浅谈水泥混凝土路面裂缝成因及处治措施

龙源期刊网浅谈水泥混凝土路面裂缝成因及处治措施作者：陈宁来源：《世界家苑·学术》2018年第05期摘要：水泥混凝土路面在高等级公路建设中广泛应用，路面裂缝一直是困扰业界的难题，因为路面裂缝直接影响公路使用寿命和车辆行驶安全。故笔者结合多年从事公路施工实践，对路面裂缝原因进行分析并探讨有效处治措施。关键词：水泥混凝土；路面；裂缝；成因；处治措施1前言水泥混凝土路面被目前路桥工程中广泛采用。它具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等许多优点。但均匀性差、离散性大，容易产生裂缝等弱点也很明显，其中裂缝危害大，严重影响公路使用寿命。笔者根据2015年度响水县农村公路提档升级及县道改造工程的经验，就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及如何防控与处治，做一些有益探讨。工程情况如下：1.1对老砼路面进行彻底的病害维修；1.2对老路面进行拓宽，路面拓宽宽度为1.0m，结构层自上而下为20cm原槽掺石灰5%压实+40cm掺石灰5%路床处理+30cm10%石灰土底基层+18cm水泥稳定碎石基层+沥青下封+（在拓宽和老砼路面病害维修结束后）加铺6.5m宽20cm厚C30砼面层等施工和缺陷修复。1.2.1路基：挖除砼板块凿除、老路基础开挖、路基填筑。1.2.2路面：30cm10%石灰土、18cm厚水泥稳定碎石基层。2.裂缝形态及原因分析水泥混凝土路面裂缝一般分为表面裂缝和贯穿裂缝。2.1表面裂缝原因分析混凝土混合料是一种多相不均匀材料，由于构成混合料的各种固体颗粒大小、密度不同，混合料不可避免地会发生分层离析。2.1.1泌水裂缝。由于粗骨料在混合料中下沉，水分迁移至表层，经蒸发混凝土表面形成凹面，此时混合料颗粒间产生较强的表面张力。当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵御这一张力时，混凝土表面则发生裂缝。龙源期刊网碳化裂缝。当混凝土的水泥用量较低、水灰比较大时，空气中的二氧化碳易渗透到混凝土中，混凝土的碳化反应在空气相对湿度为30%-50%时最为激烈，此时混凝土的碳化收缩将引起混凝土表面龟裂。2.2贯穿裂缝原因分析2.2.1横向裂缝。混凝土水化硬化的早期，水分不断失去，水泥浆体就会发生收缩，当收缩受到限制时而发生收缩应力时，自然引起混凝土的干燥收缩裂缝。水泥混凝土具有热胀冷缩的性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体限制条件下发生的，热胀形成变性压缩，冷缩形成拉伸变形，很容易引起开裂。2.2.2纵向裂缝。由于路基的填料土质、湿度不均匀，膨胀土、粘土压实度不足等多种原因，导致路基强度不均匀。当道路的基层和面层铺筑后，尽管道面传到路基顶面的荷载应力很小，只要路基稍有不均匀沉降的现象出现，在板块自重和行车压力作用下将产生纵向裂缝。2.2.3交叉裂缝。水泥水化反应在混凝土发生升温和降温过程中产生体积的胀缩变形，在内部骨料及外部边界条件约束下使混凝土的自由胀缩变形受阻，而产生拉压应力。由于安定性不足的水泥中残存着一些过烧的Cao和Mgo，它们的水化速度较慢，往往是在水泥硬化后再水化，引起水泥浆体积膨胀、开裂甚至溃散，在浇筑后的混凝土路面上出现大面积龟裂。2.2.4板角断裂。板角很难振捣密实，板角强度相对较小。相邻板角之间无传力杆，传荷能力较差。当车轮荷载作用在板角时很容易出现板角断裂。，3.裂缝预防措施3.1确保路基及基层施工质量。基压实度质量要求达到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。对于特殊软弱土基、湿陷性黄土等路段，应避免采用水泥砼路面。基层施工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，以确保砼路面的厚度一致和减小水泥砼与基层的摩阻力。对于标高不足的基层，严禁用散料填补，砼施工前应充分湿润基层及模板。基层养生结束后，应尽快进行路面砼施工，防止基层因暴露时间过长产生干缩裂缝。若出现裂缝，应采取封闭裂缝处理。3.2严格控制砼配合比。杜绝使用不合格材料，原材料控制集料（砂、石）应选择含泥量、有机质含量在规定允许范围内的材料，选用粗集料最大粒径宜为35mm。细集料采用连续级配，细度模数为2.5～3.2的中偏粗砂。严格控制砼配合比按试验配合比准确配料，尽量减少单位水泥用量、单位用水量。改善和易性，严格控制外掺剂的用量准确性。单位水泥用量要精确，误差应控制在1%以内。集料的含水量要及时取得，并充分考虑，并适时调整施工配合比，确保水灰比的准确性。龙源期刊网加强施工工艺控制。提高施工质量砼拌和时间要根据机械性能准确掌握，避免漏振或超振现象产生。砼路面施工前，应确保机具性能良好，确保顺利施工、连续施工。配料、拌和、运输、摊铺、振捣等作业有序配合，对于种种原因导致施工停顿，应做好施工缝处理措施。重视砼面板养生，采用湿养护剂养护。准确及时掌握切缝时间，一般在拆模10～12小时，应采用多台切缝机同时作业，保证切缝及时，切缝深一般为板厚的1/3～1/4.控制交通车辆，养护车也应避免在板面直接通行。模板要涂抹标准脱模剂，减少砼与模板间的粘结造成拆模裂缝，模板和基层要充分湿润，避免及收砼水份。加强施工后养生工作，对排水系统中发现的问题及时处理，避免造成较大病害。在桥涵与路的结合处，应仔细处理，防止不均匀沉降，造成断板。4.裂缝修补措施混凝土路面的裂缝修补后，应建立观测点，观测修补后的道路使用情况。4.1一般裂缝修补。可采用环氧树脂修补圬工工艺方法进行。环氧树脂拌和物的配合比（重量比）为：水泥：砂：环氧树脂：间苯二胺（乙二胺）：水=1：3：0.25：0.02：0.45。拌和物应在30分钟内用完。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断板裂缝修补。视裂缝走向，确定切割宽度，切缝应与混凝土路面分格的横缝平行，切割深度为12厘米，将切割区内的原混凝土凿除并清洗干净，并将底部的裂缝凿成“V”型槽，用环氧树脂胶拌和水泥砂浆灌实。然将槽底部用1：1水泥砂浆铺平，并放置方孔为5mm的钢丝网，再浇注抗折强度不小于4.5Mpa的细石混凝土进行振捣压实，经收水抹面后覆盖养生。细石混凝土中应掺配膨胀剂，其比例为水泥重量的15%。5结论在施工中要严格控制好每一道工序、每一道施工工艺，切实抓好路基垫层基层的施工，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，避免裂缝的产生。参考文献[1]陈鹏；探究造成混凝土路面裂缝的影响因素及防治措施[J]；江西建材；2014；（22）[2]李峰；沥青混凝土路面灌缝胶性能评价方法研究[J]；公路；2009；（02）[3]雷迎松；高速公路某服务区水泥路面病害成因分析及处治措施[J]；山西交通科技；2012（03）（作者单位：盐城市公路机械维修服务中心）龙源期刊网