水泥路面裂缝

水泥路面裂缝（共12篇）

水泥路面裂缝 篇1

水泥混凝土路面裂缝是一种极易发生的常见病害。它可造成板块断裂，致使地表水下渗而导致路面基层承载力降低，进而引起错板、唧泥和混凝土面板破碎，严重影响水泥混凝土路面的使用性能和使用年限，增加了行车的不安全因素。水泥混凝土路面破坏后，修复难度大、养生期长、影响交通，而且维修费用高。因此，防止水泥混凝土路面裂缝的出现有着重要意义。导致水泥混凝土路面裂缝产生的原因很多，也比较复杂, 这里就几个主要方面进行简要分析。

1 路面自身原因导致面板开裂

1.1 原材料因素

施工中严格把住材料关，是保证混凝土质量的前提。材料是构成混凝土路面的主体，如果原材料不合格，混凝土路面面板的弯拉应力就达不到设计要求，很容易在施工期间产生不规则断裂，或在使用过程出现更多的病害。因此水泥采用强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好，其物理性能和化学成分符合国家有关标准规定;碎石应由坚硬岩石加工而成，针片状含量小于12%，洁净、干燥、无分化、不含土块及植物等杂质;砂应采用洁净、坚硬，符合规定级配，细度模数在2.5以上的粗、中砂;水采用清洁的饮用水，如果使用非应用水时，应经过化验，其中硫酸盐含量不得超过2700mg/L，含盐量不得超过5000mg/L, PH值不得小于4。

1.2 混凝土配合比因素

严格控制混合料组成配合比，在施工中要经常检查骨料的级配是否与原试验级配相符，并及时调整施工配合比，同时还要检查含泥量，使其不能超标。水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量取决于水泥的特性和水灰比，水灰比对强度的影响是很大的，因此在施工中最应注意的是水灰比的控制。如果水灰比忽大忽小，在摊铺时又不注意摊铺的均匀性，在其交界结合处由于收缩率或受热膨胀率不同，容易形成裂缝和断板的情况;如果水灰比过大，混合料便偏稀，在其凝固成型时，收缩率就大，一旦缩缝设置和施工仍按正常进行，就会造成缩缝间距相对过长，从而易在较大的收缩应变作用下形成裂缝，如果进一步发展，还可以形成贯通的混凝土路面断板。

1.3 施工工艺因素

施工现场温度差、湿度差较大时，水泥混凝土易产生收缩裂缝。因此合理地安排作业时间，尽量避免在中午气温高峰时间进行施工，尽可能地把施工时间安排在早上或傍晚。这样水泥进行水解固化反应时，不会因周围环境的气温骤变而产生较大的影响。

搅拌时间不够，混凝土拌和不均匀，振捣不密实，有漏振或过振情况都将形成承受应力薄弱部位或区域，在温度应力和车辆荷载的重复作用下易使面板产生断板，因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。

在混凝土浇筑过程中，要始终保持施工作业的连续性，一旦出现间断作业，必须设置一道施工缝，并布置传力杆，以防止因不设施工缝而出现断板的现象。在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝现象的产生。

正确安装传力杆可以防止断板。传力杆的安装必须遵照规范要求，按设计进行，使传力杆与道路中心线及路面平行。如果传力杆安装偏斜，则在传力过程中会将混凝土顶破，从而形成裂缝造成断板。正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝，是预防断板的有力措施。纵坡变化处、平曲线及构造物结合部都是应力应变集中的位置，在此处设置胀缝，是减少或释放应力应变的最佳方案，它可以大大降低此处的断板率。

施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。因混凝土拌和后水化热较高、初凝早、收缩大，在夏季施工时，热量散失慢，会形成较大的温度应力，此应力会迅速集中于薄弱环节，当水泥达到终凝后，水泥混凝土即告凝固成型，这时水泥混凝土体收缩变形也在不断进行，并产生了较大的拉应力，当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于这个成型凝固产生的收缩拉应力时，混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生断板。一旦强度允许，及时切缝能有效地引导裂缝在预定的切缝位置上断裂，故避免了不规则的断板。

1.4 养生不规范

夏季气温高，风力大使水分损失较快，加上洒水不及时、不均匀，造成混凝土强度降低，水析出速度过快造成拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断板。所以在养生期间防止混凝土的水分蒸发和风干，采取措施减少温度变化以免混凝土产生过大的温度应力。开始用草帘或养生毯在混凝土终凝后覆盖顶板表面，每天均匀洒水，使混凝土的表面始终保持潮湿，阳光强烈时需采用遮阳措施，确保混凝土温度变化不至太大，以预防面板产生裂缝。

严格控制开放交通的时间，加强养生和养护。交通管制对混凝土路面的施工质量有很大的关系，交通管制不到位而使车辆驶入养护期未到的面板，就会使混凝土面板产生裂缝。

2 基层方面的原因

路面基层材料拌和不均匀会使路面基层的强度差异较大，沉降大小不一，极易造成路面面板开裂。基层平整度不符合要求，必然使水泥混凝土路面厚度不等，达不到设计厚度的地方为薄弱点，在荷载作用下该处很容易开裂。路基软弱或路面基层强度不足，沉降量过大和在构造物与路堤衔接处、新旧路结合部位的较大沉降差都会使水泥混凝土路面出现裂缝。

养生条件差，早期通车，致使基层强度降低，基层产生裂缝。在车辆荷载的重复作用下这种裂缝会反射到面层，从而导致混凝土面板产生裂缝，因此路面基层的施工质量同样要严格控制。

其它情况如车辆增长速度过快，超载和超限车增多使混凝土路面在使用期内超过规范要求，从而导致断板。这就需要设计部门在设计时充分考虑各方面不利因素对使用期道路的影响，建设部门加大资金投入，提高道路等级，各职能部门加大公路运营综合治理力度。

3 道路排水系统方面的原因

“百害水为先”，对水泥混凝土道路来说，首先要考虑的问题是对水的防治。路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基及基层失稳或强度不足，就使路面产生不规则的断裂。如果排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排，势必造成路面积水下渗至路基，导致路基强度的局部软弱，从而出现大面积的严重病害。

4 结束语

为了减少水泥混凝土路面裂缝的产生，应从施工材料选择、基层强度、施工及道路排水等多方面控制，严把质量关，控制好每个环节每道工序，严格按照国家有关规范、技术标准进行施工，确保工程质量。

参考文献

[1]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2000.1.

[2]符芳.建筑材料[M].南京:东南大学出版社, 2001.1.

[3]杨玉淮.道路桥梁施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

水泥路面裂缝 篇2

水泥混凝土路面裂缝类型、成因及控制

通过分析混凝土开裂的类型及原因,总结出混凝土路面面板开裂是多方面因素造成的,而主要因素则在于材料、施工及结构设计三方面.分别对这三个方面逐一进行了剖析,提出了预防措施和方法.

作 者：孙志文 作者单位：刊 名：工会博览・理论研究英文刊名：A VIEW OF LABOUR UNIONS年，卷(期)：“”(1)分类号：U416.216关键词：水泥砼路面 裂缝类型 成因及控制

水泥混凝土路面裂缝的成因及防治 篇3

关键词：水泥混凝土路面；裂缝；原因；防治

中图分类号：G48文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2012.01.003

文章编：1672-0407(2012)01-009-02收稿日期：2011-08-1

混凝土路面主要存在的裂缝病害有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂，各种裂缝的病害产生原因和防治方法不尽相同，以下将就各种裂缝病害的产生原因和防治方法做详细的分析和整理。

一、原因分析

(一)横向裂缝

1.混凝土路面切缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。混凝土连续浇筑长度越长，浇筑时气温越高，基层表面越粗糙越易断裂。

2.混凝土路面基础发生不均匀深陷，导致板底脱空而断裂。

3.混凝土路面板厚与强度不足，在行车荷载和温度应用下产生强度裂缝。

4.水泥干缩性大；混凝土配合比不合理，水灰比大；材料计量不准确；养生不及时。

5.混凝土施工时，振捣不均匀。

(二)纵向裂缝

1.路基发生不均匀沉陷，如由于纵向沟槽下沉、路基拓宽部分沉陷、路堤一侧积水、排灌等导致路基基础下沉，板块脱空而产生裂缝。

2.由于基础不稳定，在行车荷载和水、温的作用下，产生塑性变形或者由于基层材料水稳性不良，产生湿软膨胀变形，导致各种形式的开裂，纵缝也是其中一种破坏形式。

3.混凝土板厚度与基础强度不足产生的荷载裂缝。

(三)龟裂

1.混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，导致开裂。

2.混凝土拌制时水灰比过大；模板与垫层过于干燥，吸水大。

3.混凝土配合比不合理，水泥用量和砂率过大。

4.混凝土表面过度振捣或抹平，使水泥和细骨料过多上浮至表面，导致缩裂。

二、预防措施

(一)横向裂缝

1.严格掌握混凝土路面的切缝时间。

2.当连续浇捣长度很长，切缝设备不足时，可在1/2长度处先锯，之后再分段锯；可间隔几十米设一条压缝，以减少收缩应力的积聚。

3-保证基础稳定、无深陷。在沟槽、河浜回填处必须按规范要求，做到密实、均匀。

4.混凝土路面的結构组合与厚度设计应满足交通需要，特别是重车、超重车行驶的路段。

5.先用干缩性较小的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。严格控制材料用量，保证计量准确，并及时养生。

