论文部分内容阅读
【摘 要】水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性强、使用寿命长等特点，是目前在公路建设中广泛应用的高等级路面。然而由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善，导致道路路面产生裂缝，从而影响它的使用功能，缩短了使用寿命。使之成为影响水泥混凝土路面发展的一个关键性技术问题。本文总结工程实践中的经验，详细阐述了混凝土路面裂缝产生的种类、原因，并且就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及针对性的预防措施进行了一些探讨。希望对水泥混凝土路的浇筑和养护提供一定的帮助。
【关键词】水泥路面；裂缝原因；应对措施
一、前言
随着我国国民经济的迅猛发展，公路运输的快捷、方便、准确等特点，使它在国民经济中发挥的作用越来越明显。由于水泥混凝土路面具有刚度大、养护维修费用少、施工方便等优点，随着水泥混凝土路面滑模摊铺技术的日益成熟，路面机械化施工程度提高，路面平整度等质量指标也大幅提高。因此近年来水泥混凝土路面在我国的公路建设中得到了广泛的应用。但是随着水泥混凝土路面的修建数量的逐年增加，在建设和使用过程中也出现了不少问题，混凝土板的裂缝就是其中主要病害之一。如何预防混凝土板裂缝的产生，提高水泥混凝土路面的使用寿命成为大家共同关注的问题。引起各种裂缝的原因是不尽相同的，有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因，本文主要从施工方面分析一下裂缝产生的原因可采取的相应预防措施。
二、裂缝产生的原因
（一）基层施工质量影响。基层材料搅拌不足，会造成基层填料不均匀。路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，特别是桥涵、构造物附近（死角部位）更要加强压实工作，保证路基有足够的、匀实的强度；排水设施应完善，并要充分考虑地下水对路基稳定的影响；路基填筑中，不同类型的土壤应分层填筑，避免土壤类型在路基上突变造成沉降不一致，影响路面板结构性能；对于填挖交界，半填半挖结合处应按照路面板的要求进行特殊设计，施工中要对路槽以下部分进行处理。
（二）施工温度的影响。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部或内部温度发生变化时，混凝土会产生变形。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，既会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如果养护不周、时干时湿、表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
（三）原材料的质量问题。水泥品种的选择直接影响工程质量。水泥的化学成分及细度对混凝土质量有很大影响，如果水泥硅酸二钙等含量过高或含有较高的有害物质，会使混凝土的稳定性降低，产生过大的收缩，从而导致水泥混凝土路面产生裂缝；再如水泥中铝酸三钙含量较大，水化时混凝土放热快，产生的热量多，常使内部温度上升到50℃造成内外温差较大从而产生较大的应力使混凝土产生裂缝。
（四）水泥混凝土养生不当。混凝土浇筑24小时以后在表面洒水覆盖，水泥混凝土的养生是保证混凝土质量的重要工序之一，养生的目的是为混凝土的硬化在最佳温度与湿度下完成，使混凝土的强度得以顺利增长。养生不足，混凝土将被“烧灼”。养生不当混凝土表面水分蒸发过快，形成干缩裂缝。
（五）施工组织不正常。在混凝土浇筑过程中，因停电、机械故障、就餐停拌等因素，使已浇筑的混凝土的接茬面出现初凝，再浇筑时，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土之间就会出现人为的薄弱面，形成不规则的接缝。另外，不及时拆除边模，使两侧模板约束板体的自由收缩，也可能产生早期裂缝。
三、应对措施
（一）加大开工前的检查力度。对每天要浇筑水泥混凝土板的施工路段的基层，对其进行全面检查，检查的内容为基层的破损、碾坏、纵横向断裂、隆起以及基层洒水湿润情况。当基层被碾坏造成基层料松散、成坑或破损面积不大的部位，要挖除并采用混凝土进行修复；当基层产生纵向扩展裂缝时，要在纵向裂缝所在的整个面板内，在距离混凝土板底1/3处的高度增补强钢筋网，并且补强钢筋网到裂缝端部不能小于5厘米。
（二）尽早开始养生。选择适宜的养护方法及最佳的养护时间，尽早开始养生并保持混凝土表面的湿润，可以防止蒸发，减少收缩，保障混凝土表面水化顺利进行。因此，一定要加强混凝土的早起养护，在表面收浆后及时予以覆盖和洒水养护。尤其是在炎热的天气或大风天气里，如果不及时覆盖，混凝土表面的游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早起强度较低，其值不能抵抗这种收缩应力而导致开裂。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为14到21天。
