水泥混凝土路面裂縫的分析與防治

李志高

（仙游金鐘水利樞紐管理局 福建莆田　351200）

水泥混凝土路面裂縫的分析與防治

李志高

（仙游金鐘水利樞紐管理局 福建莆田351200）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路建設(shè)也在不斷地加快建設(shè)的步伐?！耙敫?，先修路”的口號(hào)已經(jīng)被世人所知曉。由于公路的建設(shè)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，與此同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)于公路質(zhì)量的要求也越來越高。然而公路路面的裂縫是不可避免的，如果施工不當(dāng)，路面的裂縫會(huì)產(chǎn)生的比較大，嚴(yán)重影響了道路的通行。水泥混凝土路面的裂縫是比較常見的，在許多地方由于各種原因的影響，完工沒多長時(shí)間的水泥混凝土公路就會(huì)出現(xiàn)裂縫，對(duì)行車安全帶來很大的隱患。本文擬對(duì)水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行深入的分析，進(jìn)而提出防治裂縫的措施。

水泥混凝土路面；裂縫；原因與防治

在我國眾多的公路類型中，水泥混凝土路面具有非常好的性能，它的建設(shè)費(fèi)用比較低廉、使用壽命較長、抗擊災(zāi)害的能力比較高以及后期的養(yǎng)護(hù)花費(fèi)比較少，在許多地區(qū)公路建設(shè)中，水泥混凝土公路的應(yīng)用比較廣泛。但在使用過程中，裂縫、碎裂以及錯(cuò)臺(tái)等各種公路病害經(jīng)常出現(xiàn)，尤其是路面裂縫，對(duì)公路性能以及使用壽命帶來很大的影響。因此，有必要對(duì)水泥混凝土公路路面的裂縫原因進(jìn)行分析，以便能夠更好尋找措施進(jìn)行防治，確保公路的性能與壽命。

1　案例分析

仙游縣道城石線（X223）石蒼-粗溪新建工程總里程約為13.991km，按山嶺重丘三級(jí)路測(cè)設(shè)，設(shè)計(jì)速度為30km/h，路基寬度為7.5m（其中：行車道6.5m，兩側(cè)各設(shè)置0.5m路肩）。路面由厚度22cm抗折強(qiáng)度不小于4.5MPa的水泥混凝土面層、厚度15cm的5%水泥穩(wěn)定碎石基層及厚度20cm的填隙碎石底基層三層結(jié)構(gòu)層組成，路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪組單軸100kN。

在使用的過程中，該路面常有裂縫產(chǎn)生，同時(shí)產(chǎn)生的斷裂板被裂縫分成好多塊。時(shí)間一長，裂縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲水，對(duì)基層結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，這樣一來，裂縫的空隙就越來越大，久而久之，混凝土板的功能就被喪失殆盡了。針對(duì)這條水泥混凝土公路的裂縫情況，下面對(duì)水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行分析，進(jìn)而找出解決措施。

2　水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因

對(duì)于水泥混凝土路面來說，造成路面出現(xiàn)裂縫的原因是多方面，概括起來，主要可以分為水泥的質(zhì)量、施工質(zhì)量、混凝土配合比以及各種外部環(huán)境因素，現(xiàn)在對(duì)這幾個(gè)方面進(jìn)行比較詳細(xì)的說明：

2.1水泥質(zhì)量不合格

水泥混凝土路面鋪設(shè)的主要材料就是水泥，因此，水泥質(zhì)量的高低決定了路面質(zhì)量的高低。如果水泥的質(zhì)量不合格，就會(huì)使得混凝土出現(xiàn)裂縫。在進(jìn)行水泥熟料的煅燒時(shí)，如果不充分的話，就會(huì)有許多的游離氧化鈣產(chǎn)生。由于游離氧化鈣的水化過程比較的緩慢，因而水泥在凝結(jié)硬化以后，由于繼續(xù)水化導(dǎo)致體積不斷膨脹，這樣一來，路面就會(huì)由于變化不均勻的體積導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。因此，鑒于這種情況，為了避免水泥由于不安定性導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，必須對(duì)水泥進(jìn)行檢查，盡量選用堿性較低的水泥來施工。