6.混凝土施工时，振捣要均匀。

(二)纵向裂缝

1对于填方路基，应分层填筑、碾压，保证均匀、密实。

2.对新旧路基界面处的施工应设置台阶或格栅处理，保证路基衔接部位的严格压实，防止相对滑移。

3.河浜地段，淤泥必须彻底清除；沟槽地段，应采取措施保证回填材料有良好的水稳定性和压实度，以减少沉降。

4.在上述地段应采用半刚性基层，并适当增加基层厚度；在拓宽路段应加强土基，使其具有略高于旧路的强度，并尽可能保证有一定厚度的基层能全幅铺筑；在容易发生沉陷地段，混疑土路面板应铺设钢筋网或改用沥青路面。

(三)龟裂

1.混凝土路面浇筑后，及时用潮湿材料覆盖，认真浇水养护，防止强风和暴晒。在炎热季节，必要时应搭棚施工。

2.配制混凝土时，应严格控制水灰比和水泥用量，选择合适的粗集料级配和砂率。

3.在浇筑混凝土路面时，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。

4.干硬性混凝土采用平板振捣器时，应防止过度振捣而使砂浆积聚表面。砂浆层厚度应控制在2-5mm范围内。抹面时不必过度抹平。

三、治理措施

(一)横向裂缝

1.当板块裂缝较大，咬合能力严重削弱时，应局部翻挖修补，先沿裂缝两侧一定范围划出标线，最小宽度不宜小于1m，标线应与中线垂直，然后沿缝锯齐，凿去标线间的混凝土，浇筑新混凝土。

2.整块板更换。

3.用聚合物灌浆法封缝或沿裂缝开槽嵌入弹性或刚性粘合修补材料，起封缝防水作用。

(二)纵向裂缝

1.如属于土基沉陷等原因引起的，则宜先从稳定土基着手或者等待自然稳定后，再着手修复。在过渡期可采取一些临时措施，如封缝防水；严重影响交通的板块，挖除后可用沥青混合料修复。

2.裂缝的修复，如采用一般性的扩缝嵌填或浇筑专用修补剂有一定效果，但耐久性不易保证；采用扩缝加筋的办法进行修补具有较好的增强效果。

3.翻挖重铺是一个常用的有效措施，但基层必须稳定可靠，否则必须首先从加强、稳定基层方面入手。

(三)龟裂

1.如混凝土在初凝前出现龟裂，可采用镘刀反复压抹或重新振捣的方法来消除，再加强湿润覆盖养护。

2.一般对結构强度无甚影响，可不予处理。

3.必要时应用注浆进行表面涂层处理，封闭裂缝。

四、結语

道路裂缝病害的产生将严重影响道路的服务年限和行车安全，而且还增加了管养的难度，希望通过本文的分析能够使大家对混凝土道路裂缝的产生和防治有更加深刻的认识，更好地为道路建设服务。

水泥砼路面裂缝问题浅析 篇4

关键词：水泥砼路面,裂缝破坏,裂缝类型,防治措施

新建水泥砼路面工程在施工过程中及通车营运一定时期内, 在路面某些部位, 总会发现裂缝的存在身影。而正是由于这些裂缝的存在, 倘若不对以及时处理, 它将会由裂缝的形态逐淅发展成其它病害的破坏形态, 如断板、角隅断裂, 唧泥……等等。而在工程实际建设过程中, 导致路面裂缝病害的存在有着太多的因素, 它往往会因为设计强度不足?行车超载, 或者由于施工方面的原因而达不到设计要求, 一旦受上述情况的影响, 其裂缝破坏就会迅速发展, 以致难以维护, 下面就让我们来了解一下, 水泥砼面板的裂缝类型及常见的一些裂缝防治措施?

1 水泥砼路面裂缝类型

一般情况下, 我们平时所说的水泥砼路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝, 这种裂缝可分为几种类型:沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等, 各种类型裂缝的相关特征主要如下。

1.1 沉降裂缝

这种裂缝可分为两种情况:一是混凝土浇筑后, 因材料自身沉降产生的裂缝;二是因地基沉降导致混混凝土产生的裂缝。第二种原因产生裂缝对工程质量影响巨大。混凝土浇筑后, 水泥和骨料在下沉阶段, 如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降, 使该处混凝土产生拉应力和剪应力时, 该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1-3小时产生, 属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理, 可重新加压抹平, 使裂缝闭合, 能达到较好效果。

1.2 温度裂缝

水泥混凝土因具有热胀冷缩性质, 加上水化作用, 伴随化学反应, 因而产生膨胀, 而板因气温板内有"差度", 造成水文养护前冷却收缩, 板面就会产生裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。

1.3 干缩裂缝

水泥混凝土浇筑后, 在硬化的过程中, 由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小, 加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩, 随着混凝土体积收缩产生拉应力, 当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度, 而产生干缩裂缝。干缩裂缝一般缘于养护不当。在风吹日晒下, 混凝土表面水分散失过快, 体积迅速收缩, 而内部温度变化小, 收缩小, 表面收缩变形受到内混凝土的约束, 也可引起表面裂缝。

1.4 超载裂缝

由于交通运输业的迅速发展, 大吨位的车辆逐年增加, 单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍, 由于轴载等效换算系数f= (Pi/P0) 16, 即超载 (Pi) 与标准轴载 (Po) 换算成16次方关系, 所以, 超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。

另外, 据有关资料披露, 我国公路上汽车超载情况相当普遍, 超载率达到了60%-80%, 有的车辆的超载甚至达到1-3倍, 在京珠高速公路上, 有的车载重量达到了100吨, 相当于一节火车的载重量。汽车超载严重损害了公路, 成为公路的第一杀手。

2 路面裂缝防治对策

从以上的论述我们可以得出这样一个论断:水泥混凝土路面出现裂缝, 不是由于一种原因形成的, 而是多种因素综合的结果。防治水泥混凝土路面裂缝, 可以采取多种措施综合应对。

2.1 根据车辆流量进行道路设计

为了减少水泥混凝土路面的裂缝, 公路设计、施工、管理等相有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家, 对水泥混凝土路面的设计理论及规范要求, 进行深入细致地研究和讨论。根据当地的地理位置, 环境、地形、沿线工程地质和水文地质, 特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况, 提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求, 以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统, 提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求。

2.2 严格控制混凝土材料质量

严格做好材料管理工作, 杜绝在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。对于安定性差, 游离氧化钙 (Ca0) 超标及强度不足的水泥强度应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。选择合格的含泥量较少的材料, 集料 (砂、碎石) 含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用。对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。按试验混凝土配合比准确配料;单位水泥用量要精确称量, 误差值控制在1%以内。集料的含水量要及时取得, 以便控制适宜的用水量, 保持水灰比准确;为减少用水量, 改善和易性可使用合适的外掺剂;用水量误差不得超过1%, 外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料, 尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法;集料称量误差控制在3%以内。

2.3 施工中严把每道工序质量关

混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握, 最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍;振捣应均匀密实, 避免漏振或超振现象产生。混凝土拌和时, 若集料温度过高, 应采用降温措施后再配料拌和。若采用撒水降温方法, 应及时测定含水量, 调整拌和用水量, 保证水灰比值不变。注意混凝土施工操作方法, 减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程, 避免混凝土过早凝聚及泌水现象而致微裂。必须坚持做到使混凝土相互粘结密实稳定, 有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。

2.4 严格禁止超载超重车辆上路

前面已经说过, 超载超重车辆已成为水泥混凝土路面的第一杀手。路面板荷载拉应力的大小, 取决于荷载的大小。汽车荷载是冲击荷载, 其大小不但与车辆轮胎对路面的静止压力有关, 而且车一路的祸合程度有关。要减小轮胎对路面的静止压力, 就要对车辆实行限载管理, 禁止超载的车辆上路。要削弱车一路的祸合作用, 分别从车和路两方面采取措施。对于汽车方面要采取限速措施, 降低车辆荷载的震动频率;对于路方面, 要提高路面的平整度, 降低车辆的震动幅度。

2.5 应严格控制浇筑完成后到开放交通时的时间

开放交通过早, 混凝土的强度尚低, 不足以承受行车荷载, 在荷载作用下, 混凝土路面很容易产生裂缝。此类裂缝多发生在城市道路的维修工程中, 因为城市道路一般交通繁忙, 不可能长时间封闭交通, 因此往往在混凝土未达到设计强度、养护时间不足就开放交通了。

3 结束语

由上述可知, 水泥混凝土路面裂缝产生成因较为复杂, 不仅与设计、施工等相关环节有关, 而且还与路面形成后的使用、养护也有很大的关系。裂缝的形成几乎是不可避免的, 部分部位、结构甚至是允许带裂缝工作的。但是裂缝的存在不仅影响美观, 而且影响使用寿命, 对此, 在对待路面裂缝病害问题时, 在时间上我们必须进行处理及时, 在管理上我们必须予以高度重视, 将它控制在裂缝的初期形态, 不至发展成其它病害类型的破坏。

参考文献

[1]GBJ97-87.水泥混凝土路面施工及验收规范.

水泥路面裂缝 篇5

水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施

0.引言 水泥混凝土路面板裂缝是一种极易发生的病害现象.它严重地影响着水泥混凝土路面的使用性能和使用寿命,增加行车的.不安全因素.水泥混凝土路面破坏后,修复工作不但难度大、养生期长、影响交通,而且维修费用高.因此,防止水泥混凝土路面裂缝的出现有着重要的意义.

