水泥混凝土路面病害問題的淺層探索

劉 濤

（沈陽(yáng)化工建筑安裝工程有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110035）

現(xiàn)在是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速飛躍的關(guān)鍵時(shí)刻，在整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境中道路運(yùn)輸發(fā)揮著舉足輕重的作用。剛性強(qiáng)、日常維護(hù)造價(jià)低、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)是除水泥混凝土路面以外的其他結(jié)構(gòu)形式所不具有的。在路面機(jī)械化施工程度提高的基礎(chǔ)是白色路面滑模攤鋪技術(shù)的漸次穩(wěn)定。路面平整度的質(zhì)量等相關(guān)指標(biāo)也大大提升。諸上述原因水泥混凝土路面目前是我國(guó)道路建設(shè)項(xiàng)目中建成及使用面積最大的結(jié)構(gòu)之一。但在幅員遼闊的我國(guó)由于多種原因，例如環(huán)境、材料、施工技術(shù)等問題使得水泥混凝土路面在建設(shè)及建成后呈現(xiàn)出大量的問題，其中裂縫是諸多問題中比較嚴(yán)重的問題的之一。所以抑制路面裂縫出現(xiàn)是水泥混凝土路面建設(shè)中最為重要的課題。

按照病害的類型及形式表現(xiàn)可分為龜裂、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫和交叉裂縫等。產(chǎn)生各個(gè)裂縫的原因是即有相同又有不同，例如環(huán)境氣候、施工技術(shù)、操作人員等等?，F(xiàn)在主要以施工技術(shù)角度來(lái)淺層的解析裂縫的產(chǎn)生所在及相關(guān)的應(yīng)對(duì)方式方法。

1 產(chǎn)生裂縫的解析

1.1 龜裂的原因

龜裂指混凝土路面表面產(chǎn)生網(wǎng)狀、淺而細(xì)的發(fā)絲裂縫，呈碎小的六角形花紋，深度為5～10mm。其原因如下：在拌和時(shí)，由于技術(shù)及設(shè)備的原因，混凝土的水灰比大，模板與基層過(guò)于干燥，吸水大。混凝土在施工過(guò)程中，由于氣候的原因，較高的溫度及過(guò)于干燥的氣候，如果覆蓋不及時(shí)，表面游離水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時(shí)混凝土早期強(qiáng)度很低，導(dǎo)致開裂。混凝土配合比不合理，水泥用量過(guò)大，單純用增大水泥用量的方法來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，致使水化熱大，易發(fā)生裂紋。在新攤鋪的水泥混凝土上，大幅度的振動(dòng)使得水泥及其他料浮游在混凝土的最上層，從而產(chǎn)生裂縫。

1.2 橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫和交叉裂縫的原因

橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫指沿著道路中線大致相垂直、平行、斜交的方向產(chǎn)生的裂縫，這幾種裂縫往往在日常行車和溫度作用下逐漸擴(kuò)展，尤其目前在我國(guó)的公路及市政設(shè)施上的超載超重現(xiàn)象嚴(yán)重，以致破壞路面結(jié)構(gòu)致使縫隙發(fā)展貫穿，最后使得整體結(jié)構(gòu)分裂。

針對(duì)以上幾種裂縫在外觀和產(chǎn)生原因上具有相似性，嚴(yán)格區(qū)分其原因有一定困難，故在此綜合論述：

收縮應(yīng)力及翹曲應(yīng)力等綜合作用。其具體情況有高溫下澆筑混凝土，水泥水化速度快，水分蒸發(fā)快，使板面產(chǎn)生拉應(yīng)力，溫度降低后，板底產(chǎn)生拉應(yīng)力，溫度梯度作用使路面板翹曲變形；或嚴(yán)重失水，造成干縮縫；以及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、中斷使頂面水分喪失快，收縮迅速，板底則水分喪失慢收縮慢，導(dǎo)致翹曲產(chǎn)生裂縫等等。

