水泥混凝土路面裂縫的成因分析及處理措施

譚東魯

（廣西壯族自治區(qū)羅城公路管理局，廣西 羅城546400）

1 水泥混凝土路面裂縫的成因分析

水泥混凝土路面的裂縫問(wèn)題， 是水泥混凝土路面最常見(jiàn)的病害，也是水泥混凝土路面施工的要點(diǎn)與難點(diǎn)， 按照裂縫的程度進(jìn)行劃分，裂縫可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫。

1.1 表面裂縫及成因分析

混凝土路面的表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過(guò)快失水干縮和碳化收縮引起的。表面裂縫給水泥混凝土路面表面的耐磨性帶來(lái)了不利影響。 嚴(yán)重的表面裂縫，會(huì)使混凝土路面較快出現(xiàn)裸露砂石現(xiàn)象。

產(chǎn)生橫向裂縫的原因主要是切縫不及時(shí)。 切縫深度過(guò)淺，切縫未到邊緣或一條縫分多次切割，混凝土路面板厚度與強(qiáng)度不足，在交通荷載和溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生強(qiáng)度裂縫，混凝土路基不均勻沉陷而導(dǎo)致板底脫空而斷裂，混凝土配合比不合理或失控，材料計(jì)量不準(zhǔn)確，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)而使水分蒸發(fā)過(guò)快，施工時(shí)振搗不均勻等。 產(chǎn)生縱向裂縫的原因主要是路基發(fā)生不均勻沉陷；基層不穩(wěn)定；強(qiáng)度裂縫等。產(chǎn)生龜裂的原因主要是混凝土澆筑后表面覆蓋不及時(shí)， 在炎熱或大風(fēng)天氣下，表面游離水分逸失，體積急劇收縮，導(dǎo)致開(kāi)裂，混凝土在拌制時(shí)水灰比過(guò)大，吸水大，模板墊層過(guò)于干燥，混凝土配合比不合理，水泥用量或砂率過(guò)大，混凝土因過(guò)度振搗產(chǎn)生離析而導(dǎo)致裂縫等。

1.2 貫穿裂縫及成因分析

水泥混凝土路面貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、 縱向裂縫、交叉裂縫、板角斷裂等。垂直于行車(chē)方向的有規(guī)劃的裂縫稱(chēng)為橫向裂縫，引起水泥混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫的主要原因是：干縮、冷縮、切縫不及時(shí)。作業(yè)中斷時(shí)，混凝土路面在橫向處要設(shè)工作縫，并埋入傳力鋼筋。 兩條或兩條以上相互交錯(cuò)的裂縫稱(chēng)為交叉裂縫。

產(chǎn)生交叉裂縫的主要原因是水泥混凝土強(qiáng)度不足、路基和基層的強(qiáng)度與水穩(wěn)性差和水泥的水化反應(yīng)和堿骨料反應(yīng)等。與混凝土路面角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱(chēng)為板角斷裂。引起板角斷裂的主要原因是施工時(shí)混凝土路面角振搗不夠密實(shí)， 相鄰板角之間無(wú)傳力桿，混凝土路面板接縫進(jìn)水，車(chē)輪荷載作用在板角時(shí)引起。 產(chǎn)生板角斷裂的原因主要是混凝土澆搗時(shí)，在模板四角周邊漏振或振搗不實(shí)，水泥質(zhì)量差，強(qiáng)度不足，模板拆除過(guò)早或拆模板時(shí)損壞邊角，板邊、角在養(yǎng)生期間有施工機(jī)械。碾壓或外力作用，基層材料不合要求，板角處的地表水下滲后，在交通荷載作用下，逐步產(chǎn)生塑性形變積累，使角隅處應(yīng)力集中，板下產(chǎn)生唧泥淘空和不均勻沉降，導(dǎo)致板角斷裂。

2 水泥混凝土路面裂縫的處理措施

2.1 裂縫處理技術(shù)

由于水泥混凝土路面是剛性路面， 不易吸收行車(chē)的沖擊和振動(dòng)。加之接縫處可能存在的小臺(tái)階及在使用過(guò)程中不均勻磨耗，使車(chē)輛行駛對(duì)路面沖擊和振動(dòng)加大。 產(chǎn)生斷裂的板塊被裂縫分成兩塊或數(shù)塊，破壞了路面的整體性和抵抗沖擊、振動(dòng)的能力，并使基層與混凝土路面之間產(chǎn)生往復(fù)交變的相對(duì)位移。 為了預(yù)防路面常見(jiàn)功能性損壞，在發(fā)現(xiàn)裂縫之后，要根據(jù)具體的情況采取相應(yīng)的修補(bǔ)措施。

2.1.1 表面處理技術(shù)

表面處理修補(bǔ)主要針對(duì)混凝土表面較細(xì)及較淺的裂縫，或是針對(duì)混凝土路面表面較大面積的龜裂、脫皮、起砂、露石等質(zhì)量缺陷。 表面處理修補(bǔ)法主要是用環(huán)氧樹(shù)脂或聚合物砂漿進(jìn)行表面涂刷或罩面，對(duì)十路面脫皮、起砂、露石等質(zhì)量缺陷，也有采用超薄層混凝土進(jìn)行罩面修補(bǔ)。

2.1.2 填充密實(shí)技術(shù)

