淺析混凝土路面斷裂原因及預(yù)防

張軍

摘 要：混凝土路面板塊的斷裂有其多方面的原因，現(xiàn)實項目運行中應(yīng)從設(shè)計、施工、材料等各方面加以控制，我國高等級公路斷裂數(shù)規(guī)范允許值為2%，一般公路為1%，但混凝土路面板塊斷裂在施工中時有發(fā)生，因此分析斷裂原因，并采取有效的預(yù)防措施是十分必要的。本文主要從材料及施工角度對斷裂情況進(jìn)行分析，并針對混凝土路面斷裂提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：混凝土 路面 斷裂 防治

1、混凝土路面斷裂的原因

混凝土路面斷裂的主要原因是由于混凝土內(nèi)溫度應(yīng)力和荷載應(yīng)力（如約束應(yīng)力）大于混凝土的抗拉強(qiáng)度而造成的。主要原因有以下幾種：1）混凝土的初期收縮應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度而引起的橫向裂縫；2）混凝土板尺寸過大產(chǎn)生的溫度翹曲應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度引起的橫向裂縫；3）地基不均勻沉降造成混凝土板受力不均勻產(chǎn)生的剪切應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度引起的橫向、縱向、或角隅斷裂；4）混凝土與基層的摩擦力過大使混凝土收縮受到約束產(chǎn)生約束變形，增大了收縮應(yīng)力導(dǎo)致混凝土板斷裂。在施工過程中各個環(huán)節(jié)對混凝土板斷裂的影響主要表現(xiàn)在：

1.1原材料影響

1.1.1水泥影響，水泥影響主要是安定性和水化熱。安定性差是水泥中游離氧化鈣過量，導(dǎo)致水化慢，硬化后繼續(xù)起水化作用，破壞已硬化的水泥膠結(jié)物致使混凝土抗拉強(qiáng)度下降；水泥水化熱高、收縮大容易增大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力導(dǎo)致斷裂。

1.1.2集料含泥量與有機(jī)質(zhì)含量過大引起混凝土路面早期斷裂。

1.2基層影響

1.2.1基層不平整使界面摩擦力增大，導(dǎo)致斷裂；在薄弱斷面易開裂；在過薄或過厚交界處，混凝土形成不均勻收縮易開裂。

1.2.2基層干燥從而吸收混凝土中水份，使混凝土底部失水，降低強(qiáng)度導(dǎo)致開裂。

1.2.3用松散材料處理基層標(biāo)高或不平整，使混凝土下部水份損失，強(qiáng)度降低導(dǎo)致開裂。

1.3混凝土配合比影響

1.3.1單位水泥用量偏大，使水化熱和收縮增加；水泥用量低，強(qiáng)度不足，都易導(dǎo)致混凝土路面早期斷裂。

1.3.2水灰比影響。水泥水化的最低限為0.26～0.29，施工時可根據(jù)和易性的需要增加，但一般要求不大于0.45，水灰比過大將增加混凝土初期骨料表面的水膜厚度，降低強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土路面斷裂。

1.4施工工藝的影響

1.4.1由于攪拌時間短或過長、原材料計量不準(zhǔn)確導(dǎo)致配合比改變、混凝土拌合料停留時間過長而導(dǎo)致拌合料離析，以及振搗不密實形成強(qiáng)度不足或不均勻，易導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度開裂……

1.4.2拌合料溫度過高，加上水泥的水化熱造成混凝土硬化過程中溫度收縮應(yīng)力增大導(dǎo)致開裂。

1.4.3切縫不及時或切縫深度不夠是施工工藝不當(dāng)造成開裂的主要原因。如果能在混凝土成型終凝后立即切縫，裂縫只會發(fā)生在切縫處，即可防止不規(guī)則的早期裂縫，如果切縫前遇到氣溫驟降，則極易發(fā)生不規(guī)則裂縫。

1.4.4由于養(yǎng)護(hù)不及時或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)造成開裂。尤其是保溫、保濕措施不到位、風(fēng)速大造成混凝土內(nèi)外溫差大、表面水分損失快，均易導(dǎo)致混凝土路面開裂。

