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水泥混凝土路面早期裂縫產生的原因及防治
摘要：水泥混凝土路面具有剛度大、承載力強、耐久性能好、可就地取材、建設使用等諸多優點。近些年來，隨著水泥混凝土路面滑模攤鋪技術的日益成熟，路面機械化施工程度提高，路面平整度等質量指標也大幅度提高。因此，它廣泛應用于國道、省道等高等級路面，但隨著高速公路水泥混凝土路面修建數量的逐年增多，在建設和使用過程中也出現不少問題，水泥混凝土路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥混凝土路面的使用壽命是大家共同關注的問題。關鍵詞：混凝土路面 裂縫 防治
1 路面早期裂縫的原因
1.1 內部因素�、傩熊嚭奢d破壞：根據剛性路面設計規范，我們知道路面應力假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車荷載反復作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置。②溫度應力：水泥混凝土具有熱脹冷縮性質，路面板白天表面溫度高，晚上底面溫度高，上下面溫差導致熱脹冷縮不一致，形成拉應力，長期作用下形成裂縫。③化學作用：水泥通過水化作用形成強度，在硬化過程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm。據有關試驗證明，水泥水化過程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時的水化熱溫度可達800C，使混凝土內部產生顯著的體積膨脹，產生很大的拉應力，當外部混凝土所受拉應力一旦超過混凝土當時的極限抗拉強度時，板塊就會產生橫向或縱向裂縫。④堿骨料反應：混凝土中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產生拉應力，產生裂縫；有些水泥在生產過程中，有時會出現一些過燒的CaO和MgO，它們的水化速度很慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體膨脹、開裂甚至出現網裂。⑤干縮裂縫：水泥硬化過程中，水份散失的同時，水泥漿體收縮，當收縮變形與混凝土本身的抗拉應變和徐變應變不相適應時，就會產生干縮裂縫。產生干縮裂縫的主要原因有混凝土的單位用水量、骨料粒徑、細粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。
1.2 外部因素 ①切縫不及時：主要表現為施工中切縫時間難以控制，切縫不及時，溫度應力大于相應時間路面抗拆強度，導致路面出現橫向裂縫。②計量不準：現在高速公路施工中的混凝土攪拌一般都采用計量的大型拌和站，各種材料的稱量精度都有保證。但是，如果施工經驗不足，不根據施工環境變化及時調整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設計配合比，沒有根據施工現場風力、溫度、運輸距離等因素及時調整，致使施工水灰比時大時小，形成混凝土強度的差異，使早期裂縫機率增大。③外加劑因素：混凝土路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，混凝土就會出現早凝、慢凝、離析、有害物等問題，直接影響混凝土的質量。④運輸的影響：運輸距離、時間過長使混凝土在運輸途中發生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導致混凝土板塊發生早期裂縫的概率大大增加。⑤漏振或振動不夠：攤鋪機施工過程中振動器損壞還繼續施工，使混凝土漏振�；炷林写嬖诘目斩唇档土嘶炷恋膹姸�，使路面發生裂縫或斷板。⑥氣溫變化：施工中有時氣溫突然變高或變低，甚至輔以刮大風，造成混凝土中水份失去過快，形成表面網裂。汕梅高速公路K96+250處，因中午氣溫過高，施工時未采用防護措施，路面攤鋪過后不到4小時就發生連續11塊路面板網裂；K93+420處施工時下午刮大風，在路面成型后2個小時就有兩處網裂。