高溫干旱地區水泥混凝土路面裂縫病害預防探討

潘曉波

摘 要：近年來，隨著國家對“四好農村路”以及“現代絲綢之路”的建設，水泥混凝土路面公路在我國西部高溫干旱地區建設持續增多，但隨著時間的推進，水泥混凝土路面的病害問題也日漸突出，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等，尤其是裂縫病害尤為嚴重。高溫干旱地區水泥混凝土路面的裂縫原因是多方面的，但從原材料、施工工藝等各方面上嚴格把關，采用綜合的防治措施，高溫干旱地區水泥混凝土路面裂縫是可以有效預防的。

關鍵詞：高溫干旱 水泥混凝土路面 裂縫 預防 措施 控制

一、根據以往水泥混凝土路面施工的經驗，引起裂縫問題的原因，主要有如下幾個方面

1、溫度的應力變化導致水泥混凝土路面裂縫。中國西部高溫干旱地區，夏季30℃-45℃的氣溫條件下，地表溫度可達到60℃左右時，甚至個別地區達到近70℃。由于水泥混凝土路面板塊內溫度應力的作用，板塊四角發生翹曲，板塊發生盆狀變形，四周的板塊填縫材料被擾動。長期高溫天氣及晝夜較大溫差變化下，水泥混凝土板塊也在不斷發生變形，而這些變形會受到板底與下承層的摩擦阻力作用、水泥混凝土板的自重以及車輪荷載等約束作用，水泥混凝土板體內產生拉應力，當應力大于混凝土抗拉強度時路面板體就會裂縫。

2、路面混凝土澆筑成型后，由于水泥的水化熱積聚在內部不易散發，使得內部溫度逐漸升高，表面散熱快，從而形成內外溫差，在此階段混凝土強度比較低，溫度產生的應力超過抗拉強度，會在水泥混凝土表面產生裂縫。在水泥混凝土硬化過程中，由于水的水化和蒸發使混凝土產生收縮，收縮過程中受地基和外部結構的約束會產生拉應力，拉應力超過混凝土抗拉強度時，也會產生收縮裂縫。在高溫干旱地區施工的水泥混凝土路面，由于水份蒸發過快和晝夜溫差較大，更易產生裂縫。

3、水泥混凝土強度偏低。由于施工條件的復雜性、原材料不符合要求、施工工藝不妥、混凝土配合比不合理、施工時偷工減料、水灰比大、振搗不密實、過振、養護不規范、齡期不足或過早開放交通等原因，路面強度達不到設計強度。水泥混凝土路面在軸載的反復作用下產生的荷載應力與其它應力共同作用達到或超過其允許應力時，便產生裂縫。

4、在施工當中的其他不當行為造成的裂縫，如路基沉降裂縫；水泥混凝土路面下的各結構層密實度差造成不均勻沉降，混凝土板脫空，在車輪荷載的作用下路面水泥混凝土板會產生過大的彎拉應力而使板塊斷裂；下承層表面平整度差不僅會增加其與水泥混凝土板底摩阻力，而且造成水泥混凝土板厚不均，易在較薄弱路面水泥混凝土板處開裂；水泥混凝土路面切縫時間太遲或切縫深度不足，或者切縫間距過長造成混凝土內應力集中，在水泥混凝土板的薄弱處形成裂縫。

二、在高溫干旱地區水泥混凝土路面施工中可以采取以下措施預防裂縫病害

1、加強對原材料性能和質量控制。水泥、砂、碎石、水等原材料在使用前進行性能指標試驗，不合格的不得使用。粗、細集料進行篩分試驗，使得級配合理。水泥混凝土溫差應力裂縫最根本原因是水泥的水化熱高而引起的，施工要選用水化熱低的水泥，選用合理有效的外加劑。減水劑可改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量。緩凝劑可以延緩水泥混凝土放熱峰值出現的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大所以當放熱峰值出現時，混凝土強度也增大了，從而減小了裂縫出現的幾率。

2、減輕溫度應力效應。降低骨料的溫度，砂、碎石料要搭棚遮陽。降低拌和水的溫度，可用部分冰塊代替水。合理安排水泥混凝土路面施工時間，選擇低溫季節或氣溫較低的夜間施工。混凝土表面修整時避免陽光直射，整修后要覆蓋養生，采取保溫、保濕措施，防止混凝土白天過多的升溫，造成夜間降溫時收縮過大。

4、加強施工質量控制。路基和基層的密實度、穩定性、均勻性應滿足設計要求，軟弱地基做好加固處理防止地基沉降。控制下承層的標高、平整度，混凝土強度、路面厚度等嚴格要求。配制水泥混凝土時嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇合適的砂率，防止因水灰比過大、水泥用量過大或砂率過大，混凝土振搗時，需注意不密實的部位的振搗，同時防止混凝土過度振搗或抹平而導致水泥和細集料過多上浮于表面。水泥混凝土路面板切縫時間要控制得當，當混凝土強度達到設計強度的25%-30%時進行切縫，切縫深度控制在1/3-1/4板厚。

5、水泥混凝土路面養生。為防止水泥混凝土中水分蒸發過快而產生縮裂，并保證水泥水化過程的順利進行，水泥應及時覆蓋養生，防止炎熱或大風天氣表面游離水分蒸發過快、體積急劇收縮而導致的開裂，加強養生期內的灑水保持表面濕潤。混凝土強度必須達到設計強度的90%以上時，方能開放路面交通。

三、結束語

水泥混凝土的裂縫是不可避免的，路面裂縫的產生和許多因素有關，高溫干旱地區實際情況更為特殊，水泥混凝土路面可能產生的裂縫情況和裂縫程度更高，但只要我們從各方面引起重視，水泥混凝土路面施工中采取控制措施預防裂縫，同時加強通車運行階段的道路養護力度，對后期裂縫及時采取有效的措施并加以處理，即可以達到延長路面的使用壽命，產生顯著的社會經濟效益。