谈高等级水泥砼路面裂缝的成因及其预防.doc

谈高等级水泥砼路面裂缝的成因及其预防谈高等级水泥砼路面裂缝的成因及其预防 徐信孟 （广东惠州公路建设总公司，广东惠州 516000） 【摘要】文章通过对水泥砼路面产生裂缝内外因素进行分析，结合汕梅高速公路清潭至畲江段水泥砼路面的施工经验，从设计、施工、养护三方面提出了预防和处理措施。 一、前言 水泥砼路面具有刚度大、承载力强、耐久性能好、可就地取材、建设使用经济等诸多优点。近些年来，随着水泥砼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度提高。因此，它广泛应用于国道、省道等高等级路面，但随着高速公路水泥砼路面修建数量的逐年增多，在建设和使用过程中也出现不少问题，水泥砼路面的裂缝就是其中之一。如何减少施工早期裂缝，防止使用期间路面裂缝，提高水泥砼路面的使用寿命是大家共同关注的问题。 二、产生裂缝的原因 （一）内部因素 1行车荷载破坏：根据刚性路面设计规范，我们知道路面应力计算假定最不利作用荷载位置在板中央、板角和板边缘中间位置，因此，因行车荷载反复作用造成的裂缝主要集中在板底面和边线中间、及四角上面450斜线位置 。 2温度应力：水泥砼具有热胀冷缩性质，路面板白天表面温度高，晚上底面温度高，上下面温差导致热胀冷缩不一致，形成拉应力，长期作用下形成裂缝。 3化学作用：水泥通过水化作用形成强度，在硬化过程中释放大量热能。在通常温度范围内，混凝土温度每上升100C路面板每米膨胀0.01mm 。据有关试验证明，水泥水化过程中的热能释放是变化的，初始较缓慢，25min后增温，大约在水泥终凝后12小时的水化热温度可达800C，使砼内部产生显著的体积膨胀，产生很大的拉应力，当外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时，板块就会产生横向或纵向裂缝。 4碱骨料反应：砼中的骨料约束水泥的膨胀和收缩，产生拉应力，产生裂缝；有些水泥在生产过程中，有时会出现一些过烧的CaO和MgO，它们的水化速度很慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥浆体膨胀、开裂甚至出现网裂。 5干缩裂缝：水泥硬化过程中，水份散失的同时，水泥浆体收缩，当收缩变形与砼本身的抗拉应变和徐变应变不相适应时，就会产生干缩裂缝。产生干缩裂缝的主要原因有砼的单位用水量、骨料粒径、细粒料含量等诸多因素，但主要是单位用水量。 （二）外部因素 1切缝不及时：主要表现为施工中切缝时间难以控制，切缝不及时，温度应力大于相应时间路面抗拆强度，导致路面出现横向裂缝。 2计量不准：现在高速公路施工中的砼搅拌一般都采用电子计量的大型拌和站，各种材料的称量精度都有保证。但是，如果施工经验不足，不根据施工环境变化及时调整施工配合比。在加水量的控制上，死搬设计配合比，没有根据施工现场风力、温度、运输距离等因素及时调整，致使施工水灰比时大时小，形成砼强度的差异，使早期裂缝机率增大。 3外加剂因素：砼路面施工中一定要掺加外加剂，但如果掺加了不合格的外加剂，砼就会出现早凝、慢凝、离析、有害物等问题，直接影响砼的质量。 4运输的影响：运输距离、时间过长使砼在运输途中发生“离析”、造成施工和易性差，影响振捣效果，导致砼板块发生早期裂缝的概率大大增加。 5漏振或振动不够：摊铺机施工过程中振动器损坏还继续施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的强度，使路面发生裂缝或断板。 6气温变化：施工中有时气温突然变高或变低，甚至辅以刮大风，造成砼中水份失去过快，形成表面网裂。汕梅高速公路K96+250处，因中午气温过高，施工时未采用防护措施，路面摊铺过后不到4小时就发生连续11块路面板网裂；K93+420处施工时下午刮大风，在路面成型后2个小时就有两处网裂。如果施工期间夜间有寒流，不采取加盖保温措施的话，那么第二天肯定有断板。 7养生不及时、不充分：砼中硬化过程中失去的水分未能得到及时补充，使砼产生干缩变形发生早期裂缝。 8基层问题：基层塑性变形量过大，使水分浸入基层，反复作用就会使底板出现脱空现象而促成水泥砼路面裂缝、断板。 9路基问题：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；桥头沉降；软基处理不彻底等诸因素导致不均匀沉降。经行车荷载反复作用，导致砼板裂缝、断板。 10养护问题：表现在排水不畅、地下水位上升致路基承载力下降而破坏路面；胀、缩缝长期不清理更换，限制了砼路面的纵向变形功能，致路面板挤压变形破坏。 三、预防措施 针对路面产生裂缝的原因，结合有关资料及笔者的经验和思考，可以采取下述预防措施。 （一）设计方面 1提高设计标准：随着我国国民经济的发展，高速公路的车流量正以每年两位数的速度高速增长，设（下转第129页）（上接第108页）计标准也要相应提高。有条件的地方尽量选用连续配筋砼路面增强砼的强度。以解决大交通量、重载车多的问题。也可以推广高抗拉强度砼路面、钢纤维砼路面和贫水泥砼路面等新技术、新工艺，解决砼路面的裂缝问题。 2从设计上要求路基足够长的沉降时间后才能进行路面施工，减少路基不均匀沉降造成的裂缝、断板；增加路面基层强度，可以采用诸如碾压砼等新工艺，减少因路面基层因素造成的路面裂缝。 （二）施工方面 1高度重视配合比设计，选择合适的配合比。施工过程中除严格计量外，根据施工环境、及时调整含水量，保持施工塌落度基本稳定，防止温度裂缝。 2使用合格、性能稳定的缓凝引气减水剂，减少用水量、增加施工和易性以保证工作时间。 3使用滑模式摊铺机进行机械化施工，以保证砼路面平整度、强度和均匀性。 4砼做完面后尽快喷洒一层养护剂，防止早期收缩裂缝；在施工过程中当天气异常时，应采用运输车加盖篷布、施工现场洒水降温、夜间加盖草袋等保温措施；并根据砼强度增加速度，尽量早开始锯缝工作。 5控制水泥用量及提高砼的密实度，达到预防化学裂缝的目的。 （三）养护方面 1保持排水系统完好，防止路基强度降低。 2重视砼面养护，及时清理或更换缩胀缝材料。 3加强早期维修，防止病害加大、扩散。 砼路面产生裂缝的原因还有很多，防止的方法也不止这