淺談農(nóng)村公路水泥混凝土路面裂縫的成因與防治

黃鳳飛

摘 要：本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，就水泥混凝土路面裂縫的原因與防治談一些體會(huì)。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土 路面 裂縫 成因 防治

隨著水泥混凝土路面在農(nóng)村公路的廣泛應(yīng)用，也相應(yīng)暴露出一些與設(shè)計(jì)、施工及使用相關(guān)的病害，如水泥混凝土路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫。這不僅影響外觀，甚至影響使用性能，不得不返工，造成不必要的材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

一、農(nóng)村公路水泥混凝土路面裂縫的成因

1、表面裂縫。

在水泥混凝土路面施工中發(fā)生分層離析而形成表面泌水，當(dāng)混合料表面水的蒸發(fā)速度比泌水速度快時(shí)，水的蒸發(fā)面就會(huì)深入到混合料表面內(nèi)，這時(shí)固體顆粒間產(chǎn)生毛細(xì)管張力，當(dāng)混凝土表面不能抵抗這一張力時(shí)混凝土表面則出現(xiàn)裂縫，亦即龜裂?；炷恋奶蓟湛s也可引發(fā)龜裂。

2、貫穿裂縫及斷板

水泥混凝土路面貫穿裂縫指貫穿板全厚的裂縫，產(chǎn)生裂縫及斷板的因素多種多樣，這其中既包含基層（路基）的影響，更多的是和路面混凝土材料、施工、養(yǎng)護(hù)過程及使用情況有關(guān)。

（1）設(shè)計(jì)方面的原因。有可能的原因有：路面板平面尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)，若設(shè)計(jì)板長(zhǎng)過大，而設(shè)計(jì)路面厚度又較小，則會(huì)造成斷板；混凝土原材料的配合比不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生堿一骨料反應(yīng)或抗凍融性差等耐久性問題；排水設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)取?/p>

（2）超重車的影響。超重車是路面使用期間斷板的一個(gè)非常主要的原因，而目前我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)的基本情況是大量超載車存在這一現(xiàn)實(shí)。

（3）基層的影響。路基產(chǎn)生不均勻沉降，沉降量不同，改變了路面板原有的支承條件，造成開裂、斷板。

（4）材料質(zhì)量不良。

（5）混凝土的化學(xué)反應(yīng)。混凝土產(chǎn)生初期裂縫的化學(xué)反應(yīng)，其明顯的特征是水化熱的產(chǎn)生。當(dāng)混凝土所產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)（恰巧的是混凝土的抗拉強(qiáng)度極低），混凝土板就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（6）混凝土配合比的影響。施工時(shí)露天堆放的砂、石含水量與理論含水量很不一致，由此造成施工的水灰比增大，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，同時(shí)彈性模量也下降，故混凝土的干縮、徐變都會(huì)增大。

（7）施工及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)挠绊?。有可能的原因有：施工可能使混凝土早期受到凍害而產(chǎn)生裂縫；澆筑混凝土施工中的過振或漏振；切縫時(shí)間太遲；真空吸水搭接處理不當(dāng)；養(yǎng)護(hù)方面的原因，如高溫季節(jié)混凝土表面水分蒸發(fā)較快，會(huì)降低強(qiáng)度，或者只注意了板面的養(yǎng)護(hù)，而忽略了板邊角等細(xì)部的養(yǎng)護(hù)，致使混凝土板各部分強(qiáng)度增長(zhǎng)速度不同，收縮不均而產(chǎn)生裂縫。

二、水泥混凝土路面裂縫的防治

由于混凝土路面病害的產(chǎn)生同時(shí)受到多種因素的影響，其質(zhì)量的控制也應(yīng)根據(jù)氣候、施工條件等實(shí)行綜合控制，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行工作：

1、加強(qiáng)基層質(zhì)量控制

搞好基層質(zhì)量控制，防止路基不均勻沉降，主要是控制好基層的平整度、密實(shí)度。

2、關(guān)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水泥路面上出現(xiàn)的各種病害，除了施工與材料因素外，與結(jié)構(gòu)層的厚度與強(qiáng)度有很大的聯(lián)系，在設(shè)計(jì)混凝土板厚度與基層結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意。

（1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)待設(shè)計(jì)道路所在地域的實(shí)際情況，采用不同的結(jié)構(gòu)，例如在遇到一些特殊路段時(shí)，可以采用土工織物來保護(hù)基層，增加強(qiáng)度。因?yàn)橥凉た椢锞哂休^強(qiáng)強(qiáng)度與韌性，而且緊貼于地基表面，當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生剪切破壞時(shí)，鋪設(shè)的土工織物將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基的承載力。

（2）設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)及時(shí)吸收國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，用有限元法來分析水泥混凝土路面在各種荷載作用下的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系，并掌握接縫構(gòu)造傳遞荷載的能力和特性。用科學(xué)的方法決定結(jié)構(gòu)層的厚度與強(qiáng)度。

（3）在進(jìn)行路面基層設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)面層病害產(chǎn)生的原因，采用不同的設(shè)計(jì)規(guī)范。如黑白路面交接處的砌塊沉陷問題，可借鑒“公路混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范”中推薦的方案，在黑色路面下采用混凝土漸變板過渡，在板上直接鋪設(shè)黑色路面。

3、選擇合格的原材料

嚴(yán)禁使用質(zhì)量穩(wěn)定性差的水泥；不同種類，不同廠家，不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用，盡量采用水化熱少，收縮性小的硅酸鹽水泥；集料強(qiáng)度須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，含泥量超標(biāo)須更換或用水沖洗達(dá)標(biāo)后使用，有機(jī)質(zhì)超標(biāo)的集料嚴(yán)禁使用。