2、混凝土路面斷裂的預(yù)防措施

2.1原材料控制

2.1.1水泥與集料必須符合規(guī)范要求，盡可能采用早期強(qiáng)度高、水化熱低的水泥。

2.1.2盡量降低集料的含泥量。

2.2路面基層不平整控制

2.2.1嚴(yán)格控制基層頂面平整度以確?；炷谅访婧穸染鶆蛐院蜏p少與基層界面的摩擦力，嚴(yán)禁采用松散材料處理基層標(biāo)高或不平整表面；路面基層驗收后應(yīng)立即組織面板施工，避免基層混凝土混合料中的水份損失，在攤鋪混合料前，必須在基層頂面進(jìn)行灑水濕潤。

2.3配合比控制

2.3.1在保證強(qiáng)度前提下嚴(yán)格控制水泥用量，根據(jù)交通部第二公路勘察設(shè)計院試驗研究表明，混凝土路面水泥最佳用量為280～320kg/m3，國際施工規(guī)范規(guī)定，單位水泥用量不應(yīng)低于300kg/m3，

2.3.2嚴(yán)格控制水灰比，可摻適量減水劑。摻入減水劑可以降低砂率和水灰比，既節(jié)約水泥又減少混凝土收縮，可減少因溫差產(chǎn)生的開裂，在高溫季節(jié)施工采用緩凝減水劑，可以延長混凝土初、終凝時間，同時提高早期強(qiáng)度和28d強(qiáng)度。

2.3施工工藝控制

2.3.1認(rèn)真檢查配料，采用自動計量裝置。拌合前要測定集料的含水量，隨時調(diào)整用水量，減少拌合物離析，并嚴(yán)格控制拌合時間。

2.3.2嚴(yán)格控制運輸、攤平和振搗整平。盡量減少運輸距離，控制出機(jī)速度，減少混合料等待時間，要控制入模前的坍落度和和易性，對離析的混合料要二次拌合。攤鋪前要嚴(yán)格控制運輸車輛的出料高度在1.5m以內(nèi)，隨倒隨鋪以免混合料產(chǎn)生離析。應(yīng)盡可能采用攤鋪機(jī)，人工攤鋪時，應(yīng)用小型機(jī)具配套設(shè)備進(jìn)行振搗。振搗時邊角處應(yīng)輔助插振。為杜絕側(cè)面蜂窩，除振搗到位密實外，還要采用高標(biāo)號砂漿封底，防止側(cè)模底部漏漿。

此外，在振動梁或提漿機(jī)滾動抹平工序后，采用寬12cm長度超過混凝土板寬的槽鋼，先縱向來回抹平，轉(zhuǎn)90°順著面拌橫坡方向再滾抹，可以大大提高混凝土路面的平整度。

2.3.3及時切縫。切縫是目前混凝土路面橫縫的主要施工方法。切縫關(guān)鍵是要掌握好適宜時機(jī)，過早易發(fā)生肯邊，殘缺不齊；過晚會出現(xiàn)不規(guī)則斷裂。切縫時間根據(jù)混凝土試塊強(qiáng)度增長情況而定，從理論上講在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%前后即可切割，但由于現(xiàn)場氣溫和水泥品種對混凝土強(qiáng)度和縮裂會產(chǎn)生很大影響，因此必要時可采取長距離（一般3～4塊板）提前切縫，以避免混凝土板的不規(guī)則斷裂。

2.3.4特別需要強(qiáng)調(diào)的是混凝土路面的早期養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不及時，極易產(chǎn)生開裂，并且對混凝土強(qiáng)度影響很大，早期強(qiáng)度損失大，后期難以補救。

2.3.5邊界影響控制

2.3.5.1在混凝土面板與中央分割帶、路緣石等結(jié)構(gòu)物之間，涂刷瀝青使雙方自由伸縮。

3、總結(jié)

混凝土路面斷裂產(chǎn)生的原因有很多，總的來講包括設(shè)計、施工、管理三個方面。因此在混凝土公路設(shè)計施工時要確保原材料的質(zhì)量、配合比的優(yōu)化、道路施工工藝的改進(jìn)等。同時在運營管理方面要加強(qiáng)管理制度，減少嚴(yán)重超載的現(xiàn)象，建立健全的獎懲制度，保證公路的安全持久的暢通。