谈水泥混凝土路面裂缝断板的成因及防治措施

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摘要：水泥混凝土路面属高级路面，城乡道路及高速公路中广泛应用，其质量好坏直接影响公路使用寿命。本文从自己多年从事景区道路施工中对出现病害原因分析及针对病害采取的处理措施，现做以简单介绍。

关键词： 浅谈水泥混凝土；路面；裂缝与断板问题

中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：

泥混凝土路面以其具有强度高、稳定性好、耐久性好、有利于夜间行车等优点，正在被广泛地应用于道路建设中。但在修建和使用过程中容易出现板面早期裂缝、断板、错台、边角破坏、平整度差等病害，给行车和养护工作带来一定的困难。其中裂缝和面板断裂是当前水泥混凝土路面施工中常见并急需解决的问题。产生上述病害的原因很多且很复杂，经过长期施工总结，发现主要原因在于路基、路面施工质量控制不严及外界温度变化、锯缝时间不当等方面。

一、 面层产生裂缝主要成因及处理措施

我们目前施工的隧道混凝土路面从铺筑和早期使用状况来看，产生的裂缝和断板数量比较多，其中裂缝大多发生在面板浇筑完成但尚未开放交通期间，通常称之为早期裂缝。早期裂缝主要分为：沉降裂缝、塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝及温度裂缝。

1、沉降裂缝

引起沉降裂缝的主要原因是混凝土用水量过大，导致坍落度大、终凝时间长、搅拌时间短等。

混凝土在浇筑成型后，随着时间的延长，由于坍落度大，水、水泥浆与骨料会发生分离倾向，骨料在水泥浆中下沉，自由水分则上浮，形成下部骨料聚集和表面泌水，因水分蒸发而形成裂缝。裂缝主要发生在以下部位：（1）面板变截面处；（2）板块横向边缘；（3）拉杆与传力杆处；（4）路面纵横坡度较大时的浇筑面不平整处；（5）由于模板不严密、不稳固的漏浆处。这些裂缝大多数发生在浇筑后的1～2小时内。

预防此类裂缝措施主要有：调整配合比，寻找混凝土合适的用水量；尽可能选用较小坍落度，加强混凝土振捣。

2、 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝主要是由于混凝土终凝前泌水和水分蒸发过快、混凝土失水体积收缩引起的。当水分蒸发量超过1.5L/m2•h时，混凝土面板表面就会出现裂缝。

避免产生此类裂缝的方法有：对砼表面及时进行二次抹压；在混凝土浇筑成型后及时用塑料薄膜覆盖；用草袋覆盖，使混凝土保暖、保湿，加强洒水养生或喷洒养护液。

3、干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝是由于混凝土水化反应引起的也是由于混凝土急剧干燥产生的，表现为龟裂状、树枝状裂缝，缝深而且宽。水化反应发生在混凝土的拌和、运输、振捣、凝结、硬化的过程中，主要发生在水泥与水混合后的8至16小时。在混凝土中，水在拌和物中以化学结合水、物理吸附水、毛细水等游离状态存在着。游离水分在不同阶段失去时，水泥浆就会干燥，体积就会收缩，当收缩受到限制时，发生收缩应力，从而引起干燥收缩裂缝。水泥浆的收缩限制有内外两种，内部限制是指骨料对水泥浆的限制，普通混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，致使混凝土内部经常存在着引起干燥裂缝的应力状态；外部限制是指相邻构件间的相互限制以及路面整体产生的限制。

防止水化反应引起的龟裂缝的措施主要有采用安定性良好的水泥。另外在施工中，采取覆盖措施，保暖、保湿；合理板块划分，采用设置伸缩缝或工作缝等方法缓和消除约束应力；对于侧边，则采用隔离层来缓和约束。