4、作好水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)

按試驗(yàn)水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)準(zhǔn)確配料，水泥用量精確稱量并將誤差控制在1%以內(nèi)；及時(shí)測(cè)試集料含水量，掌握適宜的用水量，保持水灰比準(zhǔn)確，要確保集料級(jí)配準(zhǔn)確。

5、處理好混凝土施工質(zhì)量控制

混凝土在制備和施工中需處理好以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）混凝土生產(chǎn)控制。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制配比中粗、細(xì)骨料及水的計(jì)量，控制好水灰比；混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)達(dá)到要求，運(yùn)輸過程中不得發(fā)生離析現(xiàn)象，否則應(yīng)在澆筑現(xiàn)場(chǎng)重新拌合。

（2）采用混凝土真空脫水技術(shù)?；炷琳駬v完畢，用真空脫水技術(shù)可將混凝土表面及內(nèi)部的游離水和空氣排出，以降低混凝土的孔隙率和水灰比，增加混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度，減少混凝土缺陷。

（3）選擇適宜的切縫時(shí)間實(shí)施切縫。為了防止施工中的溫度收縮裂縫，一般以混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5～10MPa為實(shí)施的切縫時(shí)間。

（4）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)。關(guān)于混凝土的養(yǎng)護(hù)，包含2層含義：其一是通過施工管理措施對(duì)已澆路面加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；其二是采用新型的養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)。

6、采用新型混凝土材料

為了克服水泥混凝土抗折強(qiáng)度低、抗裂性差、脆性大的缺點(diǎn)，可在水泥混凝土中滲入一定數(shù)量的纖維，通過纖維增強(qiáng)，提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折、抗沖擊強(qiáng)度，降低脆性。常用的新型混凝土材料有玻璃纖維增強(qiáng)水泥混凝土、鋼纖維增強(qiáng)混凝土等。

7、加強(qiáng)水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)管理、維修與交通管理

養(yǎng)護(hù)工作的好壞也是決定水泥混凝土路面質(zhì)量的主要因素之一。公路管理部門要加強(qiáng)對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)、維修與交通管理工作。

（1）加強(qiáng)對(duì)排水系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)，確保排水系統(tǒng)暢通，做到地下水和地表水能順利排出路基以外。

（2）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土道路的巡查，當(dāng)板塊與伸縮縫處出現(xiàn)裂縫、坑洞、錯(cuò)臺(tái)等病害時(shí)，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。填縫料應(yīng)選用與混凝土粘接力強(qiáng)、回彈性能好、耐老化的材料。只有這樣才能把水泥混凝土道路管好、養(yǎng)好，充分發(fā)揮投資效益。

（3）加強(qiáng)對(duì)超載車輛的管理，采取強(qiáng)硬措施，杜絕超載，從根本上解決混凝土路面使用壽命短的問題。

三、裂縫的治理

1、表面裂縫處理方法

對(duì)于僅存于板表面尚未貫穿的裂縫，可在裂縫兩邊各30～40cm范圍內(nèi)鑿一條深度為裂 縫深度的槽，槽內(nèi)各面保持粗糙，將槽清理干凈，先涂刷一層水泥凈漿（起膨脹作用），約15～20min后在槽內(nèi)澆筑比原來路面設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的混凝土。

2、貫穿裂縫的修補(bǔ)

裂縫雖已貫穿板厚，但基層尚未受到影響（裂縫處無翻漿）。其處理方法與表層裂縫的處理方法基本相同，只是槽的深度為混凝土的板厚。在槽內(nèi)澆筑混凝土?xí)r加鋪鋼筋網(wǎng)，并在兩邊設(shè)縮縫，縫內(nèi)填充瀝青膠以防止雨水滲入浸蝕基層。

3、基層已破壞的裂縫修補(bǔ)

棱角掉塊，雨天縫中翻漿，嚴(yán)重者可看到不規(guī)則的裂縫向板面擴(kuò)展。對(duì)于這種裂縫應(yīng)將混凝土板大范圍破除，對(duì)基層進(jìn)行處理，然后按設(shè)計(jì)要求澆筑混凝土板。接縫處按脹縫處理。若路基或基層較差，可整塊板加鋪鋼筋網(wǎng)。3）縱向裂縫的處理方法。一般在新填土或者有溝、渠一側(cè)加設(shè)支擋結(jié)構(gòu)，如擋土墻、護(hù)坡道等。然后在裂縫中灌入瀝青膠來阻止雨水浸蝕基層。經(jīng)觀察，確認(rèn)沉降或滑移已終止，再按規(guī)范要求對(duì)面層進(jìn)行加厚處理。

四、結(jié)束語

綜上所述，水泥混凝土路面裂縫成因，不僅與設(shè)計(jì)、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)等聯(lián)系緊密。因此，要消滅水泥混凝土路面開裂這一質(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，需要設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理各方主體各負(fù)其責(zé)，分頭把關(guān)，按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際，嚴(yán)格履行各自職能，相信這一頑疾一定會(huì)得到根治。

參考文獻(xiàn)：

1、李華勝，淺談公路水泥混凝土路面裂縫的成因及防治，《施工技術(shù)》2009年S1期

2、牟澤兵、喬冰冰，農(nóng)村公路水泥路面早期裂縫成因與防治，《交通企業(yè)管理》2010年第1期