水泥砼路面裂縫的成因與預(yù)防措施

康小平

摘 要：文章通過對(duì)水泥砼路面產(chǎn)生裂縫內(nèi)外因素的分析，結(jié)合水泥砼路面的施工經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)三方面提出了預(yù)防和處理措施。

關(guān)鍵詞：水泥砼路面；裂縫；成因；預(yù)防

水泥砼路面具有剛度大、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)。近些年來，隨著水泥砼路面滑模攤鋪技術(shù)的日益成熟，路面機(jī)械化施工程度提高，路面平整度等質(zhì)量指標(biāo)也大幅度提高。因此，它廣泛應(yīng)用于國(guó)道、省道等高等級(jí)路面，但隨著高速公路水泥砼路面修建數(shù)量的逐年增多，在建設(shè)和使用過程中也出現(xiàn)不少問題，水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問題。

一、產(chǎn)生裂縫的原因

（一）內(nèi)部因素

1、原材料的影響

（1）水泥：水泥通過水化作用形成強(qiáng)度，在硬化過程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm 。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明，水泥水化過程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時(shí)的水化熱溫度可達(dá)800C，使砼內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過砼當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，板塊就會(huì)產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。如果水泥穩(wěn)定性差，強(qiáng)度不足，會(huì)影響水泥砼的初期強(qiáng)度，使開裂斷板的機(jī)率大大增加。

（2）骨料：砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫；其次骨料（砂、碎石）含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)，水泥砼中的水泥與骨料的界面粘結(jié)不良，往往是產(chǎn)生初期開裂的薄弱部位。

2、水泥砼配合比

（1） 水泥硬化過程中，水份散失的同時(shí)，水泥漿體收縮，當(dāng)收縮變形與砼本身的抗拉應(yīng)變和徐變應(yīng)變不相適應(yīng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細(xì)粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。單位用水量偏大，必然會(huì)導(dǎo)致水泥砼較大的收縮率，如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí)也易產(chǎn)生裂紋。

（2）水泥砼水灰比波動(dòng)大，影響了水泥砼強(qiáng)度高低不一， 往往低強(qiáng)度處首先收縮開裂。

（二）外部因素

1、行車荷載破壞：根據(jù)剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范，我們知道路面應(yīng)力計(jì)算假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車荷載反復(fù)作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置 。

2、溫度應(yīng)力：溫度應(yīng)力超過水泥砼的抗拉強(qiáng)度，水泥砼路面就會(huì)產(chǎn)生斷裂并發(fā)展為斷板。這些斷裂，有的是由于水泥砼的初始收縮受到阻礙而產(chǎn)生橫向裂縫；有的是由于板塊尺 寸過大所產(chǎn)生的溫度翹曲變形而引起了橫向裂縫；有的是由于地基的不均勻沉降或地 基受侵蝕而使板底出現(xiàn)脫空后，致使應(yīng)力增加而引起的縱向、橫向或角隅斷裂。

3、切縫不及時(shí)：主要表現(xiàn)為施工中切縫時(shí)間難以控制，切縫不及時(shí)，溫度應(yīng)力大于相應(yīng)時(shí)間路面抗拆強(qiáng)度，導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。

4、計(jì)量不準(zhǔn)：現(xiàn)在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用電子計(jì)量的大型拌和站，各種材料的稱量精度都有保證。但是，如果施工經(jīng)驗(yàn)不足，不根據(jù)施工環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設(shè)計(jì)配合比，沒有根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力、溫度、運(yùn)輸距離等因素及時(shí)調(diào)整，致使施工水灰比時(shí)大時(shí)小，形成砼強(qiáng)度的差異，使早期裂縫機(jī)率增大。

5、外加劑因素：砼路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，砼就會(huì)出現(xiàn)早凝、慢凝、離析、有害物等問題，直接影響砼的質(zhì)量。

6、運(yùn)輸?shù)挠绊懀哼\(yùn)輸距離、時(shí)間過長(zhǎng)使砼在運(yùn)輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導(dǎo)致砼板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。

7、漏振或振動(dòng)不夠：攤鋪機(jī)施工過程中振動(dòng)器損壞還繼續(xù)施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強(qiáng)度，使路面發(fā)生裂縫或斷板。

8、養(yǎng)生不及時(shí)、不充分：砼中硬化過程中失去的水分未能得到及時(shí)補(bǔ)充，使砼產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。

9、基層問題：基層塑性變形量過大，使水分浸入基層，反復(fù)作用就會(huì)使底板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。

10、路基問題：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導(dǎo)致不均勻沉降。經(jīng)行車荷載反復(fù)作用，導(dǎo)致砼板裂縫、斷板。

11、養(yǎng)護(hù)問題：表現(xiàn)在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；脹、縮縫長(zhǎng)期不清理更換，限制了砼路面的縱向變形功能，致路面板擠壓變形破壞。

二、預(yù)防措施

針對(duì)路面產(chǎn)生裂縫的原因，結(jié)合有關(guān)資料及筆者的經(jīng)驗(yàn)和思考，可以采取下述預(yù)防措施。

（一）設(shè)計(jì)方面

1、提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的車流量正以每年兩位數(shù)的速度高速增長(zhǎng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也要相應(yīng)提高。有條件的地方盡量選用連續(xù)配筋砼路面增強(qiáng)砼的強(qiáng)度。以解決大交通量、重載車多的問題。也可以推廣高抗拉強(qiáng)度砼路面、鋼纖維砼路面和貧水泥砼路面等新技術(shù)、新工藝，解決砼路面的裂縫問題。

2、從設(shè)計(jì)上要求路基足夠長(zhǎng)的沉降時(shí)間后才能進(jìn)行路面施工，減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板；增加路面基層強(qiáng)度，可以采用諸如碾壓砼等新工藝，減少因路面基層因素造成的路面裂縫。

（二）施工方面

1、高度重視配合比設(shè)計(jì)，選擇合適的配合比。施工過程中除嚴(yán)格計(jì)量外，根據(jù)施工環(huán)境、及時(shí)調(diào)整含水量，保持施工塌落度基本穩(wěn)定，防止溫度裂縫。

2、使用合格、性能穩(wěn)定的緩凝引氣減水劑，減少用水量、增加施工和易性以保證工作時(shí)間。

3、使用滑模式攤鋪機(jī)進(jìn)行機(jī)械化施工，以保證砼路面平整度、強(qiáng)度和均勻性。

4、砼做完面后盡快噴灑一層養(yǎng)護(hù)劑，防止早期收縮裂縫；在施工過程中當(dāng)天氣異常時(shí)，應(yīng)采用運(yùn)輸車加蓋篷布、施工現(xiàn)場(chǎng)灑水降溫、夜間加蓋草袋等保溫措施；并根據(jù)砼強(qiáng)度增加速度，盡量早開始鋸縫工作。

（三）養(yǎng)護(hù)方面

1、保持排水系統(tǒng)完好，防止路基強(qiáng)度降低。

2、重視砼面養(yǎng)護(hù)，及時(shí)清理或更換縮脹縫材料。

3、加強(qiáng)早期維修，防止病害加大、擴(kuò)散。

砼路面產(chǎn)生裂縫的原因還有很多，防止的方法也不止這幾點(diǎn)。但我們相信，只要采取必要措施，就能防止或減少路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。