2.2基層、路基施工質(zhì)量不合格

基層主要承受車輛荷載的豎向力，并把面層傳下來的力擴(kuò)散到底基層或路基，同時(shí)基層還能避免出現(xiàn)凍脹，確保水泥混凝土板的整體強(qiáng)度以及平整度，對(duì)于延長混凝土板的使用年限具有很重要的作用。若基層的強(qiáng)度不是很均勻，平整度不好的話，混凝土板的承載力也會(huì)變得不均勻，那么板的厚度也就不一樣，如此厚薄不均的情況，混凝土板一受力就會(huì)出現(xiàn)斷裂。填挖相交斷面處、軟弱地基、橋涵構(gòu)造物附近的路基施工中處理不當(dāng)，容易產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土路面開裂。

2.3水泥混凝土配合比例不適當(dāng)

水泥混凝土里面，水灰比的比例是否恰當(dāng)是關(guān)系著水泥混凝土的強(qiáng)度?；炷晾锩娴陌韬纤譃閮煞N：一種是自由水，一種是化合水。各個(gè)水的作用是不一樣的，化合水促使水泥發(fā)生水解和水化，余下的都是自由水。在水泥混凝土逐漸硬化的過程中，自由水會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)的蒸發(fā)掉，這樣混凝土的里面就有了空隙。假如水灰比比較大的話，混凝土密實(shí)度就會(huì)下降，這樣混凝土的強(qiáng)度也就會(huì)降低；如果水灰比比較小，和易性就比較差，混凝土的強(qiáng)度也會(huì)逐漸的降低，如此一來，路面就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

除此之外，混凝土配合比的計(jì)算精確度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，也影響混凝土的強(qiáng)度。在確定混凝土配合比的時(shí)候，應(yīng)綜合考慮混凝土的耐久性、強(qiáng)度以及和易性等因素，它們的誤差應(yīng)該符合一定的標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，水泥為1%，水為1%，粗骨料是3%，外加劑為2%。計(jì)量誤差如果比較大的話，砂石材料的級(jí)配就會(huì)受到一定的影響，進(jìn)而混凝土的密實(shí)度就很難得到保證。出現(xiàn)裂縫的原因中，配合比例不當(dāng)以及計(jì)算不精確是最為重要的原因。

除此之外，外部環(huán)境以及養(yǎng)護(hù)條件、溫度等都有可能造成路面出現(xiàn)裂縫。

3　水泥混凝土路面裂縫的防治措施

前面針對(duì)案例，分析了水泥混凝土路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫的主要原因，針對(duì)具體的案例，參考一些文獻(xiàn)資料，特提出一些不太成熟的解決措施：

3.1對(duì)水泥的質(zhì)量把好關(guān)

修筑公路時(shí)所用的水泥，通常都是高性能的水泥，首先，它必須符合國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：抗壓力強(qiáng)，抗折性能也必須比較高，同時(shí)28d抗壓強(qiáng)度與28d抗折強(qiáng)度之間的比值越小的話水泥的質(zhì)量越高。目前，一些地方用來鋪路的水泥就是高性能的水泥，適合水泥混凝土路面的鋪設(shè)工作。抗折強(qiáng)度較高的水泥能夠在使用過程中減少路面出現(xiàn)裂縫的次數(shù)，確保路面使用壽命。

3.2提高基層、路基的施工質(zhì)量

嚴(yán)格控制基層頂面標(biāo)高，確?；炷谅访姘搴穸染鶆蛞恢?，禁止采用拋撒松散基層材料填補(bǔ)標(biāo)高的方法，同時(shí)加強(qiáng)基層養(yǎng)護(hù)，使基層保持濕潤狀態(tài)。路基的質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)值和彎沉值，對(duì)于填挖交界、軟弱地基等要作特殊處理后加強(qiáng)壓實(shí)。

3.3注意骨料的質(zhì)量與級(jí)配

相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)證明，在進(jìn)行相同工作度拌合物的配制時(shí)，水泥的品種與用量在固定的情況下，骨料如果不同，那么拌合水也是不同的。根據(jù)相關(guān)的研究，吸水率比較高的骨料制成的混凝土很容易受到壓縮，另外還能產(chǎn)生比較大的收縮。對(duì)于吸水率比較高的骨料，其自身也具有一定的收縮量，這收縮量由骨料本身的干燥程度來決定。所以，在制備混凝土?xí)r，骨料必須干凈、硬度要大，不能帶有任何雜質(zhì)，同時(shí)還要與相關(guān)的級(jí)配技術(shù)要求相符合。在選擇細(xì)骨料的時(shí)候，一般應(yīng)選擇比較粗的為好，尤其是以中砂為最佳選擇。優(yōu)質(zhì)的級(jí)配能夠有效的降低用水量以及水泥用量，這樣可以有利于減少干燥收縮以及溫度收縮，進(jìn)而就會(huì)減小裂縫出現(xiàn)的頻率，延長水泥混凝土路面的使用壽命。

