淺析水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施

趙志銘

(山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司 山東省東營(yíng)市 257000)

淺析水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施

趙志銘

(山東萊克工程設(shè)計(jì)有限公司 山東省東營(yíng)市 257000)

作為目前廣泛采用的高等級(jí)剛性路面，水泥混凝土路面的裂縫不容小視。水泥混凝土路面裂縫會(huì)破壞路面結(jié)構(gòu)的完整性,從而使路面甚至整個(gè)道路結(jié)構(gòu)因不再具備使用功能而進(jìn)行治理。本文簡(jiǎn)要介紹了水泥混凝土路面裂縫的類型, 著重分析了裂縫的主要形成原因及防治措施。

裂縫；類型；成因；防治措施

1 引言

水泥混凝土路面是以水和水泥為主要材料,以粗細(xì)骨料為主要構(gòu)架，多種材料攪拌形成的一種高等級(jí)剛性路面。由于水泥混凝土路面具有較高的強(qiáng)度、良好的耐久性，同時(shí)路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少、經(jīng)濟(jì)效益好且等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代道路建設(shè)行業(yè)中。然而水泥混凝土路面也有很多病害，近年來(lái)最為關(guān)注的水泥混凝土路面病害之一當(dāng)屬裂縫，裂縫破損頗為普遍卻也難以治理，常常成為路面隱患治理的重點(diǎn)針對(duì)目標(biāo)和研究對(duì)象。

2 水泥混凝土路面裂縫類型

近年來(lái)，水泥混凝土路面在多省市各等級(jí)道路上得到廣泛推廣，但由于裂縫的存在，水泥混凝土路面的使用年限大大縮短。由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，抗壓強(qiáng)度較高，抗拉強(qiáng)度通常只為抗壓強(qiáng)度的1/18左右。當(dāng)混凝土因變形導(dǎo)致的拉應(yīng)力超過(guò)其本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，這時(shí)混凝土就會(huì)開(kāi)裂，逐漸累積形成裂縫。水泥混凝土路面裂縫主要表現(xiàn)形式有兩種：表層裂縫和貫穿裂縫。

2.1 表層裂縫

表層裂縫即混凝土路面上碎小的裂縫，這種裂縫較淺，出現(xiàn)在混凝土路面表面，多為紋狀。

貫穿裂縫是指水泥混凝土路面板產(chǎn)生沿行車方向及與其垂直方向的裂縫，這種裂縫貫穿整個(gè)板厚，危害較為嚴(yán)重，必須引起重視。

3 水泥混凝土路面裂縫主要成因

水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面∶

3.1 設(shè)計(jì)方面

通常道路所用的混凝土路面結(jié)構(gòu)是施工隊(duì)伍嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)所提圖紙進(jìn)行施工的，因此路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須重視。

3.1.1 基層設(shè)計(jì)

基層作為直接支承水泥混凝土路面面板及路面荷載的重要承重層，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須重視，若設(shè)計(jì)的基層厚度及選用的材料致使其設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致基層不足以承受路面?zhèn)鬟f的荷載，此時(shí)將導(dǎo)致水泥混凝土面板產(chǎn)生變形，甚至出現(xiàn)裂縫。

通過(guò)對(duì)2組患者實(shí)施不同的治療措施發(fā)現(xiàn)，2組患者感覺(jué)神經(jīng)傳導(dǎo)速度均有所提升，但觀察組患者感覺(jué)神經(jīng)傳導(dǎo)速度改善情況顯著優(yōu)于對(duì)照組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。 見(jiàn)表 2。

3.1.2 面板設(shè)計(jì)

道路設(shè)計(jì)中路面面板與車輪、外界環(huán)境等因素直接接觸，其設(shè)計(jì)合理的重要性不言而喻。當(dāng)面板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不能承受車輛荷載產(chǎn)生的應(yīng)力時(shí)，面板有可能出現(xiàn)松散，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)斷板。另外，路面必須做好排水，若排水設(shè)計(jì)不合理，會(huì)使水下滲面層或者基層等結(jié)構(gòu)，路面會(huì)出現(xiàn)唧泥，基層性能降低，路面面板也會(huì)變形而折斷。

3.2 施工方面

3.2.1 原材料的選取

水泥混凝土有四種基本原材料：水泥、水、粗骨料和細(xì)骨料，有時(shí)還可視情況添加外加劑。目前道路所用的水泥品種不統(tǒng)一，性能也因水泥品種而有所差異；粗骨料是否合格，主要看其級(jí)配組成及針片狀顆粒含量等因素;細(xì)骨料選擇過(guò)程中必須嚴(yán)格控制其中有害雜質(zhì)的含量及粗細(xì)程度；水和添加劑應(yīng)按照相關(guān)指標(biāo)嚴(yán)格選取。由于材料選取不合格的因素導(dǎo)致混凝土面板強(qiáng)度不夠，無(wú)法形成足夠的強(qiáng)度，以致拉應(yīng)力無(wú)法達(dá)到預(yù)期要求,從而在施工期間容易產(chǎn)生不規(guī)則斷裂,在使用過(guò)程則會(huì)出現(xiàn)更多的病害。

3.3.2 切縫或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)