未按規(guī)范要求切縫，切縫時(shí)間太遲、切縫深度不夠，導(dǎo)致混凝土收縮產(chǎn)生的實(shí)際拉應(yīng)力大于混凝土的容許值，而在切縫附近開裂。

施工中單塊板長(zhǎng)、寬度值未按設(shè)計(jì)和規(guī)范執(zhí)行，選用不合理；對(duì)切縫不及時(shí)填充或填充材料選用不當(dāng)，則雜物極易嵌入縫中，使接縫失去脹縮作用，致使路面板產(chǎn)生斷裂。小石子嵌入時(shí)，使接縫處板端應(yīng)力集中，以致接縫附近的混凝土板擠裂。

由于基層存在問題造成裂縫。大多表現(xiàn)在最下基礎(chǔ)層的強(qiáng)度不足；拌和質(zhì)量是保證水泥混凝土路面的平整度和密實(shí)度的關(guān)鍵，而混凝土各組成材料的技術(shù)指標(biāo)和配合比計(jì)算的準(zhǔn)確性是保證混凝土拌和質(zhì)量的關(guān)鍵；基層平整度不符合要求，使水泥混凝土面板厚度不等，強(qiáng)度有差異，造成面板薄弱部位產(chǎn)生裂縫；軟弱基礎(chǔ)處理不好，基礎(chǔ)濕軟或碾壓不密實(shí)，導(dǎo)致混凝土路面脫空，開裂成縫。

施工中只按配合比設(shè)計(jì)值拌制混凝土未結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況找出正確的施工配合比，使混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，水灰比不能嚴(yán)格控制，而產(chǎn)生裂縫。

使用質(zhì)量不合格的原材料或混合料；不同性質(zhì)的水泥或不同廠家的水泥混用；不同型號(hào)規(guī)格、性能的拉桿鋼筋混用，使得縱橫向拉桿鋼筋直徑差異過(guò)大等等。這些因素也是導(dǎo)致裂縫的重要原因。

2 裂縫預(yù)防措施

2.1 龜裂預(yù)防措施

為防止混凝土路面產(chǎn)生龜裂，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合適的粗集料級(jí)配和砂率，在施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量在澆筑混凝土路面前，將基層和模板濕潤(rùn)，避免吸收混凝土中的水分?；炷琳駬v應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范操作，防止過(guò)度振搗，使砂漿集聚表面，砂漿層厚度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。澆搗完畢的混凝土路面應(yīng)及時(shí)覆蓋，防止強(qiáng)風(fēng)和烈日暴曬。尤其在炎熱季節(jié)施工時(shí)，應(yīng)澆筑一段，養(yǎng)護(hù)一段，并要加強(qiáng)表面灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2 橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫和交叉裂縫預(yù)防措施

混凝土路面的結(jié)構(gòu)組合與厚度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足交通需要，特別是重車、超重車的路段。避免高溫作業(yè)，注意晝夜溫差，并摻減水劑等外加劑以保持水分；避免大風(fēng)天氣施工，防止表面水分喪失過(guò)快；水泥混凝土終凝后及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，防止水分喪失過(guò)快，產(chǎn)生干縮裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間由水泥混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定，不得少于7天。

施工縫盡可能設(shè)置于構(gòu)造物外，不可避免時(shí)，應(yīng)保證施工縫接縫處兩側(cè)面板混凝土振搗密實(shí)，并有足夠的間隔時(shí)間，以形成強(qiáng)度。當(dāng)與原有混凝土路面相接時(shí)，應(yīng)采用機(jī)械將原路面連接縫處切割整齊，并清除表面浮塵及松動(dòng)石子，用水將連接縫處清洗干凈后再按規(guī)范要求進(jìn)行接縫、密切掌握水泥混凝土的切縫。尤其是混凝土在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的25%～30%時(shí)，應(yīng)用鋸縫機(jī)其須是有金剛石或金剛砂輪鋸片的鋸割出要求規(guī)范要求深度的槽口，保證縫槽質(zhì)量和不擾動(dòng)混凝土結(jié)構(gòu)，但必須掌握鋸割、切縫時(shí)間。因時(shí)間過(guò)遲，混凝土凝結(jié)硬化而使鋸片磨損，而且更主要的是混凝土?xí)霈F(xiàn)收縮裂縫，所有許嚴(yán)格掌握切縫時(shí)間。