3.4掌握好水灰比及配合比

路面出現(xiàn)裂縫的原因中，由于水灰比不恰當(dāng)以及配合比不精確而導(dǎo)致的情況時(shí)有發(fā)生。因此，為了有效的防止因?yàn)榕浜媳燃八冶鹊膯栴}導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，就必須對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)化管理。對(duì)于施工人員，要不斷強(qiáng)化他們的責(zé)任感，使他們?cè)谑┕さ臅r(shí)候能夠嚴(yán)格按照規(guī)定來進(jìn)行水灰比以及配合比的操作，不可以隨便地增加水灰比的比例。由于混凝土的密實(shí)度與水灰比有著很密切的關(guān)系，因此，必須掌握好水灰比的比例，防止混凝土板出現(xiàn)斷裂造成路面裂開。

3.5做好切縫，保證質(zhì)量

路面在澆筑混凝土板以后，通常情況下，應(yīng)在8～24h以內(nèi)進(jìn)行切縫工作。在進(jìn)行切縫的時(shí)候，混凝土的強(qiáng)度必須達(dá)到理論強(qiáng)度的26～30%。與此同時(shí)，切縫時(shí)還應(yīng)該注意切縫的時(shí)間，一般在混凝土板外溫度達(dá)到最高值以前進(jìn)行。切縫的時(shí)候，對(duì)于深度的掌握也必須注意。深度應(yīng)該大于混凝土板厚度的1/4～1/5，確?？s縫的作用能夠得到正常的發(fā)揮?？s縫時(shí)，兩者的間距應(yīng)保持在4～ 6m之間。切縫的時(shí)候，必須確保在路幅的兩側(cè)進(jìn)行，還必須要切透徹，避免側(cè)面枝狀裂縫的出現(xiàn)。切縫完成之后，通常情況下使用室溫固化型填縫膠對(duì)縫隙進(jìn)行填補(bǔ)。

3.6加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，注意溫度

在對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的時(shí)候，主要的方法有灑水、覆蓋木屑、麻袋后再灑水等比較老的方式。這些方法都屬于濕養(yǎng)護(hù)，它的主要作用是能夠防止水泥混凝土自身干縮與收縮的擴(kuò)大。鋪路的時(shí)候，如果使用的是比較先進(jìn)的水泥混凝土道路滑模攤鋪機(jī)，這個(gè)時(shí)候?qū)β访孢M(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)要特別注意養(yǎng)護(hù)的方式與方法，避免斷板以及裂縫的出現(xiàn)。對(duì)于路面的養(yǎng)護(hù)工作，在路面施工完成后，很少受到重視。對(duì)于一些要求比較嚴(yán)格的道路來說，其養(yǎng)護(hù)的隨意性也是很大的。因此，為了能夠延長水泥混凝土公路的使用壽命，防止出現(xiàn)裂縫，就要高度重視公路后期的養(yǎng)護(hù)工作。

在鋪設(shè)道路的時(shí)候，如果條件可以，應(yīng)該選用低熱水泥。如果水泥的品種與用量一定，那么在水泥中可以加入一些摻合料以及減水劑。還要注意的是，在澆筑的時(shí)候，速度要適中，溫度也不能太高。福建省地處東南沿海，夏季氣溫比較高，在澆筑的時(shí)候，為了保證溫度適宜，可以選擇在夜間進(jìn)行。澆筑的時(shí)候，可以采取多種措施，保溫度適宜，比如可以對(duì)骨料進(jìn)行遮擋，或者拌合的時(shí)候使用冷水進(jìn)行，如果有條件的話，在拌合的時(shí)候，往里面加入一些冰塊，這樣可以有效的降低混凝土出機(jī)溫度，能夠有效的避免由于拌合鋪設(shè)溫度過于高而導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，影響道路的使用性能及壽命。

4　結(jié)語

綜上所述，由于水泥混凝土公路具有性能高、造價(jià)低廉以及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少等多種優(yōu)點(diǎn)，因此這種道路受歡迎的程度比較廣。但是在使用中，由于各種原因，常常導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫，這不僅影響了道路的性能，而且還大大減少了道路的使用壽命。本文以參與施工管理過的一條道路為例，深入探討了水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因，并提出了防治措施，期待這些措施對(duì)指導(dǎo)水泥混凝土路面的裂縫治理有所幫助。

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1673-0038（2015）20-0200-02

2015-4-28

李志高（1975-），男，助理工程師，本科，主要從事施工管理工作。