水泥混凝土路面裂縫原因及預(yù)防探究

蘭斌

摘 要：該文是筆者根據(jù)自己多年的公路工程施工和監(jiān)理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查研究和查閱資料后，對(duì)目前公路工程中水泥混凝土路面上出現(xiàn)的最為普遍的病害——裂縫進(jìn)行研究，從設(shè)計(jì)、施工、材料三個(gè)方面深入分析了產(chǎn)生裂縫的原因，系統(tǒng)的提出了切實(shí)可行的裂縫預(yù)防措施，對(duì)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理工作有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面 裂縫原因 預(yù)防

中圖分類(lèi)號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0069-02

近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)一直持續(xù)高速發(fā)展，其中出現(xiàn)了大量的水泥混凝土路面，這對(duì)當(dāng)?shù)氐娜罕姵鲂泻徒?jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了重要作用?？晒P者發(fā)現(xiàn)修成時(shí)間不長(zhǎng)的水泥混凝土路面上出現(xiàn)了不同程度的裂縫，且裂縫有發(fā)展蔓延的趨勢(shì)。而水泥混凝土路面一旦出現(xiàn)裂縫，則基本可以視為破壞，修補(bǔ)困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢(qián)，還效果不佳。所以筆者結(jié)合工作實(shí)際，經(jīng)過(guò)細(xì)致調(diào)查研究后，對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了系統(tǒng)深入地分析，提出了預(yù)防裂縫的可行措施，希望能對(duì)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理工作有所啟迪。

1 裂縫原因分析

1.1 設(shè)計(jì)不科學(xué)

（1）路基設(shè)計(jì)不科學(xué)。路基設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題有區(qū)域地質(zhì)和水文調(diào)查不詳盡，設(shè)計(jì)依據(jù)有偏差；路基填土高度不夠，水的影響較大；路基填料不合適以及設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，難以承受上部荷載等。

（2）基層設(shè)計(jì)不科學(xué)。這方面設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)基層設(shè)計(jì)厚度不足，解決不了水穩(wěn)性或防凍的問(wèn)題；沒(méi)有足夠的強(qiáng)度、剛度，且不符合斷面正確，表面平整；選料不當(dāng)不能起到透水或均勻受力的作用，下層強(qiáng)度降低導(dǎo)致面板因受力不均勻而出現(xiàn)裂縫等。

（3）面板設(shè)計(jì)不科學(xué)。一是水泥混凝土面板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，沒(méi)有充分考慮交通發(fā)展的趨勢(shì)，在接縫及邊角等薄弱處沒(méi)有設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋等。二是面板厚度不足，無(wú)法承受車(chē)輛荷載產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，面板就會(huì)出現(xiàn)斷裂。三是排水不暢形成積水下滲，路基被水浸泡，承載力下降，面板隨路基變形而裂縫。

1.2 施工不規(guī)范

（1）面層施工不規(guī)范。一是混凝土攪拌不充分或超時(shí)，運(yùn)距過(guò)大，振搗不充分，造成混凝土分層離析，強(qiáng)度不均勻，硬化后出現(xiàn)收縮裂縫。二是混凝土拌和時(shí)溫度過(guò)高，加上水泥反應(yīng)時(shí)放出的水化熱，使混凝土拌合物的溫度很高，在硬化過(guò)程中收縮變形加大，導(dǎo)致裂縫形成。三是因停電、機(jī)械故障、運(yùn)輸受阻、停工待料等原因使混凝土澆注作業(yè)中斷，在澆注時(shí)未按施工縫處理，新舊混凝土由于收縮不一致會(huì)形成裂縫。四是養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)生方法不得當(dāng)。尤其是在夏季高溫的不利條件下，沒(méi)有及時(shí)覆蓋養(yǎng)生，而導(dǎo)致干縮裂縫，或?yàn)⑺螖?shù)少、沒(méi)有專(zhuān)人進(jìn)行養(yǎng)生作業(yè)等。五是切縫不及時(shí)。由于機(jī)具故障、操作人員切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度過(guò)大，造成混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中，在混凝土面板的薄弱處形成貫穿裂縫。

（2）路基、基層施工不規(guī)范。一是由于填土厚度過(guò)大、壓路機(jī)選擇不當(dāng)、碾壓遍數(shù)不夠、對(duì)翻漿沒(méi)有徹底處理等導(dǎo)致壓實(shí)度不合格。二是因標(biāo)高控制不嚴(yán)格造成路面下承層厚度不一致，或由于平地機(jī)司機(jī)操作技術(shù)不過(guò)硬造成下承層不平整。三是軟弱部位處理不嚴(yán)格。在軟弱地基、半填半挖結(jié)合處，新老路基連接處，要提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行特殊加固，否則都會(huì)發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土路面開(kāi)裂。四是基層暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或沒(méi)有及時(shí)灑水養(yǎng)生，使上層混凝土拌合物中的水分下滲被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強(qiáng)度下降，導(dǎo)致裂縫。