切縫的時(shí)間和深度也緊密影響著混凝土路面裂縫的大小及程度。如果切縫所用機(jī)具出現(xiàn)問(wèn)題或者切縫時(shí)施工操作人員對(duì)于切縫深度掌握不準(zhǔn)，切縫深度不足或過(guò)深，以致混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，這時(shí)貫穿裂縫就會(huì)形成于混凝土板的薄弱處，而這就屬于切縫不當(dāng)引起的裂縫；由于氣溫高，水析速度過(guò)快，操作人員對(duì)切縫時(shí)機(jī)掌握不準(zhǔn)，尚未切縫但拉應(yīng)力已迅速增加，從而導(dǎo)致斷板的產(chǎn)生，這屬于切縫不及時(shí)引起的裂縫。

養(yǎng)護(hù)作為一項(xiàng)不可或缺的重要措施，可以有效避免混凝土面板產(chǎn)生裂縫,保證混凝土正常進(jìn)行水化反應(yīng)，保證混凝土路面強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。若養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)，將導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)過(guò)快，形成裂縫。

3.3.3 開(kāi)放交通過(guò)早。

對(duì)于處于養(yǎng)生期內(nèi)的混凝土路面，如果過(guò)早通行車輛，混凝土尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，此時(shí)在汽車荷載反復(fù)作用下，面層過(guò)早受力，很容易產(chǎn)生裂縫，由于裂縫都屬于不可逆過(guò)程，裂縫一旦出現(xiàn)，必須引起重視。

4 混凝土路面裂縫的防治措施

4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1.1 優(yōu)化道路基層的設(shè)計(jì)

基層應(yīng)具有較強(qiáng)的抗沖刷能力和一定的剛度及厚度。要使基層具有足夠的剛度，首先其厚度應(yīng)能達(dá)到防止唧泥產(chǎn)生的要求，一般地，要求基層不小于15cm。若基層下未設(shè)墊層，而上路床為細(xì)粒土、粘土質(zhì)砂或級(jí)配不良砂（承受特重或重交通時(shí)），或者為細(xì)粒土（承受中等交通時(shí)），按照規(guī)范要求，應(yīng)在基層下設(shè)置底基層。底基層一般采用級(jí)配粒料或者其它穩(wěn)定粒料，厚度一般為20cm。

基層和墊層的寬度應(yīng)大于路面面層寬度，從而保證施工時(shí)有足夠的位置和空間供應(yīng)側(cè)模，通常情況下墊層一般每側(cè)比基層寬30cm，基層每側(cè)比路面寬30cm以上。墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為15cm。

4.1.2 合理設(shè)計(jì)混凝土路面板的厚度

混凝土面板是水泥混凝土路面最重要的結(jié)構(gòu)層,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使混凝土面板具有較高的強(qiáng)度、彈性模量以及高承載力和足夠的抗彎拉疲勞強(qiáng)度，從而使生成的混凝土面板足以抵抗荷載作用下板內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。通常情況下面層的設(shè)計(jì)厚度不宜小于18cm，同時(shí)考慮好路面排水設(shè)計(jì)，保證路面排水通暢，使水及時(shí)疏通。

4.2 嚴(yán)于施工

4.2.1 選材及配合比

路面使用的水泥應(yīng)嚴(yán)格選取，所選水泥應(yīng)具有抗彎拉強(qiáng)度高、收縮小、抗磨性和耐久性好及彈性模量低等技術(shù)要求，彎拉強(qiáng)度需滿足交通等級(jí)要求；粗骨料必須具有一定的強(qiáng)度，有足夠的堅(jiān)固性和良好的級(jí)配,可使用碎石或礫石等，其公稱最大粒徑應(yīng)按相關(guān)要求嚴(yán)格控制；對(duì)于細(xì)骨料的選取，應(yīng)具備高密實(shí)度，質(zhì)地堅(jiān)硬，耐久，保證新拌混凝土路面的性能；對(duì)于水，其中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害雜物以及油、酸、鹽等；對(duì)于外加劑，其選用必須符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。

4.2.2 注意切縫時(shí)機(jī)和養(yǎng)護(hù)條件。

對(duì)于最佳切縫時(shí)間，施工中應(yīng)通過(guò)不同氣溫條件下進(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)得出的規(guī)律及平時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn),通常應(yīng)視氣溫和混凝土強(qiáng)度的變化而確定。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25 %左右時(shí)應(yīng)為最佳切割時(shí)間,切縫深度應(yīng)按規(guī)范要求嚴(yán)格控制。

混凝土路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)可以避免混凝土面板過(guò)早產(chǎn)生裂縫,保證混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)，保證混凝土路面的使用性能。在混凝土面板澆筑后,表面用手指輕壓不出印跡時(shí),即可用養(yǎng)護(hù)劑、草袋或薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)。混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。

4.2.3 嚴(yán)格控制開(kāi)放交通的時(shí)間

水泥混凝土路面澆筑完畢后必須待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方能開(kāi)放交通，從而有效保證混凝土路面的使用壽命，防止尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土面板在荷載作用下產(chǎn)生裂縫或斷板。

5 結(jié)束語(yǔ)

由以上分析,混凝土路面產(chǎn)生裂縫的很多成因均出自人為因素, 所以在設(shè)計(jì)及施工的各個(gè)環(huán)節(jié)各個(gè)過(guò)程中,設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)理必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求,切實(shí)抓好設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、施工工藝等環(huán)節(jié),盡可能避免水泥混凝土產(chǎn)生裂縫。

[1]鄧學(xué)鈞,《路基路面工程》

[2]倪朝軍, 張本新《水泥混凝土路面裂縫的發(fā)生與防治》

[3]吳家誠(chéng),《混凝土路面裂縫防治要素》

[4]劉大明,《影響水泥混凝土路面破損的主要原因》

U45

B

1007-6344（2017）01-0036-01