如果施工期間夜間有寒流，不采取加蓋保溫措施的話，那么第二天肯定有斷板。⑦養生不及時、不充分：混凝土中硬化過程中失去的水分未能得到及時補充，使混凝土產生干縮變形發生早期裂縫。⑧基層問題：a路基填土含水量偏大，在凍脹作用下使路面形成裂縫。b路基碾壓不均勻，出現填土局部未壓實或兩側密實度不夠，使路基產生不同程度的沉陷，形成裂縫。c舊路拓寬時，新舊路基銜接處理不符合技術規范要求，新路基壓實度不夠，造成路基不均勻沉陷或滑坡，形成裂縫。d傍山公路半填半挖地段、橋臺與填方接頭處、路基施工未按規范要求，易造成沉降，經長時間行車作用易形成裂縫。⑨路基問題：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導致不均勻沉降。經行車荷載反復作用，導致混凝土板裂縫、斷板。⑩養護問題：a表現在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；脹、縮縫長期不清理更換，限制了混凝土路面的縱向變形功能，致路面板擠壓變形破壞。b瀝青路面在行車作用下出現小面積松散，個別坑槽后，未及時進行養護。c養護方法不當，有些養護人員在瀝青混凝土路面上采取人工噴油，人工灑料方法進行養護。 2 防治方法
針對路面產生裂縫的原因，結合有關資料及筆者的經驗和思考，可以采取下述防治方法。
2.1 設計方面 ①提高設計標準：隨著我國國民的，高速公路的車流量正以每年兩位數的速度高速增長，設計標準也要相應提高。有條件的地方盡量選用連續配筋混凝土路面增強混凝土的強度。以解決大量、重載車多的問題。也可以推廣高抗拉強度砼路面和鋼纖維混凝土路面等新技術、新工藝，解決混凝土路面的裂縫問題。②從設計上要求路基足夠長的沉降時間后才能進行路面施工，減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板；增加路面基層強度，可以采用諸如碾壓混凝土等新工藝，減少因路面基層因素造成的路面裂縫。
2.2 施工方面 ①選用水泥：應采用不低于425號硅酸性水泥或普通水泥。盡量使用同一廠家生產的同一品牌、同一標號的水泥，加大對水泥的實驗和檢測。施工時嚴格控制水的用量，適當延長攪拌時間，加強養護工作。施工工藝的選用必須著眼于保證混凝土的早期強度和減少收縮。②嚴格控制水灰比：混凝土路面施工，水灰比應小于0.5。施工時的用水量應按砂石料情況、施工溫度等經實驗確定。施工中經常要測定混凝土混合物的坍落度。為改善和易性，可摻用適量外加劑。控制水灰比是保證混凝土強度的重要措施。③采用合格砂石料和正確掌握配合比：采用的碎石應質地堅硬符合規定級配，各材料的施工配料要準確過磅，如發生含水率、水泥變換等改變，應及時調整施工配合比。④及時切縫，保證質量：適當的切縫時機是減少斷板產生的重要手段，切縫的時機和質量要求如前所述，這里需補充的是，切縫機械也需保證質量，且要加強維修。⑤高度重視配合比設計，選擇合適的配合比。施工過程中除嚴格計量外，根據施工環境、及時調整含水量，保持施工塌落度基本穩定，防止溫度裂縫。⑥使用合格、性能穩定的緩凝引氣減水劑，減少用水量、增加施工和易性以保證工作時間。⑦用滑模式攤鋪機進行機械化施工，以保證混凝土路面平整度、強度和均勻性。⑧混凝土做完面后盡快噴灑一層養護劑，防止早期收縮裂縫；在施工過程中當天氣異常時，應采用運輸車加蓋篷布、施工現場灑水降溫、夜間加蓋草袋等保溫措施；并根據混凝土強度增加速度，盡量早開始鋸縫工作。⑨控制水泥用量及提高混凝土的密實度，達到預防化學裂縫的目的。
2.3 養護方面
2.3.1 工期的養護 路面澆筑待終凝后要立即覆蓋，并確保灑水養護，從而保證混凝土強度正常增長，防止因缺水干縮而產生裂縫，養護時間視具體情況而定，一般使用425號以上普通水泥養護時間不得少于14天。
2.3.2 路面使用后的養護�、俦３峙潘到y完好，防止路基強度降低。②重視混凝土面養護，及時清理或更換縮脹縫材料。③加強早期維修，防止病害加大、擴散。
混凝土路面產生裂縫的原因還有很多，防止的方法也不止這幾點。但我們相信，只要采取必要措施，就能防止或減少路面裂縫現象的發生，混凝土路面的早期裂縫是可以消除和避免的。
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