作 者：曹新玲 作者单位：驻马店市农村公路管理处,河南,驻马店,463000刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(13)分类号：U4关键词：

水泥路面裂缝 篇6

【关键词】半刚性基层；沥青路面；裂缝分析

水泥稳定砂砾基层沥青路面产生裂缝虽不可避免，但若能从根本上进行全面分析，在施工中予以注意，裂缝的产生是可以减少的，从而可以有效减少因裂缝的产生而引发的其它病害，延长公路的使用寿命。下面笔者结合实践体会以及其他专家学者的相关研究就水泥稳定砂砾基层沥青混凝土路面裂缝的产生原因进行分析及减少裂缝进行探讨，以共同仁们参考。

1、裂缝的类型及其形成原因

总的来说据其形成原因可分为两大类，即荷载裂缝和非荷载裂缝。

1.1 荷载裂缝的类型及其形成原因

1.1.1 結构设计不合理或厚度明显不足，路面强度明显不能满足行车的需求。在行车的作用下，特别是在大吨位超重车辆的作用下，面层太薄，不能碾压密实，在雨季，由于大吨位车辆轮胎的泵吸作用，会出现网裂、唧浆等病害，严重的路段局部因泵吸作用把沥青淘尽，会出现严重的松散病害；若基层补强太薄，或施工单位下承层处理不到位，局部弯沉值较大，或处理后碾压不密实，有局部路段在重车作用下会出现网状裂缝，严重的会出现沉陷病害。

1.1.2 交通量比设计时的预测增长过快。因过多、过重车辆行车作用使路面过早出现疲劳破坏产生网裂、龟裂等病害。

1.1.3 基层和面层之间有薄弱层。因除尘不净或铺沥青面层前，下封层离皮而没有找补，在面层与基层之间形成了薄弱层，浸水后在行车作用下，沥青面层会出现龟裂，严重时有可能产生推移。另一种情况是结构层砂砾料含泥量太大，若基层浸水，尤其在阴雨天，局部会有0.5～1cm软化层，在行车作用下会出现龟裂。

1.1.4 采用犁拌法施工时，局部会因拌和不到底而出现夹层，使结构层厚度不足，承载能力下降，特别在超重车辆的作用下，会使沥青面层很快产生网裂、龟裂病害。

1.1.5 温度离析。在沥青混合料的运输过程中，若路程较远，沥青混合料表层温度就会低于内部温度过多，或摊铺机送料斗内有余料，或拌和时沥青混合料温度时高时低，会造成温度较低的混合料局部集中，就会使该处在同等碾压遍数的前提下碾压不密实，雨季就会浸水，在高速重载车辆的轮胎泵吸作用下，就会引起网裂，若遇阴雨，该处就有可能松散。

1.2 非荷载裂缝的类型及其形成原因

非荷载裂缝即不是由行车荷载引起的裂缝，主要有温缩裂缝，干缩裂缝，结构性裂缝。

1.2.1 干缩裂缝主要是基层失水后产生的拉应力超过基层的抗拉强度或极限抗拉应变而使基层开裂，从而逐渐反射到沥青面层而引起沥青面层开裂。

1.2.2 结构性裂缝主要是在施工中处置不合理或不到位引起的裂缝。主要表现在四个方面。

1.2.2.1 路基不均匀沉降引起的裂缝。主要是因结构沉降不一，产生的内力超过结构层的抗剪应力而产生的裂缝。表现在公路的拓宽改建中，加宽部分和原路部分沉降不均一，或在施工中接茬处处理不到位，通车后就会沿交接处形成裂缝或带状网裂。

1.2.2.2 桥涵和路面接茬处，由于结构不一样，引起不均匀沉降，形成横向裂缝，严重的会出现沉陷病害。

1.2.2.3 在半填半挖路堤填筑中不按规范施工,没有错台开挖填筑及分层碾压而出现沉降引起纵向或横向裂缝，严重的会产生错台或局部沉陷。

1.2.2.4 高填方路段不按规范施工而引起的裂缝。在高填方路基施工中，因压实机械不能到位，有的施工单位采用倾填法，不能按要求分层碾压，又没有经过长期的自然沉降，就进行路面结构施工，雨后往往引起沉降，该种裂缝有可能是纵向的也可能是横向的，而且该种裂缝较宽、较深，后期还难以处理，并且处理成本很大。同时会出现沉陷、错台等病害。

2、裂缝的防治及在施工中应把握的重点

2.1 荷载裂缝的防治

根据荷载裂缝的类型及产生的原因可从两个方面进行防治，即设计方面及施工方面。

2.1.1 搞好设计前的调查研究及做好有效的交通量预测。结合地方特色，在节约资金的前提下,做到结构设计合理,使结构层厚度具有足够的承载力,所用原材料具有一定的水稳性和较小的温缩性。

2.1.2 在施工中把握好重点，做到除尘净、下封严，选择原材料符合要求。即小于0.075mm的细土含量不能超过5%；若采用犁拌，要做到拌和均匀，不能使局部出现夹层，尽量采用集中拌和或厂拌。

2.1.3 采取有效措施尽量避免沥青混合料的温度离析。如沥青混合料在运输过程中要用棉被覆盖，摊铺机要尽量做到持续摊铺；混合料在拌和过程中温度要稳定，出料温度要保证在150℃左右。

2.2 避免结构性裂缝的相应措施

施工过程中若能严格按规范施工或采取有效的防治措施，结构性裂缝是可以避免的，只少对路面没有大的危害。

2.2.1 加宽路基的处治。在施工中需注意三点：路堤加宽须错台开挖台阶，并分层碾压密实；老路破除必须破除到坚硬部分；交接部位必须碾压密实。

2.2.2 桥涵结构物处的横缝处治。在施工中应先进行台背施工，提前分层填筑砂砾料或中粗砂，并用水分层压实，或填土分层夯实，充许有一定时间的自然沉降。

2.2.3 高填方路段裂缝的处治。填前必须清除地表杂物及提前填平坑穴等；必须分层压实，不管填方有多深，尽量采用机械分层压实；抛弃采用倾填法通过自然沉降而只碾压路基表层的做法。

2.3 减少温缩裂缝，干缩裂缝的措施

2.3.1 基层材料的选择

材料选择适当它能有效地减少干缩裂缝和温缩裂缝，对于水泥稳定砂砾基层来说，尤其是细粒土含量和粘土含量，国内外的许多试验有力地证明了这一点。在施工过程中,所采用的天然砂砾,选择的条件是必须符合规范要求的级配范围,砂砾中小于0.075mm颗粒的含量不超过5%,水泥为低标号水泥如325#。对于级配范围不合规范要求的,根据筛分结果添加级配碎石，对于粘土颗粒含量超过标准的不准采用。

2.3.2 水泥剂量的确定

砂砾、水泥材料选择后，水泥的含量对半刚性基层的强度以及裂缝的产生多少也是非常重要的。时下有许多施工人员认为水泥剂量越大，所产生的干缩裂缝、温缩裂缝越多，越小就越少。其实这种认识是偏面的，关键是选择合适的剂量。国内外的试验也证明了这一点。如西安公路研究所在研究水泥砂砾的干缩性时,采用不同剂量（3％、4％、5％、6％、7％）的水泥在同等条件下得出５％水泥剂量干缩性较小。

2.3.3 施工过程控制

2.3.3.1 采用机械化施工，保证水泥稳定粒料的均匀性，杜绝夹层。

2.3.3.2 提高压实程度，确保压实度评定合格。高密实度在提高强度的同时亦能有效减少基层的干缩性、温缩性。因此施工中严格控制标压，使采用标准和实际段落用料相符,避免一两个标压从施工开始用到施工结束，确保了每一施工段达到最佳压实标准。

2.3.3.3 严格控制含水量。由试验可知制件含水量愈大，试件干缩应变也越大，粒料土的塑性愈大，制件含水量对混合料的干缩应变的影响也愈大。在刚采用水泥稳定砂砾作为基层用料时，由于缺少实践经验，施工人员往往认为含水量稍大一点较好，并且有利于施工和碾压，其结果是养生期刚过或沥青面层刚铺不久就出现了裂缝，影响了道路的前期美观。究其原因主要是含水量过大基层干缩出现裂缝后反射到沥青面层所致。而现在在施工中含水量尽量采用最佳含水量进行控制。

2.3.3.4 利用合适季节施工，保证强度在规定时间内达到要求的强度，以减少温缩、干缩引起的裂缝。在施工中只有强度达到要求，结构层才有较大的抵抗应变及外力的可能性。在2001年S103线南阳至平顶山交界段施工中，由于受工期所限，右半幅施工在春节过后进行，在3月底完工，气温一般在5～20℃之间，左半幅施工从4月中旬开始到5月底完工，气温一般在25℃左右。第二年3月中旬笔者对施工路段抽查了4km(相同路段左右幅)进行对比，结果发现同样的材料，同样的施工工艺，结果右半幅裂缝数为201条（横向一般为6～9米不规则通缝），左半幅裂缝数为97条，明显少于右幅。笔者认为气温较低强度形成较慢，在没有达到要求的前堤下温差较大或失水较强度稍高的路段易出现裂缝。在取芯过程中也证明了这一点，2月中旬，在基层检查验收过程中，我们对右半幅相隔10天左右的基层进行取芯检查，结果有近1公里的基层取不出完整的芯样（该段施工过后5天，下了一场小雪，气温较低）。经过咨询专家及现场分析，认为气温低影响了强度的形成，需进一步养生。25天后，我们在原来取芯的旁边位置取芯，比较顺利地取出了完整的芯样。

2.3.3.5 严格控制面层压实度，以达到标准要求。沥青混合料的密实度愈大,空气率就愈小,其稳定度、抗拉强度和劲度就愈大，其疲劳寿命就愈长，在使用过程中产生的压缩变形也就愈小，从而使沥青面层具有良好的耐久性。

3、结束语

半刚性水泥稳定砂砾基层沥青路面产生裂缝的原因虽是多种多样的，但施工人员只要在施工过程中各阶段各工序中结合其产生的原因严格控制，是能够有效减少裂缝和消除某些裂缝的，能有效的延长公路的使用年限，取得一定的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张春海.水泥稳定碎石基层裂缝的产生原因及改进措施[J].北方交通,2011年06期

[2]冯述武.小议水泥稳定碎石基层施工技术[J].科技促进发展(应用版),2010年06期

[3]蔡华英.沥青路面的砧锻效应[J].交通世界(建养.机械),2011年08期

[4]吴建红,刘芳.沥青混凝土路面就地冷再生施工实践[J].交通标准化,2011年15期.

