混凝土路面施工裂縫成因及防治措施

尚核氫，朱文盛

（江西省路橋工程集團有限公司，江西 南昌 330038）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，交通事業(yè)已經(jīng)受到了廣泛的重視，國家對于交通行業(yè)的投入也在逐年加大。混凝土作為一種混合型建筑材料，由水泥及砂石等物質(zhì)混合而成，其具有穩(wěn)定性好、強度高、使用效率高、建筑及養(yǎng)護成本低等優(yōu)勢，在路面的建設中使用十分廣泛，但其在受到諸多環(huán)境因素、自然條件及自身的物理性質(zhì)的影響，如外部力量、熱脹冷縮、風化作用等，會出現(xiàn)較為細小的縫隙，久而久之就會發(fā)展為較為嚴重的裂縫。其對于路面的惡劣影響是顯而易見的，不僅會造成公路的整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松散現(xiàn)象，且會使路面的剛性強度降低，縮短其使用壽命，使道路的使用率大幅度下降，因此，該情況應引起路面施工單位及養(yǎng)護部門的重視[1]。

1 水泥路面裂縫類型及成因分析

1.1 溫度裂縫

混凝土使用結(jié)束后，在硬化的過程中會發(fā)生化學反應，并有大量的能量被釋放出來，該能量以熱量的形式表現(xiàn)出來，材料的溫度上升，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生物理性膨脹，加之材料外部環(huán)境的溫度的差異，又會產(chǎn)生收縮。該膨脹與收縮發(fā)生的部位分別位于材料的內(nèi)部與外部，由此產(chǎn)生的強大拉扯荷載，超過材料本身的應力后，會使之受到損害，就會出現(xiàn)裂縫。該類裂縫在不同的發(fā)展時期，又可以分為表面裂縫、深度裂縫和斷板裂縫，其走向呈不規(guī)則形狀。

溫度裂縫的產(chǎn)生原因包括：

a）表面裂縫 材料的內(nèi)部及外部的溫度差異較大，收縮及膨脹的應力使之表面受損，產(chǎn)生細小裂縫，該類裂縫一般程度較輕；

b）深度裂縫及斷板裂縫 材料長時間處于溫差較大的環(huán)境中，造成了材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞而產(chǎn)生裂縫；

c）干縮裂縫 在路面硬化的過程中，進行蒸養(yǎng)處理，但是對其降溫冷卻時，時間管理不科學，冷卻速度過快，產(chǎn)生了裂縫[2]。

1.2 沉降裂縫

混凝土材料使用后，其中的混合材料，如砂石等在重力的作用下，會出現(xiàn)緩慢下沉并伴隨水分析出的現(xiàn)象。在該過程中，混凝土硬化前出現(xiàn)的裂縫被稱為沉降裂縫。該類裂縫主要表現(xiàn)為從表面至內(nèi)部的垂直方向裂縫，形狀按沉降情況不同而表現(xiàn)出多樣性，一般出現(xiàn)在澆筑過程結(jié)束后的3h之內(nèi)。

沉降裂縫的產(chǎn)生原因有：

a）外力荷載 混凝土材料在澆灌結(jié)束后的一段時間內(nèi)，受到了某些因素的影響，如澆筑前制作的固定模塊位置變動、其他構(gòu)件形成的局部阻礙等；

b）地基因素 工程所處地區(qū)地質(zhì)硬度不均勻；

c）施工質(zhì)量 在進行澆筑混凝土的工程前，地基較軟的部位沒有進行加固處理，使混凝土材料的沉降速度及狀態(tài)不平衡而出現(xiàn)裂縫，在發(fā)現(xiàn)有該類沉降裂縫后，應及時在混凝土材料表面進行加壓，并添加材料使裂縫合攏、平整。

1.3 干縮裂縫

一般來說，混凝土在冷卻硬化后的體積通常在一定程度上會小于冷卻前材料的體積，且環(huán)境中游離態(tài)的水分蒸發(fā)及混凝土自身材料中的凝膠體在該過程中的失水現(xiàn)象，使其體積更小，其緊密程度及與其內(nèi)部構(gòu)件之間的粘合度也進一步提高，能保證工程質(zhì)量。但在其體積收縮的過程中會出現(xiàn)強大的拉應力，一旦超過混凝土自身的承受能力，就會出現(xiàn)裂縫，即為干縮裂縫。其主要表現(xiàn)為走向及形狀毫無規(guī)律可循，且該裂縫的長度及寬度極小，不容易被發(fā)現(xiàn)及識別，其也是路面病害中較為常見的一種類型[3]。影響其發(fā)生的因素很多，如選用材料的質(zhì)量、是否根據(jù)工程要求優(yōu)化配比、養(yǎng)護手段是否科學合理等。

