淺談水泥混凝土道路裂縫的防治

【摘要】水泥混凝土道路由于其耐久性、經(jīng)濟性、方便施工等原因而廣被采用。但是，混凝土道路常由路基及路面施工的缺陷而造成表面裂縫，影響了其美觀及使用功能。本篇以安次500kV變電站站內(nèi)道路為例，從路基的施工質(zhì)量、路面混凝土施工及裂縫的成因兩個方面入手，對引起水泥混凝土路面的主要因素進行分析，從而找到解決問題的辦法，在今后的施工過程中加以改進。安次500kV變電站在施工過程中嚴格執(zhí)行了水泥混凝土道路裂縫的防治措施，取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】路基；密實；水泥混凝土路面；裂縫

水泥混凝土道路在電廠及變電站的建設中廣為采用。實踐證明，沒有堅固、穩(wěn)定的路基就沒有穩(wěn)固的路面，路基的強度和穩(wěn)定性是保證路面施工質(zhì)量的先決條件。同時，道路的施工多安排為工程的后期，施工人員對道路施工的質(zhì)量意識較為薄弱，在路基、路面混凝土的施工過程中易出現(xiàn)質(zhì)量問題，導致路面裂縫的產(chǎn)生。

一.路基的施工質(zhì)量對路面的影響及應對措施

1.路基基層的壓實系數(shù)

在道路的施工過程中，路基質(zhì)量的好壞，直接影響到路面裂縫的產(chǎn)生。路基的測定指標中包含壓實系數(shù)、回彈模量、彎沉量等。但在電廠及變電站的道路施工過程中，由于檢測設備有限，多以壓實系數(shù)作為主要的控制指標。

設計中的路基主要以原土壓實、級配碎石（石灰、水泥穩(wěn)定層）組合而成，為達到設計要求的壓實系數(shù)，現(xiàn)對不同路基材質(zhì)的碾壓機械進行匯總（附表一）：

道路基層的碾壓厚度應以壓路機的作用厚度及試驗要求取樣的厚度為準。基土在最佳含水量時進行壓實，才能達到最大密實度。因此，在路基填土壓實過程中，必須隨時控制土的含水量，當含水量過大時，應晾曬風干至最佳含水量再碾壓。施工過程應連續(xù)作業(yè)，減少雨淋、暴曬，防止土壤中的含水量發(fā)生大的變化。

附表一

壓路機種類土壤組成材料

粘土砂性土礫石混合土碎石塊石

凈光輪×○√√○×

輪胎輪○○√√××

振動輪○×√√√√

羊角輪√×○○××

備注√：適合采用； ○：效果一般； ×：避免采用

2.石灰粉穩(wěn)定土層路基

石灰粉穩(wěn)定粘土指的是石灰加入土中后，發(fā)生一系列的物埋化學反應后，致使灰土的剛度不斷增大，強度和水穩(wěn)性不斷提高。在北方地區(qū)，多見塑性指數(shù)在12以上的粘性土，配以碎石骨料即可形成良好的道路路基，具體的質(zhì)量參考配比為石灰粉∶粘土∶級配碎石骨料（粒徑小于40mm）=5∶15∶80。可見灰土取代了部分碎石的用量，具體優(yōu)點表現(xiàn)為：石灰穩(wěn)定土具有較高的抗壓強度和一定的抗拉強度，具有板體作用，有較好的水穩(wěn)性和一定的冰凍穩(wěn)定性，特別適合用來穩(wěn)定不適用其它結(jié)合料穩(wěn)定的塑性指數(shù)高的粘性土，便于施工、比較經(jīng)濟。既可以用就地拌和法施工，又可以用集中拌和法施工，特殊情況下，甚至可用人工拌和。

3.二灰穩(wěn)定碎石路基

二灰穩(wěn)定碎石路基主要由石灰粉、粉煤灰、級配碎石（粒徑小于40mm）組成適用于土壤的塑性指數(shù)小于12的地區(qū)。參考配比為石灰粉∶粉煤灰∶級配碎石=8∶12∶80。二灰穩(wěn)定碎石除具備石灰穩(wěn)定碎石土層的優(yōu)點外，還具備電廠建設的用料方便及滿足安全文明施工道路路基臨時硬化等優(yōu)點。硬化后的路基較為穩(wěn)定，易清理。

上述推薦的兩種道路路基便于操作，鋪墊后易于大型車輛行走，方便后續(xù)工作的操作，且路基的整體性好，能夠有效得避免道路面層因路基穩(wěn)定性差而產(chǎn)生裂縫。

4.路基的局部破壞處理

在電廠及變電站的建設中，由于各類管線錯綜復雜，很難避免穿越成型的道路路基。由于管線施工時需對路基下部的原土進行破壞，且局部的回填土質(zhì)量難以很好的控制。土壤在自重的作用下會自然密實，與原有路基的下沉量會有明顯的差別，此位置道路路面會形成懸空狀態(tài)。當開挖的寬度較小時，非配筋的混凝土路面自身抗拉性能能夠滿足承載力的要求。但當開挖的寬度較大時，混凝土自身的抗拉性能難以承受。為避免裂縫的產(chǎn)生，需進行配筋處理。道路配筋可參考設計配筋蓋板執(zhí)行。為避免支座位置的負彎矩產(chǎn)生，可在此區(qū)域內(nèi)的道路上部約5cm左右的位置設置一層鋼筋網(wǎng)片（ф8@150（200）），防止因負彎矩而產(chǎn)生的裂縫（附圖1）（此位置亦可按照道路的縮縫進行處理）。