水泥路面裂缝 篇7

关键词：公路工程,水泥混凝土,路面裂缝,温度场

1 温度对水泥混凝土路面裂缝的影响

水泥混凝土路面施工中, 路面的裂缝问题相当普遍, 而早龄期水泥混凝土产生裂缝的相当大一部分原因是混凝土的温度变化而引起的温度裂缝。温度裂缝是指由于混凝土体存在温度差, 再加上水泥混凝土的热胀冷缩特性导致结构各处变形不协调而产生的裂缝。

在混凝土的凝结过程中, 混凝土内部温度比较平缓, 而混凝土路面和路面边沿与外界接触面积较大, 路表面温度主要由外部温度决定。混凝土路面表面在白天接受日晒温度升高到了晚上温度会降低。昼夜的温差很大, 产生温度的变化会使混凝土路面产生收缩和膨胀, 加之混凝土初期强度偏低很容易产生裂缝。总体来说, 由于温度应力产生裂缝的原因主要有以下几点:

(1) 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 也会在混凝土内部出现拉应力。

(2) 气温的降低也会在混凝土的表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超过混凝土的承受荷载的时候就会出现裂缝。

(3) 许的混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不到位、时干时湿、表面干缩形变受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。

(4) 由于原材料不均匀、水灰比不稳定, 以及运输和浇筑过程中的的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。

通过以上分析可知, 要想进一步研究路面温度裂缝的产生与发展, 其根本在于准确了解水泥混凝土内部及其所处环境热量的产生、释放与传导的规律, 从热量角度揭示水泥混凝土路面的裂缝的发生与开展, 并指导实际设计与施工, 减少因温度因素导致的裂缝产生。

2 水泥混凝土路面早龄期温度场研究

水泥混凝土路面直接暴露在大气之中, 一年四季大气温度和太阳辐射周期性的变化以及每一天白昼黑夜气温的变化, 使得路面结构产生不稳定的热传导, 同时其内部早期在各种复杂水化反应中热量的产生、释放和传导都具有不均匀性, 所以路面结构内部温度场的分布状况也不是均匀和不稳定的, 无论是在空间上还是时间上都是一个复杂的变化过程, 这些作用的结果直接体现为路面温度场的复杂分布。

路面早龄期温度场受到水化作用和环境条件的相互耦合作用, 存在一个发展演变的过程, 早龄期温度场随环境变化呈周期性波动, 但由于水化热的作用, 水泥混凝土路面前24h或前36h温度场显著高于后期。现场条件下混凝土水化期间, 混凝土温度发展是胶结材料水化热释放和结构与周围环境的热交换平衡的体现, 具体表现为受以下三个方面的影响:

2.1 混凝土水化热

水泥混凝土水化各因素之间的相互作用非常复杂, 水泥组分、水泥细度、水泥用量、水灰比、矿物掺合料和化学外加剂的存在以及水化初始温度均影响着水化热。

2.2 环境影响

水泥混凝土外部环境条件昼夜循环波动, 诸如气温、风速、相对湿度、太阳辐射、云量等参数值不断变化, 水泥的水化反应受其所处环境状态影响强烈。

2.3 热交换

现场混凝土铺筑好后, 热量就会从混凝土传入环境或从环境传入混凝土, 热传递也对水泥混凝土内部与表面温度有着较大影响。

福州大学胡昌斌教授等人通过选择福建省不同地区、结构和季节, 进行了早龄期温度场现场监测试验研究, 研究选取确定水泥水化放热、环境变化、热交换这3个方面的模型和参数, 采用有限差分法编制了水泥混凝土路面早龄期温度场数值模拟程序, 并通过现场足尺路面板早龄期与长期温度场监测试验, 室内小板试验调试验证了模型和程序。

为保证数值模拟的准确性和适用性, 研究选择我国学者建立的环境气象参数模型, 材料参数取值考虑国内材料特性, 通过选择环境参数与热交换模型、水泥水化放热模型等综合考虑气温、对流换热、辐射、混凝土表面水分蒸发吸热、水化放热等多个因素在内各参数, 编制出温度场显式差分方程, 它受到空气的对流换热、太阳辐射、水分蒸发和节点内部热源的影响。对流边界节点即混凝土路面板顶部节点热平衡方程为:

式中:Fo为内热源强度;λ为热导率;△τ为时间间隔;i、j为节点编号;△x为相邻节点间距。

胡昌斌教授等人通过上述数值仿真模型拟合与现场铺筑路面的早龄期温度对比验证结果发现, 路面板各深度的早龄期温度的拟合准确度都较好, 水泥混凝土路面早龄期温度场的温度预估程序准确性总体较好, 通过参数敏感性分析可以发现:除路面材料结构参数、水泥组分、水泥用量、水灰比、面板厚度外, 对混凝土早龄期温度场有显著影响的还有铺筑时间、环境温度、太阳辐射强度、风速、养护方式、混凝土摊铺温度, 以及受混凝土龄期显著影响的路面辐射吸收率、面板导热系数等因素。

3 防止水泥混凝土路面早期温度裂缝的措施

通过以上分析可知, 为了防止混凝土的温度裂缝, 减轻温度应力的不利影响, 从温度控制的角度, 可从以下几方面措施控制水泥混凝土路面裂缝的发生:

(1) 掌握好浇筑时间段, 避免极端天气作业。环境条件对水泥混凝土路面早龄期温度有非常显著的影响, 不同时间段施工的路面混凝土的生长环境有很大不同, 因此, 选择时间段可以显著调节路面板施工浇筑期间温度。

炎热夏季施工路面, 混凝土的浇筑可选择在早上或是傍晚施工, 并且在浇筑混凝土减少浇筑混凝土的厚度, 充分利用浇筑层面散热;砂石料应设遮阳篷, 宜采用地下水拌合混凝土, 以降低混凝土温度;掌握合理的拆模时间, 气温骤降时采取表面保温措施, 气温升高时采取内部降温措施, 以免混凝土表面发生剧烈的温度梯度而产生裂缝;应尽量避免早晨施工时段导致的混凝土水化热与中午天气出现的叠加升温效应。

寒冷冬季施工路面, 应依靠水泥水化来增强混凝土的强度, 适当提高拌合水温, 迅速完成水化作用, 加快混凝土的强度增长;施工过程中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施;使用挡风板降低风速, 降低温差, 减缓水分蒸发速度, 避免裂缝的发生。

(2) 加强水泥路面施工后的养护。养护可以显著调节路面板温度, 不同养护方式下路面温度的高低次序为养生剂或薄膜养护、无养护、黑色土工布洒水养护、白色土工布洒水养护;水泥混凝土终凝后即覆盖洒水养护, 防止水分丧失过快, 产生干缩裂缝;养护时间由水泥混凝土强度增加情况而定, 不得少于7d;高温夏季施工, 洒水养护对路面早龄期温度场来说是有利的, 低温冬季施工, 覆盖薄膜或养生剂养护对路面早龄期保温性有利。

(3) 优化水泥混凝土路面选用材料。材料参数对路面早龄期温度影响显著性稍弱, 但仍有一定的调节作用。对于夏季施工路面应选择低水化热的水泥, 而冬季施工路面可选择高水化热的水泥;在不影响力学性能的前提下, 夏季铺筑路面的颜色尽量控制为灰白色, 而冬季路面可为深灰色;夏季路面应选用低水泥用量、低水灰比的混凝土, 冬季与之相反;采用改善骨料级配, 用于硬性商品混凝土掺混合料加引气剂或塑化剂等措施以减少商品混凝土中的水泥用量。

4 工程实例

项目名称:国道G106线从化学田至西瓜地段路面改造 (K2404+446~K2415+235) 。本项目起点位于广州市与清远市交界处, 终点位于西瓜地, 起点桩号为K2404+446, 终点桩号为K2415+235, 路线全长10.789km。国道G106线K2404+446~K2414+300段为本项目其中一段, 等级为公路一级, 设计时速为60km/h, 路面宽度29.5m, 为双向六车道。全线路面破损较为严重, 对行车安全性及舒适性影响较大。本项目主要工程量为对旧路面进行病害整治、更换破碎板、修复旧路沥青混凝土路面、加铺沥青混凝土面层等 (其中水泥混凝土路面破板修复2.974km) 。

本项目K2411+605~K2411+655右幅第二车道为水泥混凝土路面补板破除重建施工, 于2015年6月7日~6月8日开始浇筑水泥混凝土路面施工, 期间通过洒水与覆盖土工布或草帘保湿养护, 施工期间本项目所在区域午后最高气温可超过35℃。现场监督抽查发现, 此里程路段水泥路面施工终凝后出现多道明显的路面裂缝, 最长一道约60cm, 宽度约0.5~1mm, 如图1所示。通过现场观察、凿除表面混凝土, 并采用路面抽芯验证, 结果证明均为水泥混凝土干缩导致的表面裂纹, 其深度分布约0.5~2mm之间。

后期施工过程中通过调整混凝土浇筑施工时段, 错开施工水化放热与气温升高同步、加大路面洒水养护频率、加强施工控制水泥表面浮浆厚度等措施, 有效地减少了混凝土表面干缩裂纹的发生率, 较大提升了水泥混凝土路面的施工质量。

5 结语

综上所述, 混凝土的温度裂缝问题可通过研究水泥混凝土路面早龄期温度场分布, 采用现场实测与数值拟合分析的手段验证, 进一步分析研究其受外部条件和材料参数影响, 如气温、太阳辐射、水泥水化热、铺筑时间、养护方式等, 指导施工工艺改善, 混凝土材料选择, 路面板厚度设计, 混凝土摊铺温度控制等, 减少当前水泥混凝土施工中因温度因素而引起的裂缝。

参考文献

[1]胡昌斌, 金王杰, 孙增华.水泥混凝土路面早龄期温度场数值模拟研究[J].工程力学, 2013, 30 (4) :175~183.

