防治水泥混凝土路面早期裂縫的質量控制

茆一凡

摘要：水泥混凝土路面早期裂縫斷板是路面的主要病害之一， 它直接影響著路面的使用壽命、外觀及行車的安全性、舒適性， 并在一定程度上制約著水泥混凝土路面的發(fā)展， 因此， 在施工期間消除和減少水泥混凝土路面早期裂縫斷板的現象尤為重要。本文探討了水泥混凝土路面早期裂縫的質量控制。

關鍵詞：水泥；混凝土路面；早期裂縫；質量控制；措施

中圖分類號： U416.216 文獻標識碼： A

隨著我國社會經濟的發(fā)展，我國的基礎設施建設得到長足的發(fā)展尤其是以道路為重點的交通設施建設更是發(fā)展迅速。改革開放以來，我國的道路交通建設迅猛發(fā)展國家道路交通網四通八達，眾所周知水泥混凝土路面具有很多的優(yōu)點，比如水泥混凝土路邊的剛度大、荷載力強、而且資源豐富，成本相對較低等，但是經常會發(fā)生施工中早期裂縫的出現，因此有效的解決這些問題對于我國交通基礎設施的發(fā)展具有巨大的意義。

一、 水泥混凝土路面產生早期裂縫的主要原因

1、 路面厚度設計

路面厚度設計的依據是設計年限內的累計當量軸次。通過交通量、交通組成調查和軸重測試，車輛的實際軸載遠大于設計軸載。由此得知，設計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設計依據的設計年限內的累計當量軸次。現階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結之一是公路在短期內(如1～2 年)已達到設計年限內的累計當量軸次。

2、 基層的影響

混凝土路面的基層必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且需整體性強，基層的好壞關系面層的強度和穩(wěn)定性。地基強度不均勻，路基填料混雜或壓實不好，產生不均勻沉降，基層平整度差，導致混凝土面層厚度不勻，離散性大，在行車荷載及溫度翹曲應力作用下，使路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在路面薄弱處產生裂縫。

3、 橫向縮縫的影響

設置橫向縮縫是為了減小收縮應力和翹曲應力，縮縫主要采用假縫的形式，一般用鋸縫機進行切割。切縫的作用是使內應力在切縫處產生應力集中，從而使裂縫在切縫處產生。切縫施工是混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié)，如果對其切割時間、切割深度、接縫料不加強控制，極易產生裂縫。

4、施工溫度的影響

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。

5、材料原因

（1）粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。

（2）骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

（3）混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

（4）水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。

（5）水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大；混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

二、水泥混凝土路面早期裂縫的質量控制措施

1、嚴格混凝土配合比設計

混凝土配合比設計時， 在保證混凝土具有良好工作性的情況下， 應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低( 低砂率、低塌落度、低水膠比) 二摻( 摻高減水劑和高性能引氣劑) 一高( 高粉煤灰摻量) ”的設計準則， 生產出“高強、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值”的抗裂混凝土。

2、使用合格原材料

（1） 在有些水泥混凝土路面的施工中， 使用了含泥量較大的中細砂或水泥混凝土的含砂率高， 應使用細度模數在2. 3～3. 7 之間的中粗砂， 且含砂率應控制在30% 以內。石料的品質好壞直接影響水泥混凝土的強度， 而有些水泥混凝土路面正是因為使用了沒有經過篩選進行合理級配的、含泥量大且攪拌前沒有沖洗或沖洗不徹底的石料， 造成了水泥混凝土強度的“先天不足”，使水泥混凝土達不到規(guī)定的抗彎拉強度標準。水泥的品質對于水泥混凝土強度的高低是起決定性作用的， 而水泥的安定性是水泥品質標準中最為重要的指標， 它直接反映水泥質量的好壞， 安定性不合格的水泥在水泥混凝土路面的施工中時堅決不能使用的。在水泥混凝土路面施工中如果使用了抗彎拉強度低、抗磨耗性能差、游離子氯化鈣成份高、安定性差的水泥， 就會導致水泥混凝土路面面板發(fā)生斷裂、脫皮或體積膨脹， 而造成結構破壞。

