、同批次的水泥，以減少干縮和提高混凝土的早期強(qiáng)度。嚴(yán)格控制好混凝土配合比，水泥稱(chēng)量要精確，骨料（砂、碎石）含泥量要在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)，含泥量超標(biāo)的，將其認(rèn)真沖洗至達(dá)到要求方可使用。各種材料的配比，要稱(chēng)量準(zhǔn)確，盡量不要使用目測(cè)的或人工推小車(chē)的辦法計(jì)量，要采用電子稱(chēng)，準(zhǔn)確配料。同時(shí)水泥用量一定的情況下可適當(dāng)減小水灰比，以減少混凝土的收縮。此外，也可使用抗收縮的早強(qiáng)劑等。

2.2 提高路基的密實(shí)度

為了確保路基的密實(shí)度以及提高路基的強(qiáng)度，應(yīng)結(jié)合施工方碾壓機(jī)械設(shè)備，填筑路基時(shí)選用“分層填筑”和“薄層多壓”方法，每層厚度小于 30cm，以減少路基的塑性變形及滲透系數(shù)，控制填土層的沉降量在最小范圍內(nèi)。此外，為保證路基的強(qiáng)度均勻，必須根據(jù)不同層次的要求分層填筑。

2.3 嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)混凝土的振搗

重新嚴(yán)格混凝土振搗的過(guò)程和要求，加大對(duì)混凝土面層的振實(shí)力度，提高其密實(shí)度：（1）對(duì)待振搗的混凝土面板，每車(chē)道路面要使用2根振搗棒，組成橫向振搗棒組，沿混凝土面板橫斷面振搗密實(shí)，要注意路面板底、內(nèi)部和邊角不能欠振或漏振；（2）振搗棒在每一處持續(xù)振搗的時(shí)間，要以混凝土全面振動(dòng)液化，表面不再冒氣泡和泛水泥漿為限，不宜過(guò)振，也不宜少于 30s。振搗棒的移動(dòng)間距不宜大于 50cm，至模板邊緣的距離不宜大于20cm。振搗時(shí)要避免碰撞模板、鋼筋、傳力桿和拉桿；（3）振搗棒插入深度要離基層 3～5cm，振搗棒應(yīng)輕插慢放，不得猛插快拔，嚴(yán)禁在混凝土中推行和拖動(dòng)振搗棒振搗。振搗時(shí)要輔以人工補(bǔ)料，要隨時(shí)檢查振實(shí)效果、模板、鋼筋網(wǎng)、傳力桿和拉桿的移位、變形、松動(dòng)、漏漿等情況，并及時(shí)補(bǔ)正。

2.4 適當(dāng)掌握切縫時(shí)機(jī)，合適的切割時(shí)機(jī)是解決斷板問(wèn)題的重要手段

切縫選擇的時(shí)間一般根據(jù)混凝土的強(qiáng)度來(lái)確定，常規(guī)混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到 6MPa～12MPa 時(shí)為最佳切縫時(shí)間。切縫深度一般為混凝土板厚的 1/3～1/4，剩余斷面部分能吸收由于高溫產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)施工路段較長(zhǎng)，工作量大時(shí)，可采用多輛切縫機(jī)作業(yè)，以保證切縫的及時(shí)。

2.5 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)保溫工作

混凝土鋪筑完成后，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)保溫工作是快速修補(bǔ)的重要環(huán)節(jié)，不同養(yǎng)護(hù)條件影響著混凝土早期的強(qiáng)度。施工溫度在 5～30℃為宜；若氣溫低于 5℃時(shí)，可采用熱拌混凝土或加熱養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行修補(bǔ)；若高溫時(shí)施工，要避免混凝土暴曬，以免水分蒸發(fā)過(guò)快出現(xiàn)過(guò)量的收縮，同時(shí)低溫施工時(shí)還要做好保溫工作。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著水泥混凝土路面在城市市政道路中的大面積應(yīng)用，水泥混凝土路面裂縫病害問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。需要明確的是，水泥混凝土路面裂縫的成因，與道路設(shè)計(jì)、路面施工等環(huán)節(jié)息息相關(guān)，更與路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)等聯(lián)系緊密。因此，除了本文探討的施工中需要改善和加強(qiáng)的措施，還應(yīng)在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等諸多環(huán)節(jié)結(jié)合具體情況，采取相應(yīng)的有效措施，就能防止或減少路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，混凝土路面的早期裂縫是可以消除和避免的。當(dāng)然要全面消滅水泥混凝土路面開(kāi)裂這一質(zhì)量通病，延長(zhǎng)水泥混凝土路面的使用周期，提高投資效益，還要進(jìn)行大量的研究和實(shí)踐。

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