[2]王新杰.浅谈建筑施工中混凝土裂缝控制[J].中国建筑金属结构, 2013 (2) :123.

[3]净卫星.桥梁工程施工中混凝土裂缝控制探究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2015 (20) :7095.

水泥砼路面裂缝的技术分析 篇8

关键词：水泥砼路面,接缝,施工

水泥路面的接缝料是用来防止路表水通过接缝下渗或者坚硬的杂物嵌入缝中, 预防路面锯缝下的基层受水侵蚀造成唧泥, 进而引起面板被淘空;也可预防石子等硬物嵌入接缝, 引起面板断裂。从对我国水泥路面接缝使用性能调查来看, 嵌缝料的损坏相当严重。损坏的主要形式为嵌缝料的粘附性不足, 随着路面板的低温收缩发生脱粘。其原因除了与施工人员对接缝的处理工艺不到位以外, 还与接缝材料的尺寸参数及对其受力特性缺乏分析有关。

1 路面裂缝的成因

路面开裂主要是由于路基质量问题和路面结构层由于水作用损坏引起的, 主要存在以下几种情况:

1.1 路基的质量问题主要在新老路堤的结合处, 由于旧路堤经车辆

荷载的反复作用, 经长时间的沉降, 已经稳定, 而新填路堤在路面施工后, 沉降尚未稳定。

1.2 路基基底横向坡度较大, 路基在施工完成后出现局部位移, 导致路基裂缝的出现。

1.3 路基由于地下水、通过路面结构层渗入的地表水及各种毛细水的渗透, 使路基填料强度下降, 引起“弹簧”现象。

2 切缝施工

2.1 纵缝:缝的纵拉杆应采用螺纹钢筋, 设置在板厚的中间。并应避免将脱模剂 (如沥青) 涂洒在拉杆上。

纵向施工缝拉杆可采用三种方式设置。第一种是在模板上设孔, 立模后在浇筑混凝土之前将拉杆穿在孔内。第二种是把拉杆弯成直角形, 立模后用铁丝将其一半绑在模板上, 另一半浇筑在混凝土内, 拆模后将露出在已浇筑混凝土侧面上的拉杆弯直。

2.2 横缝

2.2.1 缩缝。

横向缩缝可采用在混凝土凝结后锯切或在混凝土铺筑时压缝的方式修筑。压缝法施工方法是:当混凝土混合料做面后, 应立即用振动压缝刀压缝.当压至规定深度时, 应提出压逢刀, 用原浆修平缝槽, 严禁另外调浆。然后, 应放入铁制或木制嵌条, 再次修平缝槽, 待混凝土混合料初凝前泌水后, 取出嵌条, 形成缝槽。由于切缝可以得到质量比压逢好的缩缝, 因此, 应尽量采用这种方式。特别是高等级公路必须采用切缝法。

2.2.2 胀缝。

胀缝应与路中心线垂直, 缝壁必须垂直, 缝隙宽度必须一致, 缝中不得连浆。隙下部设胀缝板, 上部灌胀缝填缝料。传力杆的活动端, 可设在缝的一边或交错布置固定后的传力杆必须平行于板面及路面中心线, 其误差不得大于5mm。传力杆的固定可采用顶头木模固定或支架固定安装两种方法。

2.2.3 施工缝。

施工缝宜设于胀缝或缩缝处, 多车道施工缝应避免设在同一横断面上。施工缝如设于缩缝处, 板中应增设传力杆, 其一半锚固于混凝土中, 另一半应先涂沥青, 允许滑动。传力杆必须于缝壁垂直。

3 接缝填封

填缝施工是整个水泥砼路面施工的最后一道工序, 混凝土板养护期满后应及时填封接缝。填缝前必须保持缝内清洁, 防止砂石等杂物掉入缝内。常用的填缝方法有灌入式和预制嵌条式填缝两种。

采用灌入式填缝施工时, 灌注填缝料必须在缝槽干燥状态下进行, 填缝料应与混凝土缝壁粘附紧密, 不渗水, 其灌注深度3~4cm为宜, 下部可填如多孔柔性材料。填缝料的灌注高度, 夏天应与板面平齐, 冬天宜稍低于板面, 但根据东北的气候情况, 冬天无法进行填缝施工, 夏天由于湿度相对比南方小, 所以夏天填缝施工时, 灌人高度应低于板高的2~3mm, 这样膨胀后, 填缝料就会与板面平齐, 防止因膨胀溢出粘结到车的轮胎上而影响路面的清洁。

其具体施工过程为:

3.1 清除接缝中的砂石及其它污染物, 必要时用水反复冲洗, 并用压缩空气吹干。

3.2 采用常温施工时, 按供应商推荐的常温施工式填缝料的用量比例, 将两组份料用手提式电钻混合均匀备用。

3.3 采用热施工时, 按供应商推荐的热施工式填缝料的用量比例, 安全加热到规温度和加热时间, 将填缝料溶解备用。

填缝料中的不溶物应彻底清除干净。

3.4 用灌缝枪或灌缝机徐徐将填缝料挤入接缝中。

3.5 及时将流落在路表面上的填缝料在未固化前清除干净, 保持接缝表面清洁。

4 滑模摊铺水泥混凝土路面接缝施工工艺

在施工中, 防止传力杆支架发生位移和倾斜的主要方式有钢钎支挡和钢筋锚固两种。对于这两种锚固方式从效果看, 钢钎锚固对控制传力杆支架的纵向位移还可以, 但对控制整个支架在混凝土推力的作用下绕传力杆支架锚固边旋转的效果不理想.在缩缝处施工的另一个重要问题是路面的平整度问题, 在实际观测中发现, 该问题与摊铺机的机型有关。搓平梁修整路面时, 为加强其修整的效果, 将搓平梁调至有一个很小的倾角, 前端 (摊铺机前进方向) 比后端到基层同一水平面上的高度高大约10mm, 这样在施工中, 搓平梁前端将成型模板挤压成型的路面表层超过标高的那部分砂浆刮去, 形成在搓平梁前滚动的砂浆卷, 然后长约40 cm的搓平梁底面形成一个倾斜的挤压面, 通过往复的挤压作用使路面更加密实。这样对修复DBI插入传力杆后或TBI插入中央拉杆后留下的表面坑槽比较有利。但传力杆采用前置支架法施工时, 传力杆支架的刚度远远大于振捣后新拌混凝土的刚度, 当搓平梁对缩缝处的路面进行挤压时, 由于该处材料的突变, 传力杆支架上面的混凝土在搓平梁挤压作用下与周围混凝土发生不同的变形, 承受相同压力时, 该处在水平方向上和竖直方向上的变形较相邻振捣后的混凝土大, 从而形成了传力杆支架处路面下陷, 两侧路面升高的波浪形表面结构, 如果搓平梁后的抹平板没有足够的压力将该处抹平, 缩缝处的路面就会成为影响平整度的关键部位之一。

5 水泥混凝土路面的养护管理工作

加强水泥混凝土路面的养护管理工作是提高路面使用性能, 延长路面使用寿命的重要措施。

水泥混凝土路面的养护的重点是在接缝的养护, 应在不同季节及时填充或铲除多余填缝材料, 保持接缝完好, 表面平顺。当气温下降接缝扩大有空隙时, 要适时地填满, 以防冬春季节雨水渗入侵蚀基层。当气温上升填缝材料软化挤出缝外时, 要将挤出的填缝材料铲除, 并防止泥砂石屑或其它杂物嵌入缝内, 影响板块正常伸缩。在填缝材料使用若干年后, 由于老化而失去弹性及粘性时, 应及时更新, 以保证接缝的正常使用功能。

当水泥混凝土面板开始出现板底局部脱空现象 (有时伴有板块角隅轻微裂缝) , 应立即采用板底灌浆的方法进行处理, 将病害消除在“萌芽”状态。板块断裂时, 应及时组织力量进行修补, 以免波及周边板块, 致使损坏扩大。

浅析水泥混凝土路面的裂缝 篇9

水泥混凝土路面作为主要的路面结构形式从20世纪90年代以来在我国飞速发展,从已有的使用情况来看,最常见、最严重的病害就是开裂破坏。如何防止混凝土路面开裂无疑是一项重要而紧迫的任务。

混凝土路面开裂的主因有:1)混凝土冷缩和干缩引起的开裂;2)动荷载(车辆荷载)作用下的疲劳破坏的开裂。

其中,疲劳破坏除车辆荷载作用外,也与板体内收缩拉应力有关。因此,要防止开裂,关键在于降低混凝土拉应力。混凝土内部的收缩拉应力主要取决于混凝土的收缩和外部限制条件。

从扩散速度看,干缩比冷缩慢,其量值也大大小于冷缩。通过加强养护,干缩的影响还可以进一步消除。因此本文将主要讨论冷缩产生的温度应力的影响。大量工程实践表明,弄清施工早龄期混凝土的温度应力的性质用以指导混凝土路面施工,防止施工断板,具有重要意义。