水泥混凝土路面為剛性路面，縱橫向縫應(yīng)及時(shí)進(jìn)行填充，填料應(yīng)與板的粘結(jié)力強(qiáng)，適應(yīng)混凝土板的收縮，如氯丁橡膠、瀝青瑪蹄脂等。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，防止?jié)B水，避免雜物進(jìn)入縫內(nèi)。

2.3 結(jié)構(gòu)層的基礎(chǔ)措施

在施工的同時(shí)保證道路路基的整體強(qiáng)度及穩(wěn)定性。路基是是整體道路的最為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。填筑土方路基時(shí)應(yīng)采取分層施工，沿縱破分層，逐層填壓密實(shí)。在我國(guó)大部分地區(qū)還分布著軟土，對(duì)與這種強(qiáng)度低、壓縮性高、穩(wěn)定性驗(yàn)算或沉降計(jì)算不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)的軟弱土層應(yīng)采取加固措施。基層應(yīng)具有較好的密實(shí)度、足夠的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，應(yīng)采用石灰或水泥穩(wěn)定基層來(lái)滿足要求。

路基還應(yīng)建設(shè)排水設(shè)施。應(yīng)建設(shè)路基施工場(chǎng)地范圍以外的地面水和地下水排水設(shè)施。而施工場(chǎng)地的臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)盡量與路基永久性排水設(shè)施相結(jié)合。而有些土質(zhì)邊坡在不受保護(hù)的情況下容易被雨水沖蝕；在部分地區(qū)還有部分邊坡在風(fēng)化的作用下會(huì)發(fā)生沖溝、剝落、掉塊等坡面變形，并且部分設(shè)計(jì)路基在沿河的部分同時(shí)會(huì)受到流水沖刷因此必須上述情形進(jìn)行防護(hù)和加固。

通過(guò)做試驗(yàn)段取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，確定合理的施工配合比。提高原材料及其他各項(xiàng)骨料材料的檢測(cè)，必須在施工投料前，保證材料質(zhì)量的合格。并且在使用時(shí)保證材料的一致性，即在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)同時(shí)產(chǎn)出同時(shí)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著水泥混凝土路面與其他類型的路面具有耐水性好設(shè)計(jì)壽命高、造價(jià)與壽命比高等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，受環(huán)境氣候、施工技術(shù)、施工設(shè)備等諸多因素影響在建成的路面中或多或少的形成了各式的裂縫。合理的根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)地貌及氣候環(huán)境條件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模式；在施工前對(duì)各種原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，按規(guī)定要求驗(yàn)收水泥、砂和碎石；施工中嚴(yán)把質(zhì)量控制，及時(shí)查明產(chǎn)生原因并采取相關(guān)措施，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；并在日常的市政維護(hù)當(dāng)中認(rèn)真分析并及時(shí)采取措施等上述方式是完全可以避免水泥混凝土路面的裂縫的產(chǎn)生。

［1］北京市市政工程局.市政工程施工手冊(cè)第二卷［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990.

［2］龔洛書.混凝土實(shí)用手冊(cè)（第二版）［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

［3］中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB 50204-92混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［4］交通部.GBJ97-87水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2000.

［5］呂聯(lián)亞.混凝土裂縫的成因和治理技術(shù)［J］.混凝土，1998，5：43-48.

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［7］蔡德志.水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施［J］.黑龍江科技信息，2008，2：192.

［8］林德佐.水泥混凝土路面早期裂縫成因和防治措施［J］.科技資訊，2009，(7)：98.

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