干縮裂縫的產(chǎn)生原因可以總結(jié)為以下幾點：

a）材料 使用了含泥沙較多的粉砂、干縮性較為強烈的水泥，或者材料配比不合理，其收縮時產(chǎn)生的拉應力超過了一定限度；

b）施工過程 在施工過程中震動過量；

c）后期養(yǎng)護 混凝土在溫差較大的地區(qū)，受到陽光曝曬及雨水沖刷及風化作用的影響，表面的水分蒸發(fā)速率超過了混凝土的沁水的速率，即干縮速度過快，也會出現(xiàn)裂縫。

2 混凝土路面裂縫的防治措施分析

根據(jù)不同原因引起的混凝土裂縫，可以根據(jù)工程的具體要求采取多種有效措施進行裂縫防治。具體措施有以下幾種。

2.1 做好施工前準備工作

在施工之前，應認真考察路基情況，如測試其強度的分布狀態(tài)等。路基能夠平衡路面及基層雙方的力量荷載，高強度的地基能夠有效降低板內(nèi)應力。若存在地基強度達不到標準或其地面的回彈模量沒有達到最小值20MPa，應進行加固，使之結(jié)構(gòu)緊密、扎實，直至達到《公路路基設計規(guī)范》的標準。因此在路面工程方案的設計時，就不能先考慮使用強度大的基層材料，在其已經(jīng)具有一定強度的基礎上再增加強度，效果不理想，而應考慮先降低板內(nèi)的總體疲勞應力，將面板的厚度提高，該方法效果較好[4]。另外，混凝土路面施工時應將排水系統(tǒng)考慮進去，在夯實路基的基礎上，做好排水系統(tǒng)。如果公路環(huán)境濕度較大，可以在公路的土基上加設墊層，提高路基的穩(wěn)定性，并保證路面處于干燥的環(huán)境中。

2.2 優(yōu)化材料的使用

在材料的使用上，應嚴格把關(guān)，保證其產(chǎn)品質(zhì)量合格。在購進材料的渠道上，就應該進行甄別篩選，強度及穩(wěn)定性不達標的材料應排除，且在使用同類材料時，應使用相同廠家生產(chǎn)的，并保證其生產(chǎn)批次相同，不可與其他生產(chǎn)廠家的材料混合使用，否則將會影響混凝土材料的強度，并帶來許多質(zhì)量上的不穩(wěn)定因素。混凝土使用的水泥，其選用強度等級不小于32.5的道路工程專項使用的水泥，且其應是低熱或者中熱屬性；在細集料上，應使用純度較高的河砂，粗集料則應使用硬度較好、粒徑不超過35mm的碎石。在材料的配比上，降低水泥的用量是節(jié)約成本的有效方式，因此可以盡量使用可接受的最大粒徑碎石作為粗集料[5]。

2.3 提高工程組織管理水平

施工組織上，應做好科學管理工作，以保證工程的質(zhì)量，具體分析有以下幾種：

a）嚴格按照規(guī)范執(zhí)行 在路基的強度加固上，做好夯實工作；混合材料時，也應嚴格按照配比用量，規(guī)范操作；

b）控制好路面冷卻硬化的進度 在路面灌注結(jié)束后，應及時進行養(yǎng)護，如噴水保持濕度、鋪設薄膜或草袋減緩蒸發(fā)等；

c）組織人員嚴密監(jiān)督檢查 在施工的過程中，應組織專門人員進行工程質(zhì)量檢查，做好嚴密的監(jiān)督工作。

3 結(jié)語

路面施工裂縫種類繁多，并且引起該病害的原因也較為復雜多樣，應對其進行認真分析、總結(jié)、歸類，并根據(jù)不同的溫差、外力荷載、自然條件及施工單位的組織管理水平的具體情況等多方影響因素，遵循預防為主、防治結(jié)合的原則，在施工前做好地質(zhì)勘察，設計出科學合理的施工方案，并根據(jù)工程的強度要求，選用優(yōu)化配比的混凝土材料，保證達到工程的設計要求；加強施工單位的組織及管理水平，提高工程質(zhì)量的控制力度等，運用多種不同的防治手段對路面施工裂縫進行預防及治理。

[1]黃紹芳.混凝土路面施工裂縫原因及防治措施[J].民營科技，2011，（7）：343.

[2]蘇鴻健，任楓.混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因分析及處理措施[J].中小企業(yè)管理與科技：下旬刊，2012，（3）：91-92.

[3]董尉.混凝土路面施工裂縫原因及防治措施研究[J].科技資訊，2012，（7）：57.

[4]康召才.市政水泥混凝土路面施工技術(shù)探討[J].科技信息，2012，（33）：384.

[5]王海濤，宋彥光.淺析橋面鋪裝混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及預防措施[J].黑龍江科技信息，2009，（3）：238.