及时锯缝以释放混凝土的温度应力,是防止施工断板最有效的措施。实际工作中用温度小时和强度控制法等确定锯缝时机,但由于混凝土凝结过程受本身性质和温度、气温、风速等多种因素影响,所以不易掌握,要么太早混凝土强度低缝槽被锯缝机打成不规则毛边;要么太晚混凝土早龄期温度裂缝已形成,造成施工断板。因此,提出简易合理的确定锯缝时机的方法就显得非常必要。

1 水泥混凝土路面开裂的机理

不同限制条件下,混凝土变形引起开裂的情形完全不同,如下所示:

混凝土的主要变形:

1)膨胀。

限制膨胀——不开裂;

自由膨胀——开裂。

2)收缩。

限制收缩——开裂;

自由收缩——不开裂。

在强度限制条件下,混凝土收缩变形会引起内部很大的弹性拉应力,此应力随着混凝土弹性模量的增大和收缩的增加而增大,收缩徐变作用在一定程度上可以减小此种应力,但徐变松弛后的拉应力增长超过混凝土抗拉强度时,混凝土路面就会开裂。可以得出控制混凝土路面开裂的主要条件为:

1)混凝土自身冷缩和干缩。

2)水泥混凝土路面面层与基层间强大的限制条件。

面层与基层间存在很强的摩阻力,这是不容置疑的。但摩阻力到底有多大,对路面性能影响有多大,目前很难找到有关研究资料。但对于层间摩阻力,我们认为不能简单的理解为物理上的摩阻力,而是由静摩擦力和层间粘结剪应力两部分组成。实测结果表明,粘结剪应力比静摩擦力大的多,而降低层间摩阻力关键是要减少层间粘结剪应力,而减少静摩擦力不大。

2 水泥混凝土路面防裂技术

防止水泥混凝土路面开裂的两个途径:1)降低混凝土收缩量;2)减轻层间限制,将强限制转化为弱限制。

2.1 膨胀补偿收缩技术

该项技术在许多工程项目中被采用,主要用于混凝土的防裂、自应力、防渗等,在路面工程中运用还很少,但其作用原理是一致的,形象的说就是用“膨胀”来“补偿或抵消”混凝土的“收缩”。这主要靠膨胀水泥和膨胀剂来实现,目前市场上有许多产品可供使用。

2.2 层间减摩方法

消除层间粘结剪应力的方法很多:如涂油、垫砂、铺油毡等。另外采用塑料膜隔离的方法优点较多:施工方便;既能隔离,又不影响层间传力效果;价格便宜。

此外,使用干缩量小的水泥、骨料;加强养护;二次振捣;二次抹压等也大为必要。

3 路面锯缝时机的确定

施工阶段温度应力大于混凝土抗拉强度时,就可能发生施工断板。分析混凝土凝固过程中的抗拉强度,与温度应力对比,判断发生断板的条件,最后用温度来确定锯缝时机。

1)混凝土板凝固阶段的温度特性。

在水化热、气温和日光辐射的作用下,板温随浇筑时间不同时刻出现峰值和谷值。以混凝土浇筑时间为0计,对于42.5水泥来说,0 h～6 h,12 h～20 h为升温过程,6 h～12 h为降温过程。这是一个具有规律性的现象。如果暂不考虑翘曲应力和膨胀应力,6 h～12 h混凝土板处于降温收缩状态,容易发生裂缝。

2)混凝土板凝固阶段的强度特性。

资料表明,混凝土早龄期以10 h～12 h增长最为缓慢,抗裂能力的增长也最慢。

由早龄期混凝土抗拉弹性模量的增长规律并对上下午浇筑的混凝土抗拉弹性模量可知,下午浇筑的混凝土处于降温区间,模量值比上午低,在第10 h低2倍以上,对降低混凝土的温度应力有利。这一点回答了施工单位普遍反映的上午浇筑混凝土为什么容易发生施工断板的问题。综上所述,可以认为第10 h是容易发生断板的控制时间,而容易断板的季节是在板内温度梯度较大的热季,因此编制出热季每天24 h气温与平均板温之间的典型关系,求出气温与板温的平均差值。利用气温变化曲线的规律性,根据当日预报的气温和浇筑水泥混凝土的时间,推算出第10 h的板温作为控制锯缝的温度,从而求出锯缝时机。其原则是:求出第10 h板温后,如果板温有继续升高的趋势,则温差还要增大,需要立即把混凝土板锯开;如果板温在下降,则温差不会再增大,只要在次日再次升高为第10 h的板温之前锯开混凝土板即可。

具体方法如下:1)由当日的气象预报预测施工开始时的气温T(t);2)预测终凝时的板温。预测板温等于预测气温加上板温与气温的差。终凝时间一般不超过12 h;3)将实测开始浇筑混凝土的温度T与第12 h的预测板温连线,求第10 h的板温为锯缝控制温度,从而求出合理锯缝时机。

上午浇筑的板当天锯缝,下午浇筑的板次日清晨锯缝,这是施工单位的常规做法。本文进行的定量分析从理论上说明了这种方法是合理的。以上提出的方法在温度应力不大于混凝土强度的理论上,由此方法推出的锯缝时机控制在混凝土浇筑后第10 h,这对早龄期强度增长较快的水泥是可行的;对强度增长较慢的水泥,锯缝时可能因混凝土强度不够而打坏缝槽边缘,需在施工中加以注意。从保证及时锯缝的角度来看,还是使用早期强度增长较快的水泥为好。

施工阶段的温度应力超过路面水泥混凝土强度是发生断板的根本原因,正确选择锯缝时机是防止断板的根本措施。本文根据温度应力不超过混凝土早龄期强度的原理,提出的用板温控制并求出锯缝时机的方法,简便易行,便于掌握。

参考文献

浅议水泥混凝土路面裂缝 篇10

1 混凝土路面裂缝产生的原因

1.1 温差影响

混凝土属于堆聚结构的复合体,具有热胀冷缩的性质。温差效应过大或突变,容易造成混凝土面板强度形成的不同步。当气温高时,上部强度的形成比下部要慢。在这样的情况下,面板强度的形成不同步,容易出现翘曲变形,一旦有不规则裂缝发生就会使强度较低部位拉断开裂,形成不规则断板,所以在施工中要注意尽量避免在温差大天气或大风天气施工,或者当混凝土浇筑完毕后立即采用遮阳、洒水、喷洒养护剂等措施,使混凝土体的表面始终保持潮湿,确保昼夜温差不至太大,以预防面板断裂。

1.2 混凝土配合比的影响

严格控制混合料组成配合比,使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质,发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时,必须及时调整施工配合比,同时还要检查含泥量,使其不得超标。而在施工中最应注意的是水灰比的控制,如果水灰比忽大忽小,在摊铺时又不注意摊铺的均匀性,就会造成水灰比的不同片块,在其交界结合部,由于凝固收缩率或受热膨胀率不同,在结合部位形成裂缝和断板的情况;如果水灰比过大,混合料便偏稀,在其凝固成型时,收缩率就大,一旦缩缝设置和施工仍按正常进行,就会造成缩缝间距相对过长,从而易在较大的收缩应变作用下形成裂缝,如果进一步发展,还可能形成贯通的混凝土路面断板,因此,在施工中要严格把住混合料的配比关,特别是水灰比这一关。

1.3 水泥的影响

伴随着我国交通事业尤其是公路事业的快速发展,车辆荷载不断增加以及轴次不断作用于路面,对于路面结构往往要求采取高级或者较高级的路面形式,这就要求设计或者施工单位应用较高型号的水泥;对于路基结构,在满足强度和稳定性的前提下,往往采用低水化热且型号较低的水泥。如果路面层或者基层应用水泥不能满足强度要求或者水泥水化热过大,不仅会造成面层、基层容易产生裂缝,而且由于物理反射作用,还会把基层的裂缝反射到面层,加重对道路的破坏程度,从而影响混凝土路面的使用性能。

1.4 混凝土路面施工工艺因素

搅拌时间不够,材料拌和不均匀;振捣不密实,有漏振或过振情况都将导致混凝土整体强度不一致,因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀,将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密度小的区域内混凝土面板下部多呈蜂窝和空洞状,形成了承受应力的薄弱部位或区域,从而易使面板产生断板。在混凝土浇筑过程中,要始终保持施工作业的连续性,一旦出现间断作业,必须设置一道施工缝,并布置传力杆,以防止因不设施工缝而出现断板的现象。在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况,应及时采取措施,对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度,减少冷收缩。

1.5 水灰比的影响

当采用同一品种与强度等级的混凝土时,混凝土的强度取决于水灰比的大小。水灰比过小,会影响混凝土拌合物的和易性和施工操作,从而会影响混凝土的强度;水灰比过大,不仅会加大混凝土离析、流浆与分层程度,而且会导致混凝土硬化后产生过大的徐变,导致混凝土强度降低,以致混凝土板作为承力结构时,会由于强度不足而产生裂缝。

1.6 外加剂的影响

外加剂不仅可以改善混凝土的工作性,而且可以提高混凝土的强度,节约水泥和拌合用水,降低工程造价。对于有快凝或者早强要求的混凝土,在混凝土中掺入早强剂,可以使混凝土的3 d养护强度达到混凝土28 d标准养护强度的80%。但是,混凝土在水化与硬化过程中也释放出了大量的热量,而板体内部的热量没有及时散发出去,从而导致内外温差梯度,使混凝土板产生裂缝。

