水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

史云飛

(太原理工大學, 山西 太原 030001)

水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

史云飛

(太原理工大學, 山西 太原 030001)

隨著社會發(fā)展需求的不斷提升，道路建設已經(jīng)成為了必不可少的重要任務。隨著相關技術的不斷發(fā)展和優(yōu)化，如今道路建設中水泥混凝土路面是應用最為廣泛的路面選材，之所以能夠被廣泛使用主要是其具有強度高、使用壽命長、路面穩(wěn)定性好以及養(yǎng)護成本低等優(yōu)點。但是近年來隨著水泥混凝土路面使用時間的不斷延長，也呈現(xiàn)出了種種問題亟待解決，其中較為典型的問題就是路面的裂縫問題，這個問題一直以來都是養(yǎng)護單位和施工單位所擔心并急于解決的重要問題。本文從內(nèi)外因兩個角度分析了水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生，并提出了幾點應對性的防治措施，以供參考借鑒。

水泥混凝土；優(yōu)點；路面裂縫；內(nèi)外因；措施

1 引言

縱觀我國建國以來的發(fā)展與變化可謂是速度驚人，經(jīng)濟的發(fā)展離不開交通的便利，交通基礎設施的不斷完善真是我國發(fā)展驚人的堅強基礎。作為道路建設而言其中最為常見的便是水泥混凝土路面，這是由于其與其他道路類型相比有著自己獨特的優(yōu)越性，其具有強度高、使用壽命長、路面穩(wěn)定性好以及養(yǎng)護成本低等優(yōu)點因此被我國陸路交通廣泛應用。但是隨著使用時間的不斷延長，也隨之產(chǎn)生了一些問題，其中最為典型的就是路面裂縫問題，這是施工和養(yǎng)護單位最為關心的重點問題之一，因此本文對裂縫產(chǎn)生原因進行了一系列的分析與研究，對于水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生與防治具有一定的積極意義。

2 水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 外因

2.1.1 混凝土品質(zhì)不良

首先從原料入手，混凝土品質(zhì)的高低優(yōu)劣將直接影響到水泥混凝土路面質(zhì)量。如果出現(xiàn)水泥選擇不當，骨料級配不合格，將會直接影響到混凝土品質(zhì)，這也是造成其品質(zhì)不良的基本原因。

2.1.2 施工引起的裂縫

除了原料選擇不當，施工不當也是導致裂縫產(chǎn)生的重要因素，具體的可以分為以下五個方面：

（1）水灰比對混凝土強度有著直接的影響，但是如果施工過程中由于計量不準確導致水灰比不穩(wěn)定，就會大大增加路面早期裂縫產(chǎn)生的概率。

（2）由于運輸條件差、運輸時間長，混凝土在此過程中就會產(chǎn)生“離析”現(xiàn)象，從而影響振搗，導致水泥混凝土板塊出現(xiàn)早期裂縫。

（3）如果在施工過程中出現(xiàn)振搗次數(shù)不夠且過早的拆除模具，就會在混凝土表層即邊緣出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

（4）在施工中如果不能準確把握切縫時間也會導致路面產(chǎn)生橫向裂縫。

（5）在養(yǎng)護過程中同樣會影響路面裂縫的產(chǎn)生，如果養(yǎng)護中不能保證路面中的水分，導致水分蒸發(fā)而出現(xiàn)路面裂縫。

2.1.3 氣候的影響

（1）高溫

高溫照射下的混凝土集料，蘊含著大量的熱能，使得混凝土入模溫度過高，加劇了已澆筑混凝土早期熱量的增加，進而影響混凝土內(nèi)部應力應變的平衡，形成裂縫。

（2）溫差

因為混凝土結(jié)構(gòu)具有較差的熱傳導性，遇到外界變化大的情況時，此時混凝土表面溫度就會隨著外界溫度的變化產(chǎn)生快速的變化，但是其內(nèi)部還保持著原來的溫度狀態(tài)，這樣就會導致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，使得不同部位的混凝土具有不同的溫度，這樣就會產(chǎn)生溫度變形而約束混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而導致很大的溫差應力，這樣的應力足夠產(chǎn)生混凝土路面裂縫。

2.2 內(nèi)因

（1）水泥的水化反應

水化反應是伴隨在水泥混凝土的拌和、運輸以及攤鋪的過程中的一個重要的反應，該反應是一個放熱反應，而放熱程度取決于水泥中的鋁酸三鈣的含量與水泥的細度。而水化反應將會使混凝土產(chǎn)生脹縮變形，如果沒有約束就會自由脹縮，但事實上混凝土會在該過程中受到內(nèi)部集料和外部邊界的約束，這樣就會產(chǎn)生拉壓應力。上面也介紹過混凝土具有較差的導熱性，因此其表面與內(nèi)部的脹縮變形不能同步，這樣相互制約的約束，也會產(chǎn)生拉壓應力，最終產(chǎn)生路面裂縫。

