混凝土公路路面裂痕原因分析及處理方法

孫曉強

（四川省通川巖土工程技術開發(fā)有限責任公司， 四川 成都 610000）

0 前言

在我國眾多基礎建設工程中，混凝土公路路面是其重要的組成部分。近年來，混凝土公路路面建設規(guī)模越來越大，總量已經(jīng)超過兩百萬公里，混凝土公路路面由于其成本低、使用周期長等特點被人們普遍接受，但是在使用過程中，由于技術等因素的限制，混凝土公路路面逐漸暴露出了自身劣勢，尤其是路面裂縫問題尤為突出，為混凝土路面的使用周期以及道路行車安全帶來了嚴重的隱患?；诖?，本文主要內容研究混凝土公路路面裂痕產(chǎn)生的原因以及處理方法具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 有關混凝土公路路面裂痕概述

結合當前我國有關《公路混凝土路面養(yǎng)護技術規(guī)范》中的規(guī)定我們得知，混凝土公路路面裂痕產(chǎn)生的原因類型多種多樣，總體來說，按照裂痕的程度對其進行了三個等級的劃分，劃分依據(jù)是以裂痕的寬度以及裂痕是否造成地面沉陷情況等因素為標準，如下圖所示。

圖1：裂縫分級表

2 混凝土公路路面裂縫形成的原因

結合當前我國混凝土公路路面的使用情況來看，造成裂痕現(xiàn)象的主要因素有兩個方面，首先是由于混凝土自身結構的開裂，主要內容包含有混凝土自身的水化反應以及混凝土自身的應力因素等等。其次是由于混凝土路面由于其路用特性而造成產(chǎn)生裂痕的因素，例如混凝土路面的施工技術以及基層設計、養(yǎng)護條件等因素。我們從以下幾個方面對混凝土公路路面產(chǎn)生裂痕的原因進行系統(tǒng)分析[1]。

2.1 公路路面特有的原因

結合我國當前對于混凝土路面結構設計理論來看，理論條件將混凝土基層與混凝土面層之間的接觸條件設為光滑，兩者之間沒有摩擦力等阻力因素，但是在實際施工過程中，由于基層中含有不同類型的物質與原材料，當對混凝土路面面層進行施工時，振搗水泥砂漿會將砂漿顆粒逐步滲透到混凝土基層中，最后在基層內容逐漸凝結形成緊密結構。隨后會在水土溫度等因素的影響下，混凝土自身會發(fā)生變形現(xiàn)象，最終與基層進行結合時會產(chǎn)生諸多阻礙作用，最終導致裂痕在面層與基層的接觸面上產(chǎn)生，最終使混凝土的層間結構受到破壞，除此之外，混凝土基層以及公路地基是否均勻平整，以及路面壓實情況是否良好都是混凝土路面產(chǎn)生裂痕的眾多因素之一[2]。

混凝土公路路面與普通混凝土結構有所不同的是，混凝土路面結構不僅僅只是承受靜力荷載而已，由于混凝土路面自身具有高低起伏的特點之外，還有行駛車輛的作用，因此，混凝土路面在使用過程中實際上作用在動荷載環(huán)境中，此環(huán)境的產(chǎn)生在一定程度上造成了裂縫的產(chǎn)生于生長。結合當前我國道路交通情況來看，幾年來，大型車輛的超載情況十分嚴重，這也是導致混凝土公路路面產(chǎn)生裂痕以及加深裂痕的主要因素之一[3]。通常情況下，在進行混凝土公路路面施工前，會對混凝土路面進行設計，為了路面排水方便，混凝土路面自身會設計有一定的橫坡坡度，那么，在車輛行駛過程中，在沒有超高路面曲線時，車輛會產(chǎn)生重心偏移現(xiàn)象，最終造成車輛的荷載重心出現(xiàn)偏移，這種荷載力通常會分布在車輛的外輪，這種荷載力不均勻的情況，極易造成水泥路面發(fā)生裂縫，此種因素產(chǎn)生的裂縫通常情況下會出現(xiàn)在外輪軌跡區(qū)域。

2.2 水泥混凝土自身性質的原因

由于混凝土自身受到集料的反應以及晝夜溫度等因素影響，導致混凝土公路路面在使用過程中會逐漸出現(xiàn)裂痕，如果選擇的混凝土原材料自身坍塌度過大，也會直接影響混凝土工程的早期強度，進而使混凝土工程無法滿足混凝土工程的使用要求以及相關設計要求。除此之外由于水泥內部具有氫氧化鈣以及碳酸鈣等物質，導致混凝土工程在施工過程中會發(fā)生水化反應，最終造成工程自身體積不斷壯大，此原理的主要原因是由于放熱反應使得混凝土工程自身體積發(fā)生變化，當超過一定的應力變化后，最終導致混凝土工程產(chǎn)生裂縫。除此之外，由于水泥在硬化期間自身會發(fā)生干燥收縮現(xiàn)象，從而造成混凝土自身發(fā)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的程度以及時間的快慢主要由混凝土工程的單位用水量以及原材料的顆粒性質等因素影響。

