混凝土路面裂缝处理.doc

水泥混凝土路面是目前道路建设中广泛采用的高等级路面。它具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、养护费用低等许多优点。但也存有一些弱点，如均匀性差、离散性大，容易产生裂缝，尤其以裂缝为突出。笔者根据多年来从事技术工作的经验，并经长时间的观察、总结，就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及如何消除外界因素的不良影响，避免水泥混凝土路面裂缝的产生做出如下探讨： l、混凝土裂缝的分类 水泥混凝土是一种非匀质脆性材料，由骨料、水泥、水以及存留在其中的部分气体组成。在具有一定的温度和湿度情况下，混凝土硬化并产生体积变形，由于其组成材料变形不一致，互相约束产生初始应力，造成在骨料与水泥石粘结面之间或水泥石本身之间产生微观裂缝。这些裂缝既不规则，也不连贯，在外界因素影响下，还可能发展成宏观裂缝。 微观裂缝宽度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种砼本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用实体显微镜观察、射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一定压力的水可以从砼内部的裂缝中渗透出来。 宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.20.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。 2、水泥混凝土路面裂缝成因分析 水泥混凝土路面裂缝主要表现为表层裂缝和贯穿裂缝，其产生的原因是不同的。 2.1表层裂缝成因分析 在水泥混凝土路面上，表层裂缝的主要表现形式为龟裂。即混凝土路面表面上呈现碎小的六角形花纹状裂缝，裂缝很浅。其产生的原因主要有两方面。 (1)混凝土配合比设计不当。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：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。 (2)养护不当。混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。因此，一定要加强混凝土的早期养护，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，而此时混凝土早期强度很低，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1421天。 2.2贯穿裂缝成因分析 贯穿裂缝是指水泥混凝土路面板产生贯穿板厚的裂缝，也即断板现象。产生的主要原因有如下几点：(1)路面厚度设计问题 路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。笔者认为，实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，车辆的实际轴载远大于设计轴载。由此得知，设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期开裂破坏情况较多的症结之一是道路在短期内(如12年)，已达到设计年限内的累计当量轴次。(2)混凝土抗拉强度的影响 混凝土抗拉强度很低，一般只有混凝土抗压强度的1/17-1/18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗干缩变形和温度变形的能力。这些变形所引起的拉应力，如超过了混凝土的极限抗拉强度时，就发生裂缝。也就是说，这些变形量超过了混凝土的极限拉伸应变值时，混凝土就产生裂缝，过大时则引起贯穿裂缝。(3)基层的影响 在路面施工后，由于基层沉降不均匀而导致出现不均匀裂缝，产生断板现象。基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性。基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又小，因而极易松散，进而引起路面破坏。地基强度不均匀，路基填料混杂或压实不好，产生不均匀沉降，基层平整度差，导致混凝土面层厚度不匀，离散性大，在行车荷载及温度翘曲应力作用下，使路面应力集中。当应力超过极限强度时，就会在厚度薄弱处产生裂缝。(4)横向缩缝质量的影响 由于温度和湿度的变化，混凝土会产生体积膨胀和收缩现象，这种变形如受到限制，将会使混凝土内部产生内应力，就有可能产生裂缝。因而水泥混凝土路面上每隔一段距离要设置胀缝或缩缝。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，切缝质量的好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。如切缝时间掌握不当，切割不及时；切缝深度不符合要求，切缝过浅；切缝未切到头等因素均可引起混凝土路面发生横向贯穿裂缝。(5)混凝土质量的影响 不同标号及品种的水泥混杂使用，硬化时间及收缩量不一样，同样会形成裂缝。搅拌时间过短，则拌合不均匀，造成面层强度相差过大，硬化时间及收缩量不同，从而导致裂缝产生；搅拌时间过长，则容易导致骨料破碎、离析，影响混凝土的强度。振捣不足，易使混凝土中出现气孔、蜂窝，在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝；振捣过量，则粗骨料下沉，混凝土离析，影响其强度。(6)温度变化引起的裂缝 混凝土具有热胀冷缩性质，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，则在结构内将产生应力，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措施不当等。(7)过早开放交通 开放交通过早，混凝土的强度尚低，不足以承受行车荷载，在荷载作用下，混凝土路面很容易产生裂缝。 