水泥混凝土路面的裂縫原因及預(yù)防

引言

由于水泥混凝土路面造價(jià)較低、施工方便和快速，并且相關(guān)資料顯示機(jī)動(dòng)車在其面上行駛比在瀝青路面上節(jié)約油耗可達(dá)10%～15%。因此，近幾十年來(lái)，水泥混凝土被大量投入到道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，但隨之也出現(xiàn)大量的裂縫現(xiàn)象。其實(shí)，很多裂縫是可以避免的。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是對(duì)其生成原因不夠了解，沒(méi)有及時(shí)采取措施進(jìn)行預(yù)防。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出導(dǎo)致裂縫的原因有基層、路面自身、天氣、養(yǎng)護(hù)等，同時(shí)也提出一些針對(duì)性的預(yù)防措施，可在道路施工中起到關(guān)鍵性的效果。

1 導(dǎo)致裂縫的原因

1.1 基層方面

“水穩(wěn)層”密實(shí)度不夠，路基軟弱或強(qiáng)度不足，導(dǎo)致沉降不一，形成裂縫。材料拌合不均勻，使基層強(qiáng)度差異較大，導(dǎo)致沉降差異，形成裂縫。設(shè)計(jì)厚度不夠和平整度不夠造成荷載時(shí)，受力不一，會(huì)在薄弱處形成裂縫。不宜采用水泥與石灰混合等穩(wěn)定材料，因?yàn)樵摲N材料水穩(wěn)定性較差，會(huì)造成板底抽空，受力不均，導(dǎo)致裂縫。因排水處理不善，導(dǎo)致基層長(zhǎng)期處于積水和雨水的沖洗，從而底部被掏空，受力時(shí)斷裂。

1.2 路面自身方面

1.2.1 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)不規(guī)范，選擇材料不合格

砂石的含泥量、泥塊含量超標(biāo)，選用水泥水化熱較大，安定性不好，配比設(shè)計(jì)不能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間及工作性能等，均會(huì)導(dǎo)致化學(xué)減縮、自收縮、干收縮等裂縫的形成。

1.2.2 施工管理水平較低和施工工藝不合理

設(shè)計(jì)配比與生產(chǎn)配比差異較大，水灰比失控，忽大忽小，導(dǎo)致強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間不一致，從而使混凝土自身收縮不一致形成裂縫。攪拌時(shí)間不足，拌合不均勻，振搗不密實(shí)或過(guò)振，形成蜂窩、狗洞；或表面一層厚厚浮漿，沒(méi)有石子形成穩(wěn)定骨架。導(dǎo)致混凝土疏松，會(huì)在薄弱區(qū)域斷裂。施工工藝順序不合理，施工過(guò)程的不連續(xù)易造成收縮冷縫，或連續(xù)施工長(zhǎng)度、寬度超過(guò)允許時(shí)，沒(méi)有設(shè)置收縮縫，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。傳力桿安裝不正確，切縫時(shí)間掌握不好等因素也會(huì)導(dǎo)致裂縫的形成。

1.3 天氣的影響

氣溫高，風(fēng)力大，使道路表面水分蒸發(fā)快，形成一層“被子”現(xiàn)象，即表面一層是硬殼，下部混凝土未凝，這種類似“橡皮泥”的現(xiàn)象可導(dǎo)致未施工自身先裂，或抹壓來(lái)不及拉裂。氣溫低，凝結(jié)時(shí)間太長(zhǎng)，配比沒(méi)有及時(shí)調(diào)整，導(dǎo)致強(qiáng)度早期太低，低于混凝土自身拉應(yīng)力，形成斷裂。大雨施工時(shí)，混凝土被雨水直接沖刷，漿體沖走，甚至過(guò)量的水直接進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土表面及內(nèi)部強(qiáng)度下降。滿足不了設(shè)計(jì)要求，在允許受力的情況下，也會(huì)形成斷裂。

1.4 養(yǎng)護(hù)不到位

混凝土終凝后，沒(méi)有及時(shí)做好保溫保濕，導(dǎo)致表面水分蒸發(fā)，內(nèi)外溫差不一致，形成表面或貫穿性裂縫。養(yǎng)護(hù)期限不夠，早期強(qiáng)度達(dá)不到要求，在行車使用時(shí)，活動(dòng)荷載也會(huì)使路面提前破裂。

1.5 附近或表面排水不通暢

水泥混凝土路面附近的排水不通暢，直接沖刷混凝土路面，會(huì)使路基沉降，導(dǎo)致斷裂；也會(huì)使其表面積水，表面混凝土強(qiáng)度下降。當(dāng)行車來(lái)回摩擦?xí)r，加速了表面保護(hù)層的破壞，從而也加速混凝土內(nèi)部的破裂。

