水泥混凝土路面裂縫探討

摘要：在修建公路的過程中，目前普遍選用水泥混凝土作為基本材料，這是因為水泥混凝土具有良好承載能力和高度穩(wěn)定性的特點。然而水泥混凝土材料也具有其不足之處，常見的路面裂縫就是其缺點之一。水泥混凝土材料在公路建設(shè)中出現(xiàn)的路面裂縫問題已經(jīng)受到相關(guān)專家和諸多學(xué)者的關(guān)注，探究其產(chǎn)生的原因并進(jìn)行有效改進(jìn)是當(dāng)前公路建設(shè)中亟需解決的重要問題。文章就水泥混凝土路面裂縫的問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；路面裂縫；裂縫防治；公路建設(shè)；道路施工 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2015）05-0099-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0381

在我國目前的城市道路建設(shè)和高速公路建設(shè)的過程中，廣泛采用水泥混凝土作為建筑的材料，這為公路的建設(shè)提供了良好的前提，也極大促進(jìn)了我國公路建設(shè)的發(fā)展。然而在長期的使用過程中，雨水的沖刷、過量的負(fù)重等情況使水泥混凝土路面不可避免地出現(xiàn)了裂縫問題，給公路的管理造成了一定困擾。實際施工過程中對水泥混凝土的比例控制失調(diào)，導(dǎo)致集料中含泥量過大而引起混凝土的收縮，這就容易導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫問題。當(dāng)前的公路建設(shè)中，探究水泥混凝土路面裂縫的形成原因并進(jìn)行科學(xué)防治，對最大限度地減少公路使用期間的維修費用、增加公路的使用期限有著十分積極的意義。

1 水泥混凝土路面裂縫的類別

1.1 沉降裂縫

沉降裂縫一般可分為兩種情況：一是混凝土澆筑后，水泥和骨料自然下沉，同時產(chǎn)生泌水，在沉降過程中發(fā)生的裂縫；二是混凝土澆筑后，水泥和骨料在下沉階段，如受到鋼筋和其他預(yù)埋件的局部阻礙及模板移動，使該處混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時，該處就會產(chǎn)生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1～3小時后發(fā)生，屬硬化前裂縫。

1.2 溫度裂縫

溫度裂縫是指混凝土在澆筑后，表面沒有及時覆蓋，在炎熱或大風(fēng)天氣，表面游離水分蒸發(fā)過快，混凝土體積急劇收縮，從而導(dǎo)致開裂?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致路面產(chǎn)生的裂縫屬于溫度裂縫。

1.3 干縮裂縫

干縮裂縫是指水泥混凝土澆筑后，在硬化的過程中，由于水泥水化生成物的體積比原來物質(zhì)的體積小，加上游離水在空氣中蒸發(fā)及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土體積收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于當(dāng)時混凝土的抗拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫多發(fā)生在高溫炎熱季節(jié)，混凝土表面水分散失快，體積迅速收縮，而內(nèi)部溫度變化小、收縮小，表面收縮變形受到內(nèi)混凝土的約束，也會引起表面裂縫。

1.4 超載裂縫

由于交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，超載車輛越來越多，造成水泥混凝土路面損壞，致使路面開裂斷板。據(jù)有關(guān)資料記載，汽車超載情況相當(dāng)普遍，超載率達(dá)到了40%～80%，超出限載噸位2～3倍，車載重量達(dá)到了60t，相當(dāng)于一節(jié)火車的載重量，汽車超載嚴(yán)重?fù)p害了公路，造成了路面產(chǎn)生裂縫。

2 水泥混凝土路面裂縫的形成原因

2.1 初始設(shè)計方面的原因

水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生在一定程度上是由于初始設(shè)計時的考慮不周而造成的，在設(shè)計時對各方面可能產(chǎn)生的形變因素的忽略導(dǎo)致了路面裂縫的產(chǎn)生，如水泥混凝土的塑性收縮變形、溫度變形、干縮變形、自主體積變形等方面。一些參與設(shè)計的工作人員在設(shè)計調(diào)查時對路段上的交通情況考慮較少，對超載車輛的數(shù)量缺乏適當(dāng)?shù)目紤]，造成對路面的過分碾壓，從而致使路面出現(xiàn)裂縫。設(shè)計時拘泥于教條規(guī)則，對具體路段的特殊要求沒有考慮到，也是造成路面裂縫的主要原因。如一些路段位于極寒冷的地區(qū)，這就需要路面具有較好的抗凍能力；一些路段車流量較大，則需要適當(dāng)加強(qiáng)路面厚度等。

2.2 材料取用方面的原因

路面施工過程中，對于材料取用的不合理也容易導(dǎo)致路面裂縫情況。如在進(jìn)行集料的過程中，對于不同材料的配置比例缺乏合理安排，造成含沙量過大或者不恰當(dāng)?shù)拈g斷配置等。對于水泥的種類及質(zhì)量等級也要進(jìn)行合理的選擇，否則水泥和混凝土的等級過高就會導(dǎo)致脆性過大而出現(xiàn)裂縫。另外，水泥的質(zhì)量不合格，不同品種的水泥在使用過程中混用等也會引起路面出現(xiàn)裂縫