4、温度裂缝

水泥混凝土和其它固体物一样具有热胀冷缩性。水泥混凝土在硬化过程中，由于水泥水化反应会产生大量热量，使砼温度升高。温度每升高1℃，每延米混凝土板块膨胀0.01毫米，这样的温度变形对于面积较大的块件存在很大危险。砼中部水化产生的热量无法散热使内部温度升高、体积膨胀，而板面由于散热好而温度不会显著升高，这样内热外凉就会产生很大的应力，自然环境中，温度高低起伏变化，当温度升高面层砼伸长时也会受到基层摩擦力的约束，当约束力应力大于砼抗拉强度时就会产生裂缝。

防止温度裂缝的措施有：（１）合理选用级配，采用水化热较低的水泥，减小水泥用量和单位用水量，降低混凝土硬化阶段的膨胀值；（2）成型初期硬化阶段采用人工保温措施，对表面进行保暖、保湿养护。如遇雨天与冬季气候寒冷（低于5℃）时，要停止施工；（3）掌握锯缝时间，根据现场试锯来确定，最短时间以切缝不起毛边来控制，也可根据混凝土初期养护强度来控制，在抗压强度达到6～12MPa时要及时锯缝。根据已施工完成的水泥混凝土路的施工经验，总结出了锯缝时间参考表（附表一）。在气温很高时为避免不规则裂缝可采用跳跃式锯缝作业以减少裂缝发生。

切缝要嵌紧密实，所以采用优质的嵌缝材料也很重要。

二、基层、垫层强度不足及水危害而引起的板块断裂

若基层强度不足又有水从板缝渗入，则在车辆荷载作用下发生翻浆、唧泥现象，脱空板与基层接触面，板面支承不均匀，在荷载应力作用下，引起板块断裂、错台。

为解决此类病害，一方面保证填缝密实，防止水分下渗；另一方面在填挖结合部，刚柔结合部及高填方路堤等容易引起板块断裂处，可以在面板下面设置土工格栅，在混凝土面板内设置钢筋网进行补强。

根据板块断裂情况来看，水泥混凝土路面基层采用水泥稳定类半刚性结构材料的比采用石灰稳定材料的，混凝土面板破坏及裂缝数量明显少。故建议基层尽量采用水泥稳定类材料修筑。

三、 混凝土板厚度均匀性与施工质量控制不严而引起板块断裂

混凝土板厚度均匀程度直接影响板内混凝土受力的均匀性，板块厚度变化处容易引起应力集中，在应力作用下面板块易断裂破坏。

混凝土原材料质量、配合比、杂质含量超标时也会降低面板抗压强度，从而影响路面板质量。

所以要严格按照规范施工，加强施工质量监控，提高基层、面层平整度。对所用水泥等原材料认真检验，采用真空吸水工艺，可以提高混凝土的强度，特别是早期强度，一般七天即可达到设计强度的90%以上，故可大大减少早期裂缝和泌水裂缝。

四、胀缝、工作缝、缩缝处板边缘、板角等薄弱处碎裂

板边混凝土不均匀密实、强度不够、传力杆安置不平直或活动端被浇死、拆模时板边混凝土受到扰动，缝内石子等杂物未清除干净、边缘补强钢筋跨入两块板内等都会引起裂缝。在施工中要加强振捣，可用插入振捣棒、平板振动器和振动梁三个振捣过程，并要勤检查钢筋安放位置，传力杆活动端是否放置合理。

五、 结束语

水泥混凝土路面施工要求质量很严格、工艺要求很细腻，但往往在铺筑过程中受干扰大，影响因素多。一条高等级公路的水泥混凝土路面必须满足平整度、粗糙度、强度的要求。对于出现的裂缝应区别对待，若为浅表的可采用环氧树脂做灌缝处理；若为贯通面板厚度及断板的应进行返工处理，切缝处打孔预埋传力杆，增设钢筋网。为了提高混凝土路面的施工质量，施工前要作好充分准备，采用真空吸水工艺，选择有经验的施工队伍，加强对工人的技术培训，各种材料要符合规范要求。