2 裂縫的預(yù)防措施

2.1 加強(qiáng)基層質(zhì)量的施工及驗(yàn)收

澆搗時(shí)，混凝土拌合要均勻，要控制施工配比與設(shè)計(jì)配比基本一致，要按設(shè)計(jì)圖紙施工，保證足夠的厚度和平整度，做好振搗密實(shí)，不出現(xiàn)漏振、過(guò)振的現(xiàn)象?；鶎幼龊煤螅獙?duì)其相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收，以免影響后續(xù)工作返工或因質(zhì)量引起的材料浪費(fèi)。

2.2 強(qiáng)化水泥混凝土路面配比的設(shè)計(jì)和控制

在滿足強(qiáng)度、工作性能的情況下，盡量減少水泥用量，優(yōu)先選用水化熱低的水泥。要選用含泥量、泥塊量低的砂石，且石子中針片狀石粉少，檢驗(yàn)不合格的材料絕對(duì)不要投入使用。要降低混凝土單方用水量，避免離析。要有合理的初、終凝時(shí)間，盡量少摻或不摻早期強(qiáng)度低的活性摻合料。

2.3 改進(jìn)施工工藝，提高施工管理水平

生產(chǎn)混凝土要按順序投料，設(shè)置攪拌時(shí)間不少于40S，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，因?yàn)槠鋭蛸|(zhì)性較好。拉力桿安裝要沿路面中心平行于路面。施工配比要與設(shè)計(jì)配比控制基本一致，澆筑路面時(shí)，首先要清掃、潤(rùn)濕基層，避免因雜質(zhì)混入，導(dǎo)致界面松動(dòng)。遇到溫度高、風(fēng)力大的惡劣條件時(shí)，在保持水灰比不變的情況下，適當(dāng)提高一些坍落度，防止水分過(guò)快蒸發(fā)；同時(shí)降低砂率，縮短兩道工序的間隔時(shí)間。施工要有連續(xù)性，要安排足夠的人員，隨時(shí)觀察混凝土表面的硬化過(guò)程，及時(shí)進(jìn)行抹壓、壓線。施工出現(xiàn)異常間斷時(shí)，要在合理的地方預(yù)置施工縫。終凝時(shí)，要用吸水性強(qiáng)的毛氈覆蓋、灑水進(jìn)行保溫保濕，防止水分蒸發(fā)及內(nèi)部溫度的差異。切割收縮縫時(shí)，要掌握好時(shí)間，能早切割的盡量早點(diǎn)切割，**在設(shè)計(jì)強(qiáng)度的20%～25%范圍內(nèi)切割。

2.4 避開(kāi)惡劣的天氣環(huán)境下施工

預(yù)先觀察天氣預(yù)報(bào)，避開(kāi)高溫、風(fēng)力大、大暴雨、霜凍的天氣下施工。若中途遇上這樣的天氣，能停止施工就立即停止施工，設(shè)置施工縫。如果不行，要立即采取覆蓋的方法保溫保濕，防止水分蒸發(fā)，防止雨水直接沖刷，要做好周邊和表面的排水系統(tǒng)；而冬天要做好防霜凍等工作事項(xiàng)。

2.5 要做好“養(yǎng)生”的后續(xù)工作

混凝土終凝后，用毛氈灑水養(yǎng)護(hù)不得少于14天～21天；用砂養(yǎng)護(hù)不大好，因?yàn)槿f(wàn)一車子在路面上行駛或與其他物體摩擦，會(huì)造成起砂等現(xiàn)象。不要提前上車行駛，如果要上車，一定要進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，合格后方可上車。

2.6 完善排水系統(tǒng)

路面附近的排水要布置好，避免雨水、排污水等直接沖刷混凝土，導(dǎo)致基層沉降。同時(shí)也要防止面上雨水聚集，若表面混凝土長(zhǎng)期泡水，強(qiáng)度就會(huì)下降，在頻繁的行車過(guò)程中，表面則會(huì)遭到摩擦破壞。

3 結(jié)論

3.1 導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫的原因

3.1.1 基層

穩(wěn)定層密實(shí)度不夠，厚度不夠，平整度不夠，材料拌合不均勻，強(qiáng)度不足等。

3.1.2 配合比設(shè)計(jì)及選材不合理

未根據(jù)圖紙按規(guī)范進(jìn)行，沒(méi)有選擇適宜的合格材料，造成強(qiáng)度不夠。

3.1.3 路面自身

施工工藝不合理，生產(chǎn)管理水平偏低。

3.1.4 天氣

高溫、風(fēng)力大、暴雨、霜凍等惡劣天氣所致。

3.1.5 養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，不規(guī)范，不夠期限等。

3.1.6 排水

排水系統(tǒng)未設(shè)置或設(shè)置不科學(xué)。

3.2 水泥混凝土路面的預(yù)防

首先要處理好基層，配合比設(shè)計(jì)要合理，選材要擇優(yōu)，要改進(jìn)施工工藝，提高生產(chǎn)管理水平，避免惡劣天氣施工，加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)，做好科學(xué)的排水系統(tǒng)，則可起到水泥混凝土路面裂縫的預(yù)防作用。