（2） 要選擇級配合理的集料， 集料含泥量超標應更換料源， 選擇含泥量較小的材料， 或將其認真沖至達到要求方可使用， 對雜質含量超標的集料應嚴格禁止使用。

3、加強水泥混凝土路面施工的施工工藝

水泥混凝土的施工必須要重視溫度的控制，防止由于溫度差異或路面蒸發(fā)而導致的早期裂縫出現，一般來說，混凝土的澆筑溫度不應該高于三十度，如果超過了額定的溫度則可以通過人工降溫或者夜間施工的措施來解決這些問題，同時也應該盡量保持基層頂面在澆筑前的濕度，確保水泥混凝土的施工質量。一旦溫度發(fā)生較大的變化，也應該采取相應的措施來進行修復和修整，保證路面施工的順利進行。另外在基層的施工中也應該規(guī)范操作，嚴格的對施工進行質量控制。比如基層標高和平整度的控制上，要充分的結合施工具體環(huán)境，完善相關的排水設施，在保證路基穩(wěn)定的前提下進行水泥混凝土路面的施工，要確?；鶎訌姸冗_標并具有良好的均勻性和穩(wěn)定性，從而防止由于施工不當而造成路面早期裂縫的出現。另外可以通過合理的設置壓縫，來引導混凝土早期裂縫的開裂，保證水泥混凝土的施工質量，這種方式在我國的四級公路上也得到了普遍的應用。

4、適時及時地切割收縮縫

切割的太早，由于混凝土強度不夠的原因導致粗料脫離，不能切出整齊的縫：切割的太晚，由于溫度下降和水分減少產生的混凝土收縮會受到板長的制約，導致裂縫，混凝土獲得足夠的強度且收縮應力不超過其強度范圍的時候是最佳的切縫時間。切縫時間受許多外部因素的限制，最好通過反復試驗的方法來確定切縫的最佳時間，在開始切縫之前的幾小時，基于鋪筑后的氣溫、風力的情況進行試切，確定切縫時間或重試時間的判斷依據是切縫的整齊度以及粗級料是否脫落。

5、控制施工質量

(1)嚴格控制基層項面標高，確?；炷涟宓暮穸龋此嗷炷撩鎸悠秸纫罂刂苹鶎悠秸龋ＷC混凝土板厚度均勻一致。高等級公路上基層表面做瀝青封層或乳化瀝青稀漿封層，封層可防止早期裂縫斷板的產生。較高級公路上采取基層加鋪塑料薄膜等方法，減小水泥混凝土面層與基層間的摩阻力。當基層產生縱橫向斷裂隆起或碾壞時，為防止產生反射裂縫，應采取有效措施進行徹底修復。所有擠碎、隆起、空鼓的基層應消除，并使用相同的基層料重鋪，同時設脹縫板橫向隔開，脹縫板應與路面脹縫或縮縫上下對齊。

(2)水泥混凝土鋪筑前應對基層均勻灑水，將基層和模板濕透，避免吸收混凝土中的水分。

(3)施工時加強振搗工作，不漏振，不過振保證混凝土面板強度均勻。

(4)避免高溫天氣施工，大風天氣應采取有效的防護措施，晝夜溫差相關太大時，應采取保溫養(yǎng)生措施。

(5)掌握好切縫時間。切縫的最佳時機來掌握。

(6)保證混凝土面板成型后7d內保溫養(yǎng)生，21d灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生期不足，禁止開放交通。加強交通管制，混凝土達到設計強度后才能開放交通。

總之，了解了水泥混凝土路面施工早期裂縫出現的原因，只要在施工中注意采取相應的技術措施，完全可以防止裂縫的出現，達到事半功倍的效果。

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