淺析混凝土路面斷裂原因及預(yù)防

張軍

摘 要：混凝土路面板塊的斷裂有其多方面的原因，現(xiàn)實項目運行中應(yīng)從設(shè)計、施工、材料等各方面加以控制，我國高等級公路斷裂數(shù)規(guī)范允許值為2%，一般公路為1%，但混凝土路面板塊斷裂在施工中時有發(fā)生，因此分析斷裂原因，并采取有效的預(yù)防措施是十分必要的。本文主要從材料及施工角度對斷裂情況進行分析，并針對混凝土路面斷裂提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：混凝土 路面 斷裂 防治

1、混凝土路面斷裂的原因

混凝土路面斷裂的主要原因是由于混凝土內(nèi)溫度應(yīng)力和荷載應(yīng)力（如約束應(yīng)力）大于混凝土的抗拉強度而造成的。主要原因有以下幾種：1）混凝土的初期收縮應(yīng)力大于抗拉強度而引起的橫向裂縫；2）混凝土板尺寸過大產(chǎn)生的溫度翹曲應(yīng)力大于抗拉強度引起的橫向裂縫；3）地基不均勻沉降造成混凝土板受力不均勻產(chǎn)生的剪切應(yīng)力大于抗拉強度引起的橫向、縱向、或角隅斷裂；4）混凝土與基層的摩擦力過大使混凝土收縮受到約束產(chǎn)生約束變形，增大了收縮應(yīng)力導(dǎo)致混凝土板斷裂。在施工過程中各個環(huán)節(jié)對混凝土板斷裂的影響主要表現(xiàn)在：

1.1原材料影響

1.1.1水泥影響，水泥影響主要是安定性和水化熱。安定性差是水泥中游離氧化鈣過量，導(dǎo)致水化慢，硬化后繼續(xù)起水化作用，破壞已硬化的水泥膠結(jié)物致使混凝土抗拉強度下降；水泥水化熱高、收縮大容易增大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力導(dǎo)致斷裂。

1.1.2集料含泥量與有機質(zhì)含量過大引起混凝土路面早期斷裂。

1.2基層影響

1.2.1基層不平整使界面摩擦力增大，導(dǎo)致斷裂；在薄弱斷面易開裂；在過薄或過厚交界處，混凝土形成不均勻收縮易開裂。

1.2.2基層干燥從而吸收混凝土中水份，使混凝土底部失水，降低強度導(dǎo)致開裂。

1.2.3用松散材料處理基層標高或不平整，使混凝土下部水份損失，強度降低導(dǎo)致開裂。

1.3混凝土配合比影響

1.3.1單位水泥用量偏大，使水化熱和收縮增加；水泥用量低，強度不足，都易導(dǎo)致混凝土路面早期斷裂。

1.3.2水灰比影響。水泥水化的最低限為0.26～0.29，施工時可根據(jù)和易性的需要增加，但一般要求不大于0.45，水灰比過大將增加混凝土初期骨料表面的水膜厚度，降低強度，導(dǎo)致混凝土路面斷裂。

1.4施工工藝的影響

1.4.1由于攪拌時間短或過長、原材料計量不準確導(dǎo)致配合比改變、混凝土拌合料停留時間過長而導(dǎo)致拌合料離析，以及振搗不密實形成強度不足或不均勻，易導(dǎo)致混凝土早期強度開裂……

1.4.2拌合料溫度過高，加上水泥的水化熱造成混凝土硬化過程中溫度收縮應(yīng)力增大導(dǎo)致開裂。

1.4.3切縫不及時或切縫深度不夠是施工工藝不當造成開裂的主要原因。如果能在混凝土成型終凝后立即切縫，裂縫只會發(fā)生在切縫處，即可防止不規(guī)則的早期裂縫，如果切縫前遇到氣溫驟降，則極易發(fā)生不規(guī)則裂縫。

1.4.4由于養(yǎng)護不及時或養(yǎng)護方法不當造成開裂。尤其是保溫、保濕措施不到位、風(fēng)速大造成混凝土內(nèi)外溫差大、表面水分損失快，均易導(dǎo)致混凝土路面開裂。