填充密實(shí)法修補(bǔ)用十修補(bǔ)較寬的混凝土裂縫或是路面掉角、孔洞等。顧名思義，它是采用填充材料進(jìn)行修補(bǔ)。目前應(yīng)用較多的填充材料是補(bǔ)償收縮混凝土，也有采用鋼纖維混凝土的，現(xiàn)在多采用柔性纖維并加以早強(qiáng)性能。

2.1.3 化學(xué)壓力灌漿技術(shù)

化學(xué)壓力灌漿又稱(chēng)注入法，它不僅修補(bǔ)裂縫表面，還能注入到混凝土內(nèi)部，對(duì)裂縫進(jìn)行粘合、封閉和補(bǔ)強(qiáng)。 常用的化學(xué)灌漿材料有：甲凝、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨脂等。 灌漿施工主要分為布孔、封縫、壓氣找補(bǔ)、灌漿、檢查等工序。 灌漿機(jī)具主要有氣壓式的壓漿筒、活塞式欲泵、隔膜式的隔膜泵。

2.2 常見(jiàn)裂縫處理施工技術(shù)

2.2.1 植筋補(bǔ)強(qiáng)灌縫封水法技術(shù)

1）鉆孔

鉆孔深度根據(jù)板厚確定，但不能鉆穿面板，且確保鋼筋水平投影長(zhǎng)度不小于15cm。 丌孔應(yīng)在裂縫兩倒交叉進(jìn)行。 鉆孔的方向，要與鉆孔處的裂縫基本垂直，每個(gè)孔位的定位必須用鋼尺量距。

2）清孔

鉆孔過(guò)程中要排除大量的粉塵。 除孔口的粉塵要及時(shí)清理外，孔內(nèi)的粉塵也要用空壓機(jī)吹干凈。 特別要防止空外的水流入孔內(nèi)，使孔內(nèi)的粉塵變成泥漿致使清理困難。 如果孔內(nèi)的粉塵沒(méi)有清理干凈，將嚴(yán)重影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)質(zhì)量。

3）植筋

用于路面植筋的植筋膠宜采用低粘度改性環(huán)氧樹(shù)脂膠或硅酮類(lèi)，植筋所用鋼筋采用Φ25 的螺紋鍘筋。 先向清除粉塵后的孔內(nèi)倒入孔深1/2 的膠液，再將下半部浸膠的Φ25 的螺紋鋼筋送入孔內(nèi)，并慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)和抽拔鋼筋，以保證膠液粘結(jié)到鋼筋和孔壁混凝土的新鮮面。

2.2.2 縱向裂縫處脫空灌漿技術(shù)

1）定孔

對(duì)于出現(xiàn)縱向裂縫的水泥混凝土路面板，每一塊板的鉆孔沿裂縫呈交錯(cuò)式分布，每個(gè)孔的間距控制在12-1.5m 之間。

2）鉆孔

使用直徑匹配的鉆頭鉆孔， 嚴(yán)格按照標(biāo)注的孔位固定好鉆機(jī)，遵循先慢后快的鉆孔方法，鉆孔深度為鉆透貧混凝土基層。

3）制漿

注漿材料的性能直接關(guān)系注漿后面板的使用性能，為此，在漿體流動(dòng)性滿足要求的前提下，盡量降低水灰比，減少水泥漿體的干燥收縮和化學(xué)收縮； 其次在水泥漿體的凝結(jié)時(shí)間滿足施工需要的前提下，盡量提高早期強(qiáng)度，可提前開(kāi)放交通。

4）壓漿

將壓漿的管頭插入壓漿孔內(nèi)，固定、密封好后，緩緩開(kāi)動(dòng)壓漿泵，剛開(kāi)始時(shí)泵壓可能很低，隨著由灌漿到壓漿的轉(zhuǎn)變，壓力會(huì)有所上升，接近設(shè)定的最高壓力時(shí)，立即停止，如壓力表指針下降，調(diào)節(jié)泵送量逐漸增大，然后由專(zhuān)業(yè)的人員觀察面板及周邊板塊的變化，

壓漿的順序?yàn)閺某两盗看蟮牡胤介_(kāi)始，由遠(yuǎn)到近，由大到小，直到達(dá)到預(yù)定的高度為止。 壓漿完畢后用砂漿填補(bǔ)鉆孔。 為增加板底漿體流動(dòng)性，可在面板上采用振動(dòng)設(shè)備振動(dòng)。 漿體自調(diào)制到壓入板底的延續(xù)時(shí)間視氣溫狀況而定，一般不宜超過(guò)45-60min。 漿體在壓入板底前和壓注過(guò)程中應(yīng)持續(xù)攪拌以防止沉淀。

5）封孔

壓漿作業(yè)結(jié)束后，使用鉆芯將注漿孔堵上，l0-20min 后，將鉆芯從孔中取出，大約6 個(gè)小時(shí)后采用CRB-M 材料進(jìn)行封孔；養(yǎng)生時(shí)間不能低于24 小時(shí)，壓漿量比較大的面板，特別是沉陷嚴(yán)重被抬起的，要根據(jù)天氣的實(shí)際情況酌情增加養(yǎng)生時(shí)間。 養(yǎng)生期內(nèi)禁止車(chē)輛通行。

6）裂縫封閉

壓漿結(jié)束后大約10 個(gè)小時(shí)后，采用CRB-3 封閉裂縫。

3 結(jié)語(yǔ)

水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因、形式和種類(lèi)很多，有設(shè)計(jì)和使用過(guò)程方面的形成的，主要是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土路面所產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題，需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。

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