淺析水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施

趙志銘

(山東萊克工程設計有限公司 山東省東營市 257000)

淺析水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施

趙志銘

(山東萊克工程設計有限公司 山東省東營市 257000)

作為目前廣泛采用的高等級剛性路面，水泥混凝土路面的裂縫不容小視。水泥混凝土路面裂縫會破壞路面結構的完整性,從而使路面甚至整個道路結構因不再具備使用功能而進行治理。本文簡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,以粗細骨料為主要構架，多種材料攪拌形成的一種高等級剛性路面。由于水泥混凝土路面具有較高的強度、良好的耐久性，同時路面養護費用少、經濟效益好且等諸多優點，從而被廣泛應用于現代道路建設行業中。然而水泥混凝土路面也有很多病害，近年來最為關注的水泥混凝土路面病害之一當屬裂縫，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針對目標和研究對象。

2 水泥混凝土路面裂縫類型

近年來，水泥混凝土路面在多省市各等級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。由于混凝土抗拉強度較低，抗壓強度較高，抗拉強度通常只為抗壓強度的1/18左右。當混凝土因變形導致的拉應力超過其本身的抗拉強度時，這時混凝土就會開裂，逐漸累積形成裂縫。水泥混凝土路面裂縫主要表現形式有兩種：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生沿行車方向及與其垂直方向的裂縫，這種裂縫貫穿整個板厚，危害較為嚴重，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生的原因主要有以下幾個方面∶

3.1 設計方面

通常道路所用的混凝土路面結構是施工隊伍嚴格按照設計所提圖紙進行施工的，因此路面結構設計方面必須重視。

3.1.1 基層設計

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，其結構設計必須重視，若設計的基層厚度及選用的材料致使其設計強度不夠，導致基層不足以承受路面傳遞的荷載，此時將導致水泥混凝土面板產生變形，甚至出現裂縫。

通過對2組患者實施不同的治療措施發現，2組患者感覺神經傳導速度均有所提升，但觀察組患者感覺神經傳導速度改善情況顯著優于對照組患者，差異有統計學意義（P<0.05）。 見表 2。

3.1.2 面板設計

道路設計中路面面板與車輪、外界環境等因素直接接觸，其設計合理的重要性不言而喻。當面板的設計強度不能承受車輛荷載產生的應力時，面板有可能出現松散，嚴重時出現斷板。另外，路面必須做好排水，若排水設計不合理，會使水下滲面層或者基層等結構，路面會出現唧泥，基層性能降低，路面面板也會變形而折斷。

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、粗骨料和細骨料，有時還可視情況添加外加劑。目前道路所用的水泥品種不統一，性能也因水泥品種而有所差異；粗骨料是否合格，主要看其級配組成及針片狀顆粒含量等因素;細骨料選擇過程中必須嚴格控制其中有害雜質的含量及粗細程度；水和添加劑應按照相關指標嚴格選取。由于材料選取不合格的因素導致混凝土面板強度不夠，無法形成足夠的強度，以致拉應力無法達到預期要求,從而在施工期間容易產生不規則斷裂,在使用過程則會出現更多的病害。

3.3.2 切縫或養護方法不當

切縫的時間和深度也緊密影響著混凝土路面裂縫的大小及程度。如果切縫所用機具出現問題或者切縫時施工操作人員對于切縫深度掌握不準，切縫深度不足或過深，以致混凝土內應力集中，這時貫穿裂縫就會形成于混凝土板的薄弱處，而這就屬于切縫不當引起的裂縫；由于氣溫高，水析速度過快，操作人員對切縫時機掌握不準，尚未切縫但拉應力已迅速增加，從而導致斷板的產生，這屬于切縫不及時引起的裂縫。

養護作為一項不可或缺的重要措施，可以有效避免混凝土面板產生裂縫,保證混凝土正常進行水化反應，保證混凝土路面強度正常增長。若養護方法不當，將導致混凝土水分蒸發過快，形成裂縫。

3.3.3 開放交通過早。

對于處于養生期內的混凝土路面，如果過早通行車輛，混凝土尚未達到設計強度，此時在汽車荷載反復作用下，面層過早受力，很容易產生裂縫，由于裂縫都屬于不可逆過程，裂縫一旦出現，必須引起重視。

4 混凝土路面裂縫的防治措施

4.1 優化設計

4.1.1 優化道路基層的設計

基層應具有較強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，首先其厚度應能達到防止唧泥產生的要求，一般地，要求基層不小于15cm。若基層下未設墊層，而上路床為細粒土、粘土質砂或級配不良砂（承受特重或重交通時），或者為細粒土（承受中等交通時），按照規范要求，應在基層下設置底基層。底基層一般采用級配粒料或者其它穩定粒料，厚度一般為20cm。

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

4.1.2 合理設計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構層,設計時應使混凝土面板具有較高的強度、彈性模量以及高承載力和足夠的抗彎拉疲勞強度，從而使生成的混凝土面板足以抵抗荷載作用下板內產生的應力。通常情況下面層的設計厚度不宜小于18cm，同時考慮好路面排水設計，保證路面排水通暢，使水及時疏通。

4.2 嚴于施工

4.2.1 選材及配合比

路面使用的水泥應嚴格選取，所選水泥應具有抗彎拉強度高、收縮小、抗磨性和耐久性好及彈性模量低等技術要求，彎拉強度需滿足交通等級要求；粗骨料必須具有一定的強度，有足夠的堅固性和良好的級配,可使用碎石或礫石等，其公稱最大粒徑應按相關要求嚴格控制；對于細骨料的選取，應具備高密實度，質地堅硬，耐久，保證新拌混凝土路面的性能；對于水，其中不應含有影響水泥正常凝結和硬化的有害雜物以及油、酸、鹽等；對于外加劑，其選用必須符合相關技術指標。

4.2.2 注意切縫時機和養護條件。

對于最佳切縫時間，施工中應通過不同氣溫條件下進行試驗總結得出的規律及平時積累的經驗,通常應視氣溫和混凝土強度的變化而確定。當混凝土達到設計強度25 %左右時應為最佳切割時間,切縫深度應按規范要求嚴格控制。

混凝土路面進行養護可以避免混凝土面板過早產生裂縫,保證混凝土強度正常增長，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,即可用養護劑、草袋或薄膜覆蓋養護。混凝土的養護時間不得少于14天。

4.2.3 嚴格控制開放交通的時間

水泥混凝土路面澆筑完畢后必須待其達到設計強度后方能開放交通，從而有效保證混凝土路面的使用壽命，防止尚未達到設計強度的混凝土面板在荷載作用下產生裂縫或斷板。

5 結束語

由以上分析,混凝土路面產生裂縫的很多成因均出自人為因素, 所以在設計及施工的各個環節各個過程中,設計、施工及監理必須嚴格執行相關規范和技術要求,切實抓好設計細節、施工工藝等環節,盡可能避免水泥混凝土產生裂縫。

[1]鄧學鈞,《路基路面工程》

[2]倪朝軍, 張本新《水泥混凝土路面裂縫的發生與防治》

[3]吳家誠,《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》

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1007-6344（2017）01-0036-01