2、混凝土路面斷裂的預(yù)防措施

2.1原材料控制

2.1.1水泥與集料必須符合規(guī)范要求，盡可能采用早期強度高、水化熱低的水泥。

2.1.2盡量降低集料的含泥量。

2.2路面基層不平整控制

2.2.1嚴格控制基層頂面平整度以確保混凝土路面厚度均勻性和減少與基層界面的摩擦力，嚴禁采用松散材料處理基層標高或不平整表面；路面基層驗收后應(yīng)立即組織面板施工，避免基層混凝土混合料中的水份損失，在攤鋪混合料前，必須在基層頂面進行灑水濕潤。

2.3配合比控制

2.3.1在保證強度前提下嚴格控制水泥用量，根據(jù)交通部第二公路勘察設(shè)計院試驗研究表明，混凝土路面水泥最佳用量為280～320kg/m3，國際施工規(guī)范規(guī)定，單位水泥用量不應(yīng)低于300kg/m3，

2.3.2嚴格控制水灰比，可摻適量減水劑。摻入減水劑可以降低砂率和水灰比，既節(jié)約水泥又減少混凝土收縮，可減少因溫差產(chǎn)生的開裂，在高溫季節(jié)施工采用緩凝減水劑，可以延長混凝土初、終凝時間，同時提高早期強度和28d強度。

2.3施工工藝控制

2.3.1認真檢查配料，采用自動計量裝置。拌合前要測定集料的含水量，隨時調(diào)整用水量，減少拌合物離析，并嚴格控制拌合時間。

2.3.2嚴格控制運輸、攤平和振搗整平。盡量減少運輸距離，控制出機速度，減少混合料等待時間，要控制入模前的坍落度和和易性，對離析的混合料要二次拌合。攤鋪前要嚴格控制運輸車輛的出料高度在1.5m以內(nèi)，隨倒隨鋪以免混合料產(chǎn)生離析。應(yīng)盡可能采用攤鋪機，人工攤鋪時，應(yīng)用小型機具配套設(shè)備進行振搗。振搗時邊角處應(yīng)輔助插振。為杜絕側(cè)面蜂窩，除振搗到位密實外，還要采用高標號砂漿封底，防止側(cè)模底部漏漿。

此外，在振動梁或提漿機滾動抹平工序后，采用寬12cm長度超過混凝土板寬的槽鋼，先縱向來回抹平，轉(zhuǎn)90°順著面拌橫坡方向再滾抹，可以大大提高混凝土路面的平整度。

2.3.3及時切縫。切縫是目前混凝土路面橫縫的主要施工方法。切縫關(guān)鍵是要掌握好適宜時機，過早易發(fā)生肯邊，殘缺不齊；過晚會出現(xiàn)不規(guī)則斷裂。切縫時間根據(jù)混凝土試塊強度增長情況而定，從理論上講在混凝土強度達到100%前后即可切割，但由于現(xiàn)場氣溫和水泥品種對混凝土強度和縮裂會產(chǎn)生很大影響，因此必要時可采取長距離（一般3～4塊板）提前切縫，以避免混凝土板的不規(guī)則斷裂。

2.3.4特別需要強調(diào)的是混凝土路面的早期養(yǎng)護，養(yǎng)護不及時，極易產(chǎn)生開裂，并且對混凝土強度影響很大，早期強度損失大，后期難以補救。

2.3.5邊界影響控制

2.3.5.1在混凝土面板與中央分割帶、路緣石等結(jié)構(gòu)物之間，涂刷瀝青使雙方自由伸縮。

3、總結(jié)

混凝土路面斷裂產(chǎn)生的原因有很多，總的來講包括設(shè)計、施工、管理三個方面。因此在混凝土公路設(shè)計施工時要確保原材料的質(zhì)量、配合比的優(yōu)化、道路施工工藝的改進等。同時在運營管理方面要加強管理制度，減少嚴重超載的現(xiàn)象，建立健全的獎懲制度，保證公路的安全持久的暢通。