（三）优化混凝土配合比设计。混凝土配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当是指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是相互关联的。有关实验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%。就混凝土本身的性质而言，在混凝土水灰比不变的情况下，水泥浆和砂浆含量较多时，其极限拉伸值也较大。因此，如果采用过大的石料粒径，也容易产生裂缝。通过优化混凝土配合比设计，选用级配良好的大粒径集料，减少水泥用量，减小水灰比或掺加能减小收缩、防止开裂的材料或外加剂等，可以有效地较少水泥混凝土塑性和干缩，提高混凝土的抗裂性能。
4严格控制基础质量。对基础的要求首先要保证有足够的稳定性和强度的均匀、平整、坚固、密实，同时要加强排水设计，采取必要的防水排水措施，使之远离路基，减少路基受水侵害的几率。
5减少温差效应。夏季高温季节施工时，要将暴晒于烈日下的砂石料洒水湿润，并且尽量避开烈日高温施工，以防止早起裂缝的产生。冬季施工要备好挡风、保暖棚，并采取相应的冬季施工措施。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形。若变形遭到约束，则在结构内将长生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工不当等。
6掌握合理的拆模时间。纵缝施工时，对已浇筑的混凝土板的缝壁要均匀地涂刷二道60#沥青，以减小侧面的摩阻力，并把先浇与后浇的混凝土板隔离开，以防止断裂传递。在模板接头处，从模板内侧用油毛毡或水泥袋纸堵缝，防止浇筑完的板块侧面暴露，同时，达到拆模强度时及时拆模，消除模板造成的版块侧面受力不均。
四、总结
综上所述，由于设计、施工、使用过程中存在的某些不足，也由于混凝土内在原因及温度变形、湿度变化、地基不均匀沉陷变形的影响，在水泥混凝土路面上难免发生各种类型的裂缝。但只要严格执行施工操作规程和技术要求，在施工中切实抓好基层强度、混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节，通过改善混凝土的质量和路面结构，并采取有效的浇注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂缝现象是可以避免的。
水泥混凝土路面出现裂缝，不是由于一种原因形成的，而是多种因素综合作用的结果。防止水泥混凝土路面裂缝，可以采取多种措施去应对。尽管水泥混凝土路面裂缝不可能完全避免，但通过采取相应措施，可以最大限度地减少裂缝的产生，延长道路的使用寿命。
参考文献：
[1]吴家诚.《混凝土路面裂缝的防治要素》. [J].交通科技，2001（2）.
[2]倪朝军，张本新.《水泥混凝土路面裂缝的发生与防治》[J].东北公路，2001年
[3]雷佩，张鑫.《水泥混凝土路面滑模施工研究》[J].企业技术开发. 2014（08）
[4]曾永亮.《水泥路面加铺层反射裂缝防治措施研究》[J].山西交通科技. 2014（02）
[5] 刘建虎. 《浅析水泥混凝土路面损坏的原因及其防治措施》[J].今日科苑. 2007（06）
[6] GBJ97—87 .《水泥混凝土路面施工及验收规范》.
[7] GBJ50204—92.《混凝土结构工程施工及验收规范》
【关键词】水泥路面；裂缝原因；应对措施
一、前言
随着我国国民经济的迅猛发展，公路运输的快捷、方便、准确等特点，使它在国民经济中发挥的作用越来越明显。由于水泥混凝土路面具有刚度大、养护维修费用少、施工方便等优点，随着水泥混凝土路面滑模摊铺技术的日益成熟，路面机械化施工程度提高，路面平整度等质量指标也大幅提高。因此近年来水泥混凝土路面在我国的公路建设中得到了广泛的应用。但是随着水泥混凝土路面的修建数量的逐年增加，在建设和使用过程中也出现了不少问题，混凝土板的裂缝就是其中主要病害之一。如何预防混凝土板裂缝的产生，提高水泥混凝土路面的使用寿命成为大家共同关注的问题。引起各种裂缝的原因是不尽相同的，有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因，本文主要从施工方面分析一下裂缝产生的原因可采取的相应预防措施。
二、裂缝产生的原因
（一）基层施工质量影响。基层材料搅拌不足，会造成基层填料不均匀。路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，特别是桥涵、构造物附近（死角部位）更要加强压实工作，保证路基有足够的、匀实的强度；排水设施应完善，并要充分考虑地下水对路基稳定的影响；路基填筑中，不同类型的土壤应分层填筑，避免土壤类型在路基上突变造成沉降不一致，影响路面板结构性能；对于填挖交界，半填半挖结合处应按照路面板的要求进行特殊设计，施工中要对路槽以下部分进行处理。
（二）施工温度的影响。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部或内部温度发生变化时，混凝土会产生变形。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，既会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如果养护不周、时干时湿、表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
（三）原材料的质量问题。水泥品种的选择直接影响工程质量。水泥的化学成分及细度对混凝土质量有很大影响，如果水泥硅酸二钙等含量过高或含有较高的有害物质，会使混凝土的稳定性降低，产生过大的收缩，从而导致水泥混凝土路面产生裂缝；再如水泥中铝酸三钙含量较大，水化时混凝土放热快，产生的热量多，常使内部温度上升到50℃造成内外温差较大从而产生较大的应力使混凝土产生裂缝。
