淺析水泥混凝土路面裂縫成因及處理

高志強

(河北衡水衡通監理咨詢有限公司)

1 水泥混凝土路面裂縫成因

1.1 路基影響

(1)路基未充分壓實，彎沉值超標。在行車荷載反復作用下，路基變形。導致基層、面層產生裂縫。

(2)地基強度不均勻，路基填料混雜，產生不均勻沉降，導致混凝土面板產生裂縫。

(3)半填半挖路段，填挖交接處未按要求進行處理或處理不好，導致填方部分沉降或滑移而造成裂縫。

(4)老路拓寬，新填土部分施工方法不當，與老路結合不好，導致混凝土板產生裂縫。

1.2 基層影響

(1)基層強度不足或不均勻，不足以承受經面板傳導的荷載壓力而遭到破壞。引起混凝土路面裂縫。

(2)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，使得路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產生裂縫。

1.3 水泥混凝土施工質量的影響

(1)原材料因素:不同品種、不同標號的水泥在施工中混用，給混凝土質量造成影響，引起裂縫。砂石料不潔凈、含有害物質。將會減弱水泥的膠結力，延緩水泥硬化時間，降低其強度。集料的不合理級配引起集料孔隙大，水泥砂漿過分集中，引起局部收縮加大，出現裂縫。用加大水泥劑量的方法提高強度易造成水化熱大，使面板產生收縮裂縫。應盡量選用強度高、收縮性小、安定性好、耐磨性強的普通硅酸鹽水泥，不同標號和不同品種的水泥嚴禁混合使用，檢驗不合格的水泥禁止使用。

(2)水泥混凝土拌和的影響:攪拌時間短引起拌和不均勻，施工面層強度不一致，收縮量差別大會造成裂縫。若攪拌過長，致使骨料破碎、離析、和易性發生變化，也會影響面層強度。

(3)前盤振搗操作不規范的影響:若振搗時間短則使混凝土中出現氣孔、蜂窩。在車輛作用下，應力分布不均勻而引起裂縫。若過分振搗，則使混凝土離析，影響強度。

1.4 拉力桿、傳力桿的施工設置影響

(1)傳力桿一端不涂瀝青，不設管套，則脹縫端面板將被擠裂。傳力桿設置方向與路面不平行，面板伸縮時，傳力桿對面板產生壓應力，造成面板拉裂。施工縫傳力桿應用光圓筋，一半要涂瀝青，允許其滑動。由于兩邊面板施工時間不同，凝結時產生的收縮步調不一致。若不能滑動，則受行車荷載或自然因素影響而致使此處產生拉裂。

(2)縱縫拉力桿其主要作用是拉住相鄰板塊不讓它們分離，因而它應能夠提供足夠的拉力，以克服面層收縮時基層頂面所給予的摩擦力。所以，拉力桿應使用螺紋鋼，長度達到設計要求，保證其與混凝土的粘接力。同時，必須保證拉桿的直徑及間隔。否則會因拉力桿不能提供足夠的拉力，面板收縮時縱縫隙會拉開而造成斷裂。

1.5 面板切縫的影響

(1)切割時間:切縫太早，粗骨料從砂漿中脫掉，整個縮縫不規則、不整齊。切縫時間過晚，內部應力已產生，大于混凝土容許值，面板就會開裂。當然，操作時要根據外界環境的變化，調整切割時間。一般來說，氣溫高，切割時間要提早;溫差大，也要提早切割。其次要采用機型小、轉速快、振動小的機具，做到能切就切，寧早勿晚。

(2)切割深度:一般要求其深度控制在面板厚度的1/5～1/4之間，既不要過深也不能過淺。

(3)接縫料的選擇與施工:接縫料性能不好，則雜物極易嵌入縫中，使接縫失去脹縮作用，板斷裂。接縫料施工一定要精心操作，使灌縫飽滿，做到滿而不流。避免因接縫料施工粗糙，造成面層平整度差或導致路面水下滲到基層，致使基層軟化。出現唧泥現象，以致基層局部水毀掏空，造成面板裂縫、斷板。

2 水泥混凝土路面裂縫處理

2.1 混凝土裂縫預防措施

根據混凝土裂縫成因，采取適當措施進行預防要比事后補救有效得多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個方面著手。

(1)在設計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應考慮到由于地基的差異沉降或結構原因而出現的薄弱環節，并加以解決。在構件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細、間距越小對預防開裂越有利。

(2)原材料控制。

①新出廠的水泥不能立即使用，因新出廠的水泥溫度較高，且游離氧化鈣等還沒有完全消解。

②采用低堿水泥和非活性集料。

③在保證基礎工程設計所規定的強度、耐久性等要求和滿足施工工藝要求的前提下，混凝土配合比的選擇應滿足合理使用材料、科學地選用材料配比，減少水泥用量和降低混凝土的絕熱溫升的原則。摻加礦渣與粉煤灰以減少水灰比、水泥用量。在保證強度的前提下，有效降低水化熱，延遲峰溫出現時間，抑制混凝土溫度裂縫的產生。摻用礦渣與粉煤灰的自生收縮是膨脹變形，對混凝土的抗裂性是有益的。同時由于礦渣水泥混凝土及摻粉煤灰混凝土的自生膨脹變形是穩定的，所以在工程實踐中應盡量采用。

④施工方案。良好的施工方案與預防、控制裂縫有很大的關系。施工方案主要確定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設置在變截面處或承受拉、彎應力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意，一般來說應盡量留在變截面處或遠離受拉鋼筋部位，設在混凝土的受壓區，確定澆筑時間的原則是盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，為防止混凝土發生假凝現象，要控制混凝土的拌合物溫度，應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度。

2.2 混凝土裂縫常見修補方法

(1)壓力注漿法修補裂縫。

①機械動力法:利用壓送設備(壓力0.2～0.4MPa)將補縫漿液注入混凝土裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統方法，效果很好。

②低壓注漿法:利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。低壓注漿法適用于裂縫寬度為0.2～0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序是裂縫清理、試漏、配制注漿液、壓力注漿、二次注漿、清理表面。當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10min后，揭去膠布條露出小縫，粘貼注漿嘴并包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓入裂縫，當相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約0.5h可以對每個注漿嘴再次補漿。

(2)開槽填補法修補裂縫。

沿混凝土裂縫開鑿成槽，用聚合物水泥砂漿將其填補封閉的方法稱為開槽填補修補法。適用于結構允許開槽而寬度較大(大于0.5mm)但數量不多的裂縫，如墩臺或路面混凝土的裂縫。