1.7 施工的影响

由于混凝土是水泥、水、砂子与石子的非均质复合体,易产生分层、离析现象,从而影响混凝土的强度。比如拌和不均匀,运输中产生离析,浇筑自由倾落高度过大,振捣时漏振或者过振,会影响混凝土的密实度,那么板体受力时,有效受压面积减小,导致应力集中现象,会引发混凝土板体产生裂缝。基层施工中,施工放样不够准确,使得基层的高程大于其设计标高,在面层施工中,往往会导致混凝土面层过薄,道路通车后,会由于面层过薄强度不足而导致混凝土面层产生裂缝。混凝土路面结构中,传力杆的作用是在胀缝或者缩缝位置板下更好地传递荷载,以利于板的收缩和车辆能够顺利通过路面。如果施工中,传力杆设置倾斜或者自由端失效,会使混凝土板受到限制产生断裂。切缝的影响:切缝是混凝土达到足够强度时,我们在混凝土的表面采用切割机械切缝,以使混凝土面层产生的裂缝有规则地沿着此薄弱环节展开,同时释放混凝土表面由于各种作用积聚的应力。如果切缝时机掌握不当或者切割深度掌握不准,都会影响混凝土的强度,导致混凝土产生裂缝。养护不当的影响:一般情况下,混凝土浇筑完毕12 h内,应进行洒水覆盖养护。由于大风或者高温天气,往往会使混凝土板体表面水分过度蒸发而产生干缩裂缝。

2 防治措施

我们可以通过调节集料级配,减少水泥浆用量,采用低水化热水泥,减少水泥用量或者采取降温措施。水泥混凝土的集料既要质地坚硬,保证强度,同时又要保持集料的洁净性,尽量采用低热低碳水泥,防止发生膨胀反应。将混凝土中水泥浆和集料的比值适当控制,尽量采用最优浆集比,而不是采取过大或者过小的水灰比。外加剂的选取一定要恰当,而且其用量一般不应超过5%。

施工中,必须严把质量关,提高责任观念。严格按照施工规范和设计要求操作;测量要准确,严格遵照设计要求放样,保证混凝土基层与面层厚度;同时,切缝要准确,一般情况下,混凝土的强度达到设计强度的25%～30%时切缝;混凝土的切割厚度一般为5 cm～6 cm深。传力杆的设置一定要恰当,应与路面中线或者路面平行,传力杆的一端固定在混凝土内,另一端涂以沥青,套上套筒,并用木屑与弹性材料填充筒底与杆端的空隙,以利于板的自由收缩。采取恰当的方法处理地基,增大地基的承载能力,或者提高路基的压实度,以减小地基的不均匀沉降。具体措施如下:1)原材料的质量;2)混凝土混合料的振捣;3)施工中混合料含水量的控制;4)混凝土的养生;5)混凝土板的切缝;6)避免产生较大的温差效应;7)严格控制开放交通的时间;8)严禁偷工减料和使用不合格的材料浇筑混凝土;9)严格按设计及《公路施工规范》进行施工。

3 结语

混凝土产生裂缝是很多因素综合作用的结果,其裂缝会影响混凝土路面的使用性能与使用质量。只要从设计和施工方面注意相关的问题,并能够真正地给予重视,水泥混凝土板早期裂缝出现的几率就会大大地减小,裂缝的严重程度也会相应地降低。

参考文献

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水泥路面裂缝 篇11

关键词水泥混凝土;路面;施工;裂缝;防治

中图分类号U418 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0105-01

1早期裂缝的危害

早期裂缝是水泥混凝土路面常见的病害之一,由于它是以裂缝形式出现,修补较为困难。如果整块敲掉,又实属可惜。如果重新浇筑将会影响工期和浪费资金。因此,如何消除和防治早裂病害,对道路工作者来说是一项必须努力攻克的难题。

随着水泥混凝土路面的不断发展,其病害也在不断出现。特别是在夏季或冬季施工的路面,早期裂缝的现象就更为严重。可见,早期裂缝对混凝土路面的危害十分普遍,对其如何防护和处理显得十分重要。

2早期裂缝的成因

根据“早裂”的潜在成因及外部条件的影响,初步归纳,可将早期裂缝分为4种:沉降裂缝、干缩裂缝、温度裂缝和施工裂缝。

2.1沉降裂缝

水泥混凝土浇筑后,水泥浆和骨料自然下沉,同时引起泌水,在沉降过程中发生裂缝。产生沉降裂缝的主要原因是,混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,一旦受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降,当该处混凝土产生拉应力和剪应力时,就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1—3小时产生,属硬化前裂缝。发现后应迅速进行处理,可重新加压抹平,使裂缝闭合,能达到较好效果。

2.2干缩裂缝

水泥混凝土浇筑后,在硬化过程中,由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩。随着混凝土体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度,而产生干缩裂缝。裂缝的主要特征:表面开裂,纵横交错,没有一定规律。缝宽和长度都很小,与发丝相似,如不注意较难发现。

干缩裂缝是混凝土路面早期裂缝中最常见的危害之一。国内外研究资料表明,混凝土的干燥收缩也是其特性之一。正是因为这一特征,能使混凝土密实,提高混凝土与钢筋之间的粘结力。但是,干缩量超过一定程度就会产生裂缝。

干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系。根据对干缩裂缝的认识,对其成因分述如下:在冬季或夏季施工,往往由于养护不及时,让混凝土风吹日晒,造成混凝土表面水分蒸发速度过快,如果超过了泌水速度,就会产生干缩裂缝。

对于塑性混凝土来说,从凝结到硬化结束,就是早期收缩期间,也是混凝土快速失去塑性的过程。此时,如果砂率过大,石料含泥量过多,或是采用干缩量较大的水泥,都会造成混凝土过量收缩而产生裂缝。

2.3温度裂缝

水泥混凝土具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化作用是伴随发热的化学反应,所以,在硬化的过程中释放大量热能,使温度上升。混凝土路面板的内部温度增高有时可达到4～60℃,使内部混凝土产生显著的体积膨胀,而板面混凝土随着晚上气温降低,冷却收缩。内部膨胀与外部收缩,互相制约,产生很大拉应力。而外部混凝土所受拉应力一旦超过其当时的极限抗拉强度时,板块就会产生裂缝。

温度裂缝的结果是:横向裂缝多于纵向裂缝,板中裂缝多于板边裂缝,缝宽大小不一,受温度影响大。另外,在某些路段,因切缝不及时,而在靠近伸缩缝处,发生了走向较规则的温度裂缝,这种情况在不少工程施工时都有出现。

对温度裂缝的处理,如果按常规整块打掉,返工重浇,则浪费较大。常用办法是用切割机垂直切除损坏部分,破除运走,重新浇筑单层钢筋混凝土,以保证损坏块的强度及稳定性。

2.4施工裂缝

在混凝土早期裂缝中,可以说没一种裂缝不与施工因素有关。施工裂缝主要是指由施工因素产生的裂缝。从道路施工中比较常见的施工裂缝看,其成因主要有两方面:①震捣不够,拆模过早,因而引起混凝土表面和边部开裂。②在不中断交通的情况下,分幅施工,先期施工的混凝土板块通车后,影响新浇筑的板块,产生震动裂缝。

3早期裂缝的防治

3.1沉降裂缝的防治

沉降是混凝土的特性之一,要做到完全避免是不可能的。但沉降有一定限度,随着各粒子问的相互接触,水泥浆的逐步凝结,将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比。即单位用水量愈大,泌水率愈大,沉降量也愈大。为防止和减少沉降裂缝,应从以下三方面着手:①在保证混凝土和易性的条件下,使用干硬性混凝土。控制水灰比,特别是水泥用量,应严格按级配计算配比,严禁使用高碱量水泥。尽量降低用水量,减少泌水沉降而造成砂浆裂缝条件。②选择在沉降结束以前快速硬化,而又不失去粘结力的水泥和外加剂。③注意混凝土施工操作方法,减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程,避免混凝土过早凝聚及泌水现象而致微裂。施工振捣良好,消除因泌水产生的水膜而减少混凝土沉降。

3.2干缩裂缝防治

多年的实践证明:水泥标号越高,收缩越大:矿渣水泥比普通水泥收缩大:级配骨料粒径越小,收缩愈大,产生干缩裂缝危害的机会就越大。为防止干缩裂缝产生,首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下四方面入手:①根据不同气候条件,选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等,从减少干缩率,来防止干缩裂缝。②严格施工管理,防止水分过量蒸发。混凝土面板在浇筑完成捣筑,经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的混凝土,及时采用凉棚或其它遮盖物,将混凝土覆盖起来,避免风吹干燥和日光直接照射,使其表面减少蒸发量,防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。进入养护期后,注意养护。③不同I/JD剂及剂量,对混凝土干缩率有一定影响。因此,掺配外加剂前应对干缩率作试验后,再确定是否掺配和掺配量。④夏季施工,必须避开高温时间,这是防止裂缝的最有效的方法。

3.3温度裂缝防治

对于温度裂缝,应该树立以防为主的思想。在施工管理的过程中,采取以下预防措施:①合理选择级配,采用水化热较低的水泥,减少水泥及用水量,降低混凝土膨胀值,是防止温度裂缝的主要途径。混凝土单位骨料用量愈大,其热膨胀系数愈小。水泥浆含量愈多,则膨胀系数愈大。②在施工管理中注意人工降温措施,对表层混凝土采取保温保湿防护措施,减少温度变形。③对于大面积混凝土路面施工,应该做到及时切缝,这是防止温度裂缝的有效措施。④在拌合混凝土时,加水或用水将碎石却以降低混凝土的浇筑温度。⑤防止冷收缩,特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况,应及时采取措施,对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度,减少冷收缩裂縫的产生。⑥确定合理的拆模时间,要做好保温保湿工作。如气温骤降时,应进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度,而导致裂缝产生。

