水泥混凝土路面的抗裂措施综述

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摘要： 从水泥混凝土路面开裂破坏过程及其影响因素进行了研究分析，并根据原因分析从各方面提出抗裂防治措施。

Abstract: The process of the cement concrete pavement cracking and the influencing factors were studied and analyzed, and the control measures were presented from all aspects, according to causes.

关键词： 水泥混凝土；路面；抗裂；缺陷；韧度；应力

Key words: cement concrete；pavement；crack resistance；defects；toughness；stress

中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）18-0111-01

0引言

本文从水泥混凝土路面施工及使用过程中的各种因素进行了研究分析，水泥混凝土路面的抗裂防治措施从以下几个方面进行考虑：

1加强混凝土路面施工的过程控制

加强过程控制，就是按照规范的要求选用材料，减少混凝土中的杂质、气孔、微孔隙和微裂缝。主要措施是控制混凝土集料的级配、水泥的用量、用水量、搅拌和震捣的质量。振捣能够排除混凝土中的空气，所以在施工中应加强振捣，尽量排除混凝土中的空气以保证密实。混凝土各粒径集料的级配要尽量减小级配范围，防止各级粒级配比反差过大，在试验室配合比确定过程中，应加大各级集料掺配的选样数量，使集料达到最优的密实状态。在水灰比的确定过程中，要加大选取的范围，增加试件数量，绘制精确的水灰比曲线。减少干缩裂缝，属于施工过程控制，采用真空吸水是一种常用的施工工艺。减少温度收缩裂缝的关键在于减少混凝土的内外温差，具体的办法有三个：一是严格按照规范要求控制施工时的温度，在夏季要避开中午高温而改在夜间进行施工，合理划分混凝土路面的作业面，气温太高时还可以采取遮阴降温的措施；二是选用低水化热的水泥；三是及时覆盖保持温度，一般的做法也是覆盖保湿棉、草袋等。

2提高水泥混凝土路面的韧度

选用合理的建筑材料，改善混凝土的受力反应模式，是提高混凝土韧度的主要措施。钢筋混凝土和纤维混凝土是常用的复合型建筑材料。钢筋在混凝土中的作用，就是当混凝土开裂后，钢筋的抗拉力减小了混凝土承受的开裂应力，阻止裂缝的延伸，从而提高了混凝土的韧度。纤维混凝土是在水泥混凝土中添加纤维拌合成的复合材料，纤维材料以金属材料和无机纤维为主应用的较为广泛。纤维混凝土的主要作用就是提高混凝土的整体性，混凝土产生裂隙时，纤维能够发挥自身的抗拉力阻止裂缝继续延伸，使材料整体表现出较高的抗拉强度和韧性。随着裂缝的继续延伸，纤维在被拔出的过程中，纤维与混凝土间的摩擦力、粘结力及纤维的变形造成的机械抗力，使裂缝继续延伸所需的能量大幅度增加，从而提高了材料的抗裂韧度。目前用于混凝土的纤维有钢纤维、有机纤维、无机纤维和合成纤维，而使用比较普遍的是钢纤维和合成纤维。水泥混凝土路面中使用最多的是钢纤维混凝土。钢纤维混凝土是在普通的水泥混凝土中均匀地分布一定量的钢纤维。通过试验表明，与普通混凝土相比，钢纤维混凝土的抗压强度提高了5%～20%，弯拉强度提高20%～50%，收缩裂缝的总量减少了50%左右，在冲击荷载作用下的抗裂性能提高了2～3倍。合成纤维与钢纤维相比，掺量较少（0.1～0.2%，即每立方混凝土加1～2kg纤维），能够减少自重和减少成本。在很少体积掺量的情况下，合成纤维混凝土具有较高的抗拉、抗折和抗剪强度和显著的抗疲劳、抗冲击能力，以及优良的韧性和延性，能够减少水泥混凝土路面早期养护裂缝的形成。

3提高水泥混凝土路面的整体性，减小水泥混凝土路面板早期的收缩变形

路面板产生收缩变形是由于其内部产生的变形应力作用的结果，变形应力是由板块收缩变形和板的变形受到限制产生。板块收缩变形的控制取决于对混凝土干缩的控制。混凝土的干缩控制主要从混凝土凝结过程中的内外温度变化和混凝土内部凝结产生的热量两方面采取措施。内外温度控制即减小施工过程中的环境温差变化，避免高温施工，并且加强覆盖养生。减少混凝土内部凝结产生的热量可以使用低水化热、化学性能稳定的水泥。混凝土路面板的早期收缩变形是不可避免的，水泥混凝土20年收缩量的14%～34%发生在水泥混凝土的14d龄期内，在路面板施工完成后，要及时切缝，将混凝土面板内部产生的收缩应力释放。切缝的时间应严格控制，当气温在20℃～30℃时，切缝时间在水泥混凝土浇筑后3～10h为宜：当气温在10℃～20℃时，切缝时间在水泥混凝土浇筑后10h～12h。

控制对路面板变形的限制，一是要提高路面下承层的平整度，减小路面板与下承层之间的摩擦力；二是在路面板及下承层间设置隔离层，保证路面板的整体性。

4减小作用在水泥混凝土路面板的荷载

作用在水泥混凝土路面板的荷载主要来自汽车产生的荷载，其类型又可分为汽车自重产生的静荷载和汽车行驶对路面产生的冲击荷载。为防止汽车对路面的静荷载产生破坏，应参照路面设计选定的计算荷载合理确定车辆的载重量，禁止车辆超载。要减小汽车对路面的冲击荷载，应分别从车辆和道路两方面采取措施。一是严格按照设计和规范要求确定最大车速，做好限速管理，防止车辆超速加大路面板的共振频率；二是提高混凝土路面的平整度，降低由于车辆颠簸对路面产生的过大冲击力。车辆荷载作用在混凝土路面板产生的内部应力是直接导致路面板开裂的因素，除上述对车辆荷载的控制外，还应对路面板下部结构的稳定性加以控制，防止在荷载作用下产生过大的位移变形加速路面板的开裂。下部结构的稳定性主要体现在路基的质量控制，减小不均匀沉降。路基的质量控制措施很多，例如选用合理的路基填料、严格控制填料厚度、含水量和压实度。但最主要的是加强软土地基的控制措施，对于浅层软土地基可以采用直接换填的方法加以解决。而对于深层的软土地基，一般采用固结排水和无机结合料稳定的方法。另外对于一些特殊土质的地基，例如多空隙或粉性土质地基，承载力不足且稳定性差，常用的方法是换填土和强夯。

5结束语

水泥混凝土路面开裂的因素较为复杂，除上述各种因素分析以外，施工工艺及机械设备的选用也有很大影响。混凝土路面的抗裂措施应根据施工和使用过程中实际存在的各种因素进行分析，本着合理有效和节约成本的原则最终加以确定。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通部颁布.公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30―2003）.北京，人民交通出版社2003.6.

[2]中华人民共和国交通部颁布.公路土工试验规程（JTG E40―2007）.北京，人民交通出版社.

[3]黎霞.李宇峙.路基路面工程试验.人民交通出版社.1999.