1.3 材料不合格

（1）原材料不合格。一是水泥不合格。地方上小廠(chǎng)家生產(chǎn)的水泥，質(zhì)量不過(guò)關(guān)，水泥安定性、強(qiáng)度及細(xì)度不達(dá)標(biāo)；沒(méi)有使用道路水泥或抗折強(qiáng)度高的水泥品種。二是粗細(xì)集料不合格。砂石含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)，水泥混凝土中水泥與石子表面粘結(jié)不良而產(chǎn)生初期開(kāi)裂。砂子過(guò)細(xì)以及砂石的級(jí)配不符合規(guī)范也會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫。三是外加劑存在問(wèn)題。施工單位往往存在不能針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際需要，合理正確地使用外加劑；或摻量不準(zhǔn)確、摻加方法不恰當(dāng)?shù)?，沒(méi)有起到作用，反而導(dǎo)致面板開(kāi)裂。

（2）混凝土配合比不恰當(dāng)。一是水泥用量偏小或偏大。水泥用量偏大，會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生較大的收縮而裂縫，偏小的水泥用量也會(huì)使混凝土因強(qiáng)度不足而發(fā)生裂縫。二是拌和比例不準(zhǔn)確。集料長(zhǎng)期暴曬或下過(guò)雨后，沒(méi)有根據(jù)實(shí)際含水量及時(shí)調(diào)整加水量；加料時(shí)圖省事，不采用電子秤稱(chēng)量或拌和設(shè)備稱(chēng)量系統(tǒng)出問(wèn)題等。三是加水量過(guò)大。為了方便拌和及振搗方便，施工中常因加水過(guò)多導(dǎo)致水灰比較高，偏大的水灰比，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，水分流失后引起體積收縮裂縫。

2 裂縫預(yù)防措施

2.1 設(shè)計(jì)要科學(xué)

（1）路基要穩(wěn)定。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、地形、地質(zhì)和水文情況，特別是交通量組成、車(chē)輛類(lèi)型以及當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)情況，提出符合當(dāng)?shù)貙?shí)際以及發(fā)展趨勢(shì)的軸載等設(shè)計(jì)參數(shù)，使材料組成、路基填料、碾壓方案滿(mǎn)足要求，確?？茖W(xué)完善的排水系統(tǒng)，保證工后沉降符合要求，路基始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。保證路基最小填土高度，使路基始終處于干燥或中濕狀態(tài)。路基填料選擇強(qiáng)度高、透水好的砂性土，且壓實(shí)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（2）基層要堅(jiān)實(shí)?；鶎釉O(shè)計(jì)必須具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并且斷面正確，表面平整，水泥混凝土路面基層的最小厚度定為18 cm，實(shí)際設(shè)計(jì)中可根據(jù)交通量的大小、車(chē)輛構(gòu)成、材料性質(zhì)，通過(guò)計(jì)算科學(xué)增加。基層選料和層厚符合要求，能起到排水與防凍作用，目前普遍采用水泥穩(wěn)定類(lèi)材料、天然砂礫較多；基層施工時(shí)嚴(yán)格控制填料厚度，松鋪厚度不超過(guò)30 cm，壓實(shí)度符合規(guī)范要求。

（3）面板強(qiáng)度要高。根據(jù)實(shí)際需要，從混凝土的組成，如水灰比、含砂率及集料級(jí)配等方面優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用足夠的強(qiáng)度等級(jí)，以確保水泥混凝土面板的承載力。水泥混凝土面板厚度設(shè)計(jì)符合要求，且根據(jù)交通量及車(chē)型調(diào)整，使混凝土路面面板始終能處于穩(wěn)定受力狀態(tài)。

2.2 施工要規(guī)范

（1）路基施工要規(guī)范。一是路基壓實(shí)要求一定要達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)和彎沉值，特別是構(gòu)造物附近及邊角部位更應(yīng)加強(qiáng)，以保證路基有足夠的、均勻的強(qiáng)度。二是對(duì)于半填半挖結(jié)合處、軟弱土基、陷穴、滑坡等路段，要做特殊處理，重點(diǎn)控制。三是排水設(shè)施要質(zhì)量過(guò)硬，能及時(shí)通暢地排水，消除地表水、地下水對(duì)路基穩(wěn)定的影響。