3.4施工裂缝的防治

混合料拌和质量向来都是水泥混凝土路面施工中最重要的一关,要控制好水泥混凝土混合料拌和的均匀性、和易性,重点是控制水灰比。水灰比大则混凝土的干缩性大,水灰比小则混凝土的干缩性小。如果水灰比控制不好,就会造成水泥混凝土路面施工时收缩不均匀,从而造成裂缝。要控制好水灰比,一方面必须做好水的二级控制,第一级是加强砂、石原材料的含水量测定,特别是下过雨后,必须重新测定砂、石含水量,及时调整水泥混凝土的施工配合比。第二级是对拌和设备的供水装置的计量准确性进行经常检查,保证计量;隹确。另一方面,加强坍落度控制,正常情况下每台班至少2 次,如出现异常则每车检查,及时反馈信息。

水泥混凝土路面裂缝的处治技术 篇12

水泥混凝土路面作为公路工程的重要路面形式之一, 得到愈来愈广泛的应用。水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点。然而, 就全国水泥混凝土路面使用状况而言, 仍存在许多问题。设计理论不完善、施工经验不足及养护不规范、不重视等情况, 使许多水泥混凝土路面发生损坏, 出现了早期病害, 表现出功能性缺陷等问题, 严重影响公路使用质量。

关于混凝土路面的裂缝, 国内外学者做了大量而深入的研究, 从混凝土材料的组成机理及外界因素等各方面分析了水泥混凝土路面的断裂破坏, 并取得了大量的研究成果, 对混凝土路面断裂处理提供了科学依据。作者基于以上研究成果, 对混凝土路面的日常养护和病害处治等问题提出了解决方法, 并应用与工程实践。

2 裂缝形成机理分析

水泥混凝土路面破坏的过程是微小缺陷形成、缺陷的逐渐扩展, 形成裂缝贯通, 最后形成贯穿路面板的裂缝。这个过程大致可以分三个阶段:

2.1 初始损伤和初始裂缝的形成阶段

在路面板混凝土搅拌、浇筑和成型养护过程中形成孔隙, 即初始裂缝。初始裂缝的产生导致路面板在荷载的作用下出现应力集中, 使裂缝尖端附近的区域成为损伤最严重的区域。这一阶段是水泥混凝土路面板使用前阶段, 是破坏过程的初始阶段。

2.2 损伤的不均衡累积和裂缝有限度扩展的阶段

由于路面板底部已经出现裂缝, 在荷载的作用下裂缝尖端附近区域产生应力集中的现象, 使得微小裂缝萌生、扩展、汇聚, 经过荷载的反复作用, 裂缝尖端附近区域损伤不断积累, 当某一荷载在裂缝尖端产生的应力强度因子大于裂缝尖端附近区域的开裂韧度时, 裂缝就与严重损伤区域中的微小裂缝贯通而扩展, 从而穿越了导致严重损伤区域, 裂缝尖端到达新的位置。这一阶段涵盖了水泥混凝土路面的整个使用寿命期, 是破坏过程中最漫长的阶段。

2.3 断裂阶段

当某一荷载的在裂缝尖端产生的应力强度因子大于裂缝尖端附近区域的开裂韧度, 裂缝穿越严重损伤的区域, 尖端到达新的位置。此时, 新的裂缝尖端应力强度因子仍然大于新的尖端附近区域的开裂韧度, 所以裂缝迅速贯穿路面板的整个厚度, 使板块彻底断裂破坏。这一阶段是水泥混凝土路面破坏过程中最短暂的阶段。

3 裂缝防治措施

针对水泥混凝土路面裂缝原因, 应采取有效的全面的预防措施, 以减少裂缝出现概率, 延长混凝土路面的使用年限, 提高行车舒适性。

3.1 减少混凝土的缺陷

减少混凝土缺陷, 就是要减少混凝土中的杂质、气孔、微孔隙和微裂缝, 降低路面板的初始损伤度。可采用添加减水剂等外加剂的办法减少用水量, 提高搅拌和震捣质量。为了减少混凝土中的水分, 尽可能采用真空吸水的施工工艺, 减少干缩裂缝;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:一是尽量避免在不利的温度环境下施工, 二是选用低水化热的水泥, 三是及时保温;加强水泥混凝土凝结期间的养护, 是减少混凝土中微裂缝的重要措施。

3.2 提高混凝土的韧度

降低初始度, 增加有效的受力面积, 是提高混凝土韧度的有效措施。除此之外, 还可以利用钢筋、纤维或聚合物等材料, 改变混凝土的受力反应模式。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, 而应用比较多的钢纤维和合成纤维。与普通混凝土相比, 钢纤维混凝土的抗压强度提高了5～20%, 抗弯拉强度提高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。合成纤维是近年来逐渐被采用的纤维材料, 合成纤维对改善混凝土的性能有很大的作用。

3.3 减小路面板的收缩应力

路面板产生收缩应力的条件:一是板块收缩变形;二是变形受到限制。对于板块干缩变形的控制, 就是对混凝土干缩的控制;板块的冷缩变形取决于气温变化和混凝土的热膨胀性能, 工程措施对此影响很小。减少路面板变形的限制, 一是要提高基层的平整度, 减少路面板与基层之间的摩擦;二是要阻止过渡层的生成, 如在基层上铺设塑料薄膜等。

3.4 提高路基及基层施工质量

公路路基及基层应具备较高的密实度、强度及水稳性, 因此规范施工, 确保路基及基层施工质量是防止水泥混凝土面层出现裂缝的重要前提。基层的技术指标要求达到规范规定的压实度和弯沉值, 特别是桥涵构造物附近 (死角部位) 更应加强压实工作, 保证路基有足够的、均匀的强度。路基排水设施应完善, 并要充分考虑地下水对路基稳定的影响, 对半填、半挖等结合处应进行特殊处理。基层施工时要确保基层厚度一致, 强度均匀, 严格控制基层顶面高程和平整度, 以确保混凝土路面的厚度一致和减小水泥混凝土与基层的摩阻力。

3.5 施工前严格检查

在准备摊铺垫层前, 应对准备铺设段的路基恢复放样, 并检查该段的路基标高、横坡度、宽度、压实度等指标是否符合规范要求, 并经监理工程师签字认可后, 方可进行施工。路面混凝土板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配, 保证混凝土质量并充分地密实, 搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治, 防止路表水渗入路基。加强对基层弯沉、平整度、高程、横坡、幅宽等项检测。

4 混凝土路面裂缝病害的处治

4.1 裂缝灌缝技术

灌缝材料有环氧树脂类、聚氨脂与改性聚氨脂类、烯类及沥青橡胶类。高聚合物材料有耐热、活性高、内聚力高、粘附力强, 收缩率较低等优点。裂缝修补对于尚未凝结发生的塑性收缩裂缝, 可用抹子直接抹平或施加二次振捣。轻微断裂, 裂缝无剥落, 宽度小于3mm的裂缝, 可采用灌入环氧树脂方法修补。在施工中产生的收缩裂缝, 在未通车前可直接灌注, 如果在通车后产生, 应先清除杂物, 在加以灌注。

4.2 局部修补技术

局部修补技术对于局部板面断裂损坏, 进行小块修复, 办法是将凹槽凿至贯穿板厚, 在凹槽边缘板厚中央打洞, 深10cm, 直径4cm, 水平间距30～40cm.每个洞应先将周围湿润, 插入一根直径18～20cm, 长约20cm的钢筋, 然后用快凝砂浆填塞捣实, 待砂浆硬化后浇筑快凝混凝土振捣实, 抹平即可。

4.3 非结构性病害处治技术

大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害, 常采用沥青混凝土罩面处理, 处理厚度应大于2.5cm, 施工应满足《沥青路面施工技术规范》要求。罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理, 只对露骨严重部分作整段处理, 可用聚合物砂浆作薄层处理, 其配合比宜为水泥:砂=1:2, 用J6型胶液拌和至均匀稠度, 在清洗干净的混凝土表面涂上IV型超早强界面剂, 待稍干后, 将聚合物砂浆均匀摊铺在路面上, 厚度在15mm以下, 抹平、整形、拉纹、养生8h即可开放交通。

4.4 旧水泥混凝土加铺沥青层修复施工技术

在隔离层 (粘层) 上加铺沥青混凝土面层一般应分为二层, 下面层较厚 (一般4～8cm) , 采用热稳定性较好的开级配粗粒式或中粒式沥青碎石或沥青混凝土, 上面层较薄 (一般厚2～9cm) , 采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。

5 工程应用

S210大修工程YH-15标秦岭段, 在K128+164～K132+265、K165+455～K176+855段为水泥混凝土路段, 由于施工中产生收缩裂缝, 在通车7天后部分面板出现不同程度的裂缝。通过技术、经济论证, 选定采用灌缝技术处理病害, 该灌缝材料由环氧树脂、二甲苯、邻苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥按100:40:10:8:300的配比组成, 钻孔灌浆法施工工艺如图1所示。

结束语

对混凝土路面裂缝病害, 最关键、最根本的是预防为主, 即在设计和施工阶段, 应采取严格有效的、全面的预防措施, 严格遵守《公路工程施工标准》中的规定, 切实抓好路基及基层强度, 混凝土原材料及配合比设计, 混凝土施工工艺等环节, 才能保证水泥混凝土路面的施工质量, 避免裂缝产生, 尽量将可能出现的病害降到最低程度。

摘要：对水泥混凝土路面裂缝问题进行了研究, 通过对水泥混凝土路面病害调查, 分析裂缝产生机理, 对混凝土路面的日常养护和病害处治等问题提出了解决方法, 并应用与工程实践。

关键词：水泥混凝土路面,裂缝,病害处治

参考文献

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