（2）水泥混凝土的干縮作用

水分在水泥混凝土中主要有兩大作用，一個是參與水化反應，另一個就是蒸發(fā)，前者僅僅占總水分的少部分，后者占大部分也會讓其產(chǎn)生干縮變形。在混凝土的凝結(jié)硬化過程中會產(chǎn)生較小的抗拉強度，這個抗拉強度遠小于由于干縮變形而產(chǎn)生的拉應力，從而使混凝土內(nèi)部和蒸發(fā)產(chǎn)生裂縫。

（3）濕度應力導致的裂縫

在進行水泥混凝土路面鋪設時會產(chǎn)生水化反應而放熱，此外硬化過程也會產(chǎn)生熱量，這些因素都會導致其內(nèi)部溫度增加，從而使內(nèi)部混凝土發(fā)生膨脹，相關數(shù)據(jù)顯示其內(nèi)部溫度每升高1℃，每平平均膨脹0.01mm。晚間溫度低水泥混凝土路面外部收縮，而與內(nèi)部的膨脹相互作用而產(chǎn)生拉應力，如果拉應力過大超越了其本身所能承受的范圍就會出現(xiàn)裂縫，為了解決這一問題，需要使用低堿的水泥施工。

另外，集料中含有的二氧化硅和水泥中含有的堿性氧化物經(jīng)過水解以后，會產(chǎn)生氫氧化鈉和強氧化鉀兩種物質(zhì)，這兩種物質(zhì)會發(fā)生化學反應，在集料表面產(chǎn)生堿與硅酸的凝膠物質(zhì)，這種物質(zhì)吸收水分后會發(fā)生膨脹，破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較深程度的網(wǎng)狀裂縫。

3 水泥混凝土路面裂縫防治對策

3.1 完善路面設計質(zhì)量

在施工前的路面設計也關乎到水泥混凝土路面質(zhì)量，從一定程度上路面厚度的合理設計能夠避免裂縫的出現(xiàn)。因此，相關技術人員在進行道路設計時應當充分考察當?shù)氐膶嶋H情況，包括車流量、當?shù)鼐用竦慕?jīng)濟條件等，同時應當對道路承載量和未來一段時間內(nèi)車輛的增加量有一個準確的計算，從而準確的設計道路厚度，避免因為道路厚度設計不合理而產(chǎn)生路面裂縫。

3.2 做好路面基層施工

從整個道路施工建設過程來看，路面基層在整個道路建設中都占有及其關鍵的作用，它的好壞不僅關系到整個道路質(zhì)量，同時也影響了整個道路的使用壽命，因此在進行基層修筑時一定要嚴格按照相關規(guī)定要求和步驟進行施工，保證其密實度、強度以及穩(wěn)定性，同時要確保每一個環(huán)節(jié)都能夠達到標準，保障路面基層的穩(wěn)定性與均勻性。

3.3 控制溫度和水灰比的變化

上文中介紹過溫度變化對路面裂縫產(chǎn)生有很大的影響作用，因此應當通過多種措施來降低溫度變化幅度，從而降低路面裂縫產(chǎn)生概率，具體的應當從下述兩點入手：第一，施工時為避免大量水分流失要保證施工環(huán)境良好，避免在大風和高溫等環(huán)境下施工；第二，為降低水化熱量導致的內(nèi)部溫差問題，在選材上從水泥自身立足，選擇水化熱較低的水泥。

此外，水灰比直接關系到混凝土強度以及收縮值，如果比例控制不好將會導致裂縫產(chǎn)生，依據(jù)相關經(jīng)驗表明進行人工攤鋪的水灰比例要小于 0.45，機械進行攤鋪的水灰比例要小于0.5，并且還可以通過減少水泥的使用量來降低水灰比。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著陸路運輸路面技術的不斷發(fā)展和優(yōu)化，如今道路建設中水泥混凝土路面是應用最為廣泛的路面選材，之所以能夠被廣泛使用主要是其具有強度高、使用壽命長、路面穩(wěn)定性好以及養(yǎng)護成本低等優(yōu)點。但是近年來隨著水泥混凝土路面使用時間的不斷延長，也呈現(xiàn)出了種種問題亟待解決，其中較為典型的問題就是路面的裂縫問題，這個問題一直以來都是養(yǎng)護單位和施工單位所擔心并急于解決的重要問題。因此，應當從內(nèi)外因兩個角度充分分析混凝土路面裂縫的種種影響因素，不斷提高水泥混凝土路面的施工技術，來降低水泥混凝土裂縫的產(chǎn)生，從而提升水泥混凝土路面質(zhì)量，延長路面使用壽命。

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1007-6344（2017）10-0045-01