（2）基層施工要規(guī)范?；鶎右话悴捎盟喾€(wěn)定類(lèi)或砂礫類(lèi)材料，要嚴(yán)格控制材料強(qiáng)度，增加水穩(wěn)性；要嚴(yán)格把關(guān)制度，確保基層厚度均勻一致，保持強(qiáng)度的均勻；要嚴(yán)控質(zhì)量自檢，保證基層的密實(shí)度；要嚴(yán)格控制基層頂面標(biāo)高、平整度、橫坡，按水泥混凝土路面平整度要求控制基層平整度，對(duì)于標(biāo)高不足的基層應(yīng)堅(jiān)決返工重做，禁止采用拋撒松散基層材料填補(bǔ)標(biāo)高的方法；要加強(qiáng)基層養(yǎng)護(hù)工作，保持基層濕潤(rùn)并及時(shí)澆筑水泥混凝土面板。

（3）混凝土面板施工要規(guī)范。一是根據(jù)攪拌機(jī)械操作規(guī)程準(zhǔn)確控制拌和時(shí)間；運(yùn)輸?shù)缆芬教埂⒉荒茴嶔?，運(yùn)輸距離不能太長(zhǎng)；振搗應(yīng)均勻密實(shí)，避免漏振或超振，防止水泥混凝土離析而導(dǎo)致裂縫。二是施工前，要仔細(xì)檢查發(fā)電機(jī)、振動(dòng)梁、運(yùn)輸車(chē)輛等機(jī)具設(shè)備，確保其完好?，F(xiàn)場(chǎng)要有備用機(jī)具，嚴(yán)禁使用故障機(jī)械施工。三是面板澆筑完成后要避免陽(yáng)光直射，要覆蓋草簾養(yǎng)生、及時(shí)灑水，防止因暴露時(shí)間長(zhǎng)產(chǎn)生干縮裂縫。養(yǎng)生期間封閉交通，嚴(yán)格禁止人車(chē)通行，養(yǎng)生由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，養(yǎng)生期間每天定時(shí)灑水。四是在面板容易裂縫的薄弱處（如接縫、邊角）設(shè)置鋼筋，按施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫及實(shí)驗(yàn)室確定的最早切縫時(shí)間，采用多臺(tái)切縫機(jī)同時(shí)作業(yè)，嚴(yán)格控制切縫深度，及時(shí)切縫。

2.3 材料要嚴(yán)格把關(guān)

（1）原材料要嚴(yán)格把關(guān)。嚴(yán)格驗(yàn)收程序，進(jìn)料前由實(shí)驗(yàn)室抽樣并檢測(cè)合格，杜絕不合格原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)于安定性差、游離氧化鈣超標(biāo)、強(qiáng)度不足及細(xì)度不合格的水泥禁止使用；要采用大廠(chǎng)家利用旋窯生產(chǎn)的發(fā)熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥。集料含泥量超標(biāo)、級(jí)配不符合要求、有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)要更換料源，選擇合格的材料，或認(rèn)真沖洗、摻配至達(dá)到要求方可使用。科學(xué)準(zhǔn)確使用外加劑，施工單位應(yīng)該針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際需要，準(zhǔn)確使用外加劑，通過(guò)試配，找出最佳摻量，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)膿郊臃椒?，精心施工?/p>

（2）配合比要嚴(yán)格把關(guān)。按混凝土配合比準(zhǔn)確配料，水泥用量要精確稱(chēng)量，誤差值控制在1%以?xún)?nèi)。集料的含水量要及時(shí)實(shí)驗(yàn)取得，計(jì)算適宜的用水量，保持水灰比準(zhǔn)確；外加劑誤差控制在1%以?xún)?nèi)；對(duì)水泥混凝土拌和工人要進(jìn)行技術(shù)交底，明確責(zé)任，集料稱(chēng)量誤差控制在3%以?xún)?nèi)?；炷吝\(yùn)輸距離不能過(guò)長(zhǎng)，道路要平整，澆筑振搗要規(guī)范操作，防止出現(xiàn)離析導(dǎo)致裂縫。

3 結(jié)語(yǔ)

公路工程中水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因很多，但系統(tǒng)歸納起來(lái)，就是設(shè)計(jì)、施工、材料三個(gè)方面，要切實(shí)可行的預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，我們也只有從這三個(gè)方面入手進(jìn)行主動(dòng)預(yù)防控制。只有這樣，才能確保公路工程中水泥混凝土路面的建設(shè)質(zhì)量和使用壽命，才能使其更好地為人民群眾的出行服務(wù)，為社會(huì)主義各項(xiàng)事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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