（四）水泥混凝土养生不当。混凝土浇筑24小时以后在表面洒水覆盖，水泥混凝土的养生是保证混凝土质量的重要工序之一，养生的目的是为混凝土的硬化在最佳温度与湿度下完成，使混凝土的强度得以顺利增长。养生不足，混凝土将被“烧灼”。养生不当混凝土表面水分蒸发过快，形成干缩裂缝。
（五）施工组织不正常。在混凝土浇筑过程中，因停电、机械故障、就餐停拌等因素，使已浇筑的混凝土的接茬面出现初凝，再浇筑时，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土之间就会出现人为的薄弱面，形成不规则的接缝。另外，不及时拆除边模，使两侧模板约束板体的自由收缩，也可能产生早期裂缝。
三、应对措施
（一）加大开工前的检查力度。对每天要浇筑水泥混凝土板的施工路段的基层，对其进行全面检查，检查的内容为基层的破损、碾坏、纵横向断裂、隆起以及基层洒水湿润情况。当基层被碾坏造成基层料松散、成坑或破损面积不大的部位，要挖除并采用混凝土进行修复；当基层产生纵向扩展裂缝时，要在纵向裂缝所在的整个面板内，在距离混凝土板底1/3处的高度增补强钢筋网，并且补强钢筋网到裂缝端部不能小于5厘米。
（二）尽早开始养生。选择适宜的养护方法及最佳的养护时间，尽早开始养生并保持混凝土表面的湿润，可以防止蒸发，减少收缩，保障混凝土表面水化顺利进行。因此，一定要加强混凝土的早起养护，在表面收浆后及时予以覆盖和洒水养护。尤其是在炎热的天气或大风天气里，如果不及时覆盖，混凝土表面的游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早起强度较低，其值不能抵抗这种收缩应力而导致开裂。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为14到21天。
（三）优化混凝土配合比设计。混凝土配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当是指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是相互关联的。有关实验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%。就混凝土本身的性质而言，在混凝土水灰比不变的情况下，水泥浆和砂浆含量较多时，其极限拉伸值也较大。因此，如果采用过大的石料粒径，也容易产生裂缝。通过优化混凝土配合比设计，选用级配良好的大粒径集料，减少水泥用量，减小水灰比或掺加能减小收缩、防止开裂的材料或外加剂等，可以有效地较少水泥混凝土塑性和干缩，提高混凝土的抗裂性能。
4严格控制基础质量。对基础的要求首先要保证有足够的稳定性和强度的均匀、平整、坚固、密实，同时要加强排水设计，采取必要的防水排水措施，使之远离路基，减少路基受水侵害的几率。
5减少温差效应。夏季高温季节施工时，要将暴晒于烈日下的砂石料洒水湿润，并且尽量避开烈日高温施工，以防止早起裂缝的产生。冬季施工要备好挡风、保暖棚，并采取相应的冬季施工措施。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或内部温度发生变化，混凝土将发生变形。若变形遭到约束，则在结构内将长生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工不当等。
6掌握合理的拆模时间。纵缝施工时，对已浇筑的混凝土板的缝壁要均匀地涂刷二道60#沥青，以减小侧面的摩阻力，并把先浇与后浇的混凝土板隔离开，以防止断裂传递。在模板接头处，从模板内侧用油毛毡或水泥袋纸堵缝，防止浇筑完的板块侧面暴露，同时，达到拆模强度时及时拆模，消除模板造成的版块侧面受力不均。
四、总结
综上所述，由于设计、施工、使用过程中存在的某些不足，也由于混凝土内在原因及温度变形、湿度变化、地基不均匀沉陷变形的影响，在水泥混凝土路面上难免发生各种类型的裂缝。但只要严格执行施工操作规程和技术要求，在施工中切实抓好基层强度、混凝土的配和比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节，通过改善混凝土的质量和路面结构，并采取有效的浇注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂缝现象是可以避免的。
水泥混凝土路面出现裂缝，不是由于一种原因形成的，而是多种因素综合作用的结果。防止水泥混凝土路面裂缝，可以采取多种措施去应对。尽管水泥混凝土路面裂缝不可能完全避免，但通过采取相应措施，可以最大限度地减少裂缝的产生，延长道路的使用寿命。
参考文献：
[1]吴家诚.《混凝土路面裂缝的防治要素》. [J].交通科技，2001（2）.
[2]倪朝军，张本新.《水泥混凝土路面裂缝的发生与防治》[J].东北公路，2001年
[3]雷佩，张鑫.《水泥混凝土路面滑模施工研究》[J].企业技术开发. 2014（08）
[4]曾永亮.《水泥路面加铺层反射裂缝防治措施研究》[J].山西交通科技. 2014（02）
[5] 刘建虎. 《浅析水泥混凝土路面损坏的原因及其防治措施》[J].今日科苑. 2007（06）
[6] GBJ97—87 .《水泥混凝土路面施工及验收规范》.
[7] GBJ50204—92.《混凝土结构工程施工及验收规范》