3 混凝土路面裂痕的預防措施

3.1 時間把握

在高溫季節(jié)對混凝土路面工程進行施工時，由于溫度過高，導致混凝土在進行路面攤鋪工作過程中自身水分蒸發(fā)量極大，因此，在進行施工時要對原材料進行妥善保存，對在烈日下進行暴曬的砂石原材料等要采取一定的覆蓋措施以及要對其采取灑水濕潤措施。在低溫季節(jié)進行混凝土公路路面工程時，由于在施工過程中需要運用到大量的石子與砂石等材料，在此過程中只有水能加熱，其余原材料無法進行加熱處理，基于此，在進行混凝土公路路面施工工作時，要對原材料做好擋風措施，為其設置保暖棚等裝置，并且要根據(jù)冬季施工的特點采取一系列相關措施，避免在工程建設期間由于溫度因素導致水泥混凝土發(fā)生斷板現(xiàn)象[4]。

3.2 嚴選材料

眾所周知，在混凝土工程建設過程中原材料的好壞會直接影響到混凝土的質量，在進行公路路面施工過程中，混凝土工程的原材料主要包括有沙石、水、水泥等，在對原材料進行選擇過程中，首先，不能使用有污染的水，可以選擇使用飲用水，在使用非飲用水時，水內硫酸的含量不能超過0.27%，含鹽的含量不能超過0.5%，并且非飲用水的酸堿性應該大于4。在對水泥原材料進行選擇過程中，應該選擇大型廠家所生產(chǎn)的 425號的硅酸鹽水泥，因為硅酸鹽水泥自身的干縮性較小，在選擇水泥這一原材料的過程中，應該注意水泥標號的高低直接影響著混凝土的標號。在對砂石進行選擇時，應該避免選擇含泥量較大的沙子，應該選擇優(yōu)質的河沙，沙子的顆粒細度應該在3.0左右為最佳。石料應該選擇自身強度較高的材料，只有這樣才能整體提高混凝土工程的強度，對于石料的軟弱顆粒以及片狀等類型的石頭不能超過相關標準規(guī)范的數(shù)值。石頭自身的質地硬度不應低于 2級的機械碎石等，最大石頭直徑不應該查過四十厘米，最小不應超過五厘米，兩者的總量都不應大于百分之五[5]。

3.3 合理設計

在開展混凝土公路路面施工前，應該對此工程進行嚴密設計，包括混凝土公路路面、路基的結構組合設計以及混凝土公路路面的平面尺寸等。設計單位應該及時組織相關專家以及設計人員，對混凝土路面設計提出切實可靠的碾壓方案以及合理的路面結構、軸載設計參數(shù)等，對于路面的排水系統(tǒng)也要加以重視，對于混凝土的原材料比要加以嚴格的控制，以防止混凝土公路路面在使用過程中發(fā)生裂縫。

3.4 精心施工

想要有效防范混凝土公路路面裂痕的產(chǎn)生，就要在混凝土公路路面施工時進行嚴格把控，主要內容包含有以下幾個方面，首先要根據(jù)相關設計標準以及數(shù)據(jù)規(guī)范施工過程中，對混凝土公路路面工程中的基層質量以及路基質量要進行嚴格控制，保證混凝土公路路面平整密實，公路基層強度要達到相關標準，其次，在施工過程中，要對混凝土的攪拌時間進行嚴格控制，以及混凝土的原材料配比要嚴格按照相關數(shù)據(jù)進行配比，通常情況下，攪拌混凝土時運用強制攪拌機的時間不能超過60S，自落式的攪拌機攪拌時間不能超過90S。除此之外，在進行澆筑混凝土環(huán)節(jié)，要保證振搗工作順利進行，要保證在混凝土澆筑工作中振搗均勻，其次振搗工作進行時，其間距與時間要嚴格按照相關標準進行，從而保證混凝土工程的施工連續(xù)性，如果在建筑工作期間出現(xiàn)間斷情況，要在混凝土公路路面設置一定的施工縫，并且對其布置傳力桿[6]。最后，在對混凝土公路路面基層進行施工時，基層的主要作用是用來約束面層的底面，因此，混凝土自身的平整密實度會直接影響到混凝土公路路面工程的質量，與此同時，在混凝土基層成型之后，要及時對混凝土進行攤鋪工作，防止基層暴露時間過長而導致干縮裂縫。如果基層出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，那么在攤鋪混凝土時要對其進行處理，否則將會給混凝土公路路面工程整體帶來影響。

3.5 科學養(yǎng)護

在混凝土公路路面澆筑工作完成之后，施工人員應該根據(jù)施工情況有效掌握路面的切縫時間以及切縫的深度與長度，在完成相關工作后，要及時進行灑水工作與覆蓋工作，并且對其進行保濕養(yǎng)護處理，至少要保證混凝土公路路面要在20天左右都處于潮濕狀態(tài)，在非雨季節(jié)，想要保持混凝土路面濕潤，需要對其采用噴塑養(yǎng)護工藝，此工藝在冬季可以為混凝土公路路面工程起到保溫作用，在夏季可以有效防止水分過快揮發(fā)，除了上述防護措施之外，在路面施工完后，還未達到相關強度時，應該禁止相關車輛通行，防止混凝土路面產(chǎn)生裂痕。

4 結語

總而言之，結合當前我國混凝土公路路面建設情況來看，裂痕問題為混凝土公路工程最主要的問題之一，想要對此問題進行有效解決，要從施工階段的每個環(huán)節(jié)進行嚴格要求，對產(chǎn)生裂痕的原因要進行總結，結合以往經(jīng)驗積極采取有效的預防控制措施，為混凝土公路路面工程的順利使用打下基礎。