問題。

2.3 施工質(zhì)量方面的原因

在施工的過程中，施工人員對相關(guān)工藝步驟的隨意省略，導(dǎo)致一些必備步驟和材料的缺失，致使路面質(zhì)量低下。一些施工人員在施工中原材料的比例配比沒有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，這就使得混凝土強(qiáng)度的不合格。另外，施工現(xiàn)場中在拌制和澆搗混凝土?xí)r，由于振搗或插入不當(dāng)、漏振、過振致使混凝土均勻性和密實性達(dá)不到要求，路面鋪筑后誘導(dǎo)裂縫產(chǎn)生?；炷僚浔葢?yīng)當(dāng)合理且滿足相關(guān)的設(shè)計要求，水泥用量或砂率過大時可能產(chǎn)生收縮型裂縫，如單位用水量過大則極易產(chǎn)生沉降型

裂縫。

2.4 后天環(huán)境方面的原因

在修建公路的過程中，對于水泥混凝土路面的建設(shè)，要充分考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境因素對水泥混凝土路面的影響。如氣候溫度方面的原因，早晚溫差的變化會使路面產(chǎn)生形變，進(jìn)而形成路面裂縫。修筑公路的過程中，混凝土澆筑后遇到炎熱天氣或大風(fēng)季節(jié)就會使路面的有利水分快速蒸發(fā)，加之急劇的體積收縮而產(chǎn)生裂縫。

3 水泥混凝土路面裂縫的防治

3.1 設(shè)計時注重全面考慮

對于水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫的防治要首先從設(shè)計層面進(jìn)行把控，只有合理進(jìn)行施工設(shè)計，才能為以后的各項工作的有序展開提供參考。對此，相關(guān)的工作人員要認(rèn)真對待施工設(shè)計這一環(huán)節(jié)，在設(shè)計的過程中對各方面情況全面考慮，以保證路面建成后的質(zhì)量。如對材料選用的明確要求，在施工過程中須遵守的相關(guān)規(guī)范和對后天路面所使用環(huán)境等方面進(jìn)行嚴(yán)格制定和充分考慮。

3.2 材料取用要科學(xué)合理

在具體的施工過程中，需要對所選用的材料進(jìn)行全程監(jiān)控，否則容易出現(xiàn)因材料質(zhì)量方面的問題而導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫。因此，在進(jìn)行水泥混凝土材料選擇時，要首先保證原材料的質(zhì)量，以使后續(xù)的集料過程保質(zhì)保量的完成。其次，在材料集料配置的過程中，還要注意按照具體規(guī)定合理地開展。

3.3 規(guī)范道路施工的過程

施工過程中一些施工人員的隨意性較大，致使相關(guān)的施工步驟出現(xiàn)缺失或沒有按照具體規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行而導(dǎo)致路面的質(zhì)量出現(xiàn)問題。對此，要切實保證道路施工中過程的規(guī)范，只有這樣，才能使路面的質(zhì)量得到保障。在具體的施工中，要對施工人員的施工步驟進(jìn)行監(jiān)控以使其施工步驟中不會出現(xiàn)問題。另外，針對施工現(xiàn)場中因為振搗或插入不當(dāng)?shù)仍蚨鴮?dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫的問題也要進(jìn)行改進(jìn)，避免路面裂縫的發(fā)生。

3.4 施工時考慮環(huán)境情況

工作人員在道路施工的過程中，不能教條地按照設(shè)計中的條框僵硬地執(zhí)行，要注意根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況合理變通，以保證施工質(zhì)量與當(dāng)?shù)丨h(huán)境的有機(jī)結(jié)合。道路的建設(shè)最根本的要求是最大限度地提高使用期限，使公路在人民生活中發(fā)揮更有效的作用。公路的建設(shè)也不是單一方面的水泥混凝土的鋪設(shè)，要讓公路與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相適應(yīng)，就必須充分考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特點。如某地長期處于嚴(yán)寒或炎熱的環(huán)境下或盛行大風(fēng)天氣等，將這些因素考慮周全，對開展路面裂縫的防治工作極為

有利。

4 結(jié)語

水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫是水泥混凝土公路在使用過程中時常出現(xiàn)的問題之一，在目前的路面管理條件下，尚無法從根本上解決這一問題。因此，道路施工方面的工作人員要注意防范這類問題的出現(xiàn)。在具體的施工中，工作人員要從道路建設(shè)的設(shè)計、施工材料的選用、施工的具體過程以及對后天環(huán)境的考慮等方面進(jìn)行考慮，科學(xué)地開展防治水泥混凝土路面裂縫的工作。

參考文獻(xiàn)

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[2] 岳振海.淺談水泥混凝土路面裂縫的防治[J].黑龍江交通科技，2011，（10）.

作者簡介：毛美云（1979-），男，甘肅睿達(dá)工程咨詢有限責(zé)任公司工程師，研究方向：公路橋梁的勘察設(shè)計。

（責(zé)任編輯：陳 倩）