二.水泥混凝土路面施工防裂措施

水泥混凝土路面又稱剛性路面。它是以碎石、砂為集料，以水泥漿為結(jié)合料，再加適量的外加劑拌和成水泥混凝土混合料而筑成的路面，具有較高的強度，且具有較好的平整度、很好的耐磨性和必要的粗糙度。但其為脆性材料，易產(chǎn)生裂縫。除路基的質(zhì)量保證外，其面層的混凝土施工措施的控制也至關(guān)重要。

1.混凝土原材料的控制及施工方法

道路施工用混凝土的水泥應多采用普通硅酸鹽水泥，以達到混凝土耐磨的效果。為調(diào)整混凝土的和易性，可適當增加粉煤灰作為摻和料。道路用混凝土的水灰比不得大于0.46，混凝土拌和用砂應采用細度模量在2.5的中、粗砂，以減少水泥的用量。各種摻和料、外加劑在使用前應預先進行檢測，以免與水泥發(fā)生反應，使用數(shù)量應遵循滿足混凝土的性能且用量最小的原則。澆筑道路的混凝土塌落度宜控制在50～70mm，夏季施工為防止失水過快，塌落度可適當加大。

塌落度過大的混凝土因用水量加大，混凝土內(nèi)水分遺留的氣泡對混凝土裂縫的產(chǎn)生起到了促進作用（附圖2）。同時，塌落度過大的混凝土，振搗完畢后，道路表面易產(chǎn)生較厚的水泥砂漿層，易產(chǎn)生裂縫。一般來講，振搗后的道路表面，水泥砂漿層的厚度應控制在5～8mm左右（應避免過振），便于抹光、收面。混凝土在路基上攤鋪完成后，應采用插入式振搗棒進行振搗，其間距、振搗時間應符合普通混凝土的振搗要求。同時，為降低混凝土的攤鋪作業(yè)強度，在沒有相應道路施工機械的條件下，可自制振搗梁（附圖3），進行路面平整度的找補。施工全過程嚴禁在混凝土中私自加水。

2.避免道路出現(xiàn)橫向裂縫

道路的橫向裂縫主要表現(xiàn)為沿著道路中心線大致相垂直的方向產(chǎn)生，這類裂縫往往在行車與溫度的作用下，逐漸擴展，最終貫穿板厚。

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，主要是因為道路切縫不及時（或深度不夠）、道路路基出現(xiàn)不均勻沉降、混凝土水灰比過大等原因造成。其中道路路基及混凝土的配合比的問題已在前面的篇幅進行了說明，下面著重敘述一下混凝土道路的切縫。

混凝土道路切縫的時間、深度等指標詳見附表二。

附表二

晝夜溫差（攝氏度）切縫方式縮縫切深

小于10度最長時間不得超過24h硬切縫，1/5～1/4板厚

10～15度軟硬結(jié)合切縫，每隔2～3條進行一道軟切縫。軟切縫的深度不小于6cm，不足者應硬切縫至板厚1/3。

大于15度全部軟切縫或間隔1條進行軟切縫。軟切縫的深度不小于6cm，不足者應硬切縫至板厚1/3。

對于澆筑過長的道路板面，由于切縫的速度和機械的限制，可先在道路總長1/2處先進行切縫，依次類推，而后再分段切縫。

3.避免道路出現(xiàn)縱向裂縫

道路的縱向裂縫主要表現(xiàn)為順道路中心線出現(xiàn)的裂縫，這種裂縫一旦出現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的運營后，往往會變成貫穿裂縫。

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，主要是因為路基發(fā)生不均勻的沉降、基層的穩(wěn)定性不好、混凝土板的厚度和強度不能滿足上部荷載的要求所造成的。在施工中，縱向分兩次施工的路面之間可采用螺紋12，長度500mm，間距250mm的拉結(jié)筋將兩塊板面“拉住”。新施工道路路基的壓實系數(shù)應略高于原有設計道路路基的壓實系數(shù)。同時，道路路面的厚度不宜小于200mm，以保證道路面層具備足夠的抗剪切力。水平方向分兩次施工的道路，下一層路面出現(xiàn)裂縫的位置應粘貼柔性材料（可使用防水卷材），防止底層路面裂縫穿透至上一層。

4.防止道路表面產(chǎn)生龜裂

道路產(chǎn)生龜裂的主要表現(xiàn)為混凝土表面產(chǎn)生網(wǎng)狀、淺而細的發(fā)絲狀裂縫，深度約5～10mm。

這種裂縫的產(chǎn)生主要是因為混凝土表面失水過快，體積急劇收縮而產(chǎn)生裂紋、混凝土過振、水泥和砂率過大等因素引起的。為避免上述問題的發(fā)生，混凝土在澆筑后，及時用潮濕材料進行覆蓋，認真澆水養(yǎng)護，防止強風和暴曬，養(yǎng)護時間不得小于14天。在炎熱季節(jié)或區(qū)域施工，必要時應搭棚施工。面層施工前，道路路基、模板應澆水濕潤，防止其過量吸收混凝土中的水分。

5.伸縮縫位置的處理

往往路面板遭到破壞，人們想到的總是路基、路面基層施工質(zhì)量或回填質(zhì)量或水泥混凝土板本身的澆筑質(zhì)量等，而未足夠重視結(jié)構(gòu)表面滲入到路基中的水對路基的侵害。所以，混凝土板的縮縫、脹縫、施工縫（縱向和橫向）應采取特質(zhì)材料進行灌填，并保證灌縫材料的延展性和密封性，防止留縫位置的路基被水掏空，同時，道路脹縫的位置易設置傳力桿，使兩部分混凝土能夠進行咬合。

此外，影響道路面層裂縫產(chǎn)生的因素還很多，如：道路強度未達到要求，過早的承受上部荷載；伸縮縫未按設計要求進行設置等等。所以，在施工過程中，還應嚴格遵循設計及施工規(guī)范的要求才能做要萬無一失。