3、水泥混凝土路面裂缝的预防措施3.1提高混凝土本身的性能水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的极限拉伸应变值太小，不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的极限拉伸应变值或抗拉强度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：(1)混凝土的极限拉伸值随着抗压强度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗压强度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用C30、C40较高标号的混凝土。(2)采用碎石配制混凝土。因为采用碎石配制的混凝土的极限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。(3)控制混凝土骨料的最大粒径。采用最大粒径较小的骨料配制混凝土时，可以提高混凝土的极限拉伸值。因此规范中限制骨料最大粒径在一般公路中不超过40mm，在高等级公路中不超过35mm，甚至限制在25mm以下。 3.2提高基层施工质量 水泥混凝土路面基层应具有较高的强度、较高密实度和较好的水稳性。因此，在路基施工中，应严格按施工操作规程进行，做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实厚度、压实度、平整度及路拱都要满足设计要求和规范要求。 3.3提高混凝土施工质量(1)为了防止混凝土路面产生表层裂缝，一是要有合适的配合比。选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量，选择合适的集料级配和砂率。二要在混凝土路面浇注后及时用潮湿材料覆盖，防止强风和烈日暴晒。尤其在炎热季节施工时，应浇完一段，养护一段。(2)及时切缝很重要。实践证明，适当的切缝时间对保证混凝土的整体质量有很大关系。当混凝土达到设计强度的25%30%时，应采用切缝机进行切割。切缝太早，粗骨料会从砂浆中跳脱；切缝太晚，如果产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，混凝土强度增长快，切割时间要提早。温差大，切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。切缝深度应控制为板厚的1/41/5切得太深，板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅，混凝土截面的强度削弱得不够，面层上会产生不规则裂缝。(3)加适当的外加剂。一般来说，加减水剂可以减少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸发速度，减少混凝土的收缩值。(4)模板需涂脱模剂，使混凝土与模板之间形成一层薄膜，减少混凝土与模板间的粘结作用。这样不易产生裂缝，也便于拆模。另外，在浇注混凝土路面时，要将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。 4、混凝土裂缝常见修补方法(1)压力注浆法修补裂缝a.机械动力法：利用压送设备(压力0.20.4mpa)将补缝浆液注入混凝土裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。b.低压注浆法：利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便，效果也很理想。(2)开槽填补法修补裂缝沿混凝土裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。(3)涂膜封闭法修补裂缝在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法，适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补。 综上所述，水泥混凝土路面裂缝成因，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此，要避免水泥混凝土路面裂缝，延长水泥混凝土路面的使用周期，提高投资效益，就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。一、概述 青海省兴海县健康路全长800米，原来也是水泥混凝土路面，但是由于修的时间比较早，路面只有3米宽，此次县城改造，将原路面挖除后新建宽度8米的水泥混凝土路面，水泥混凝土面层厚0.2米。在现浇水泥混凝土路面过程中时，发现施工期间有数量众多的裂缝出现，有的路面浇筑后还未拆模就出现裂缝，为此，我们对裂缝原因进行了分析，并提出了处理方法。 二、施工期间水泥混凝土面板裂缝的原因 由于工程量比较小，所以我们用350L的小滚筒式搅拌机进行拌合，人工铺筑，受施工条件等诸多因素的制约，在浇筑水泥混凝土路面时，出现了一些裂缝，裂缝出现的时间短的在浇筑后第二天就出现，时间长的在浇筑后五、六天出现，且裂缝有逐渐扩大和发展的趋势，有时，每天浇筑单面不足60米长的水泥混凝土路面上出现的横向裂缝，少者三至四条，严重的有十多条。裂缝是水泥混凝土路面的常见病害，但出现数量众多的裂缝是非正常现象，通过调查、了解，造成这么多裂缝的原因主要有： 1.原材料及施工采用的配合比不当 （1）原材料不合格引起的。对原材料供应忽视质量把关，粗集料使用不分级的统料，其碎石级配差且粒径有的过大，风化、片状石数量多；细集料的质地不大坚硬，砂子含泥土量多。 （2）施工配合比不当。由于人工上料，加上施工队的一些人员质量意识薄弱，存在着偷工减料的观念，没有严格按设计配合比控制水泥混凝土混合料，在搅拌混凝土过程中水灰比不稳定，碎石、砂含量偏多，相应地减少了水泥的用量，降低了混凝土的质量，且搅拌时间短，拌和、摊铺不均匀；水灰比时大时小，造成混凝土板水灰比不同的片块，由于凝固时收缩时间的长短，因此增大了收缩率的收缩应变，这种现状在当时施工中经常出现，这也是施工期间出现数量众多的非正常横向裂缝的一个原因。 2.摊铺前洒水的问题 摊铺前洒水的问题是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量。洒水量要根据基层材料、施工温度、风速等诸多因素来确定洒水量，即保证摊铺混凝土前基层湿润，而且尽可能洒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从当时施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后使整个混凝土路面出现的裂缝增多。另外振捣过程不密实，造成水泥混凝土面板出现过多裂缝。 3.温度应力引起的问题 水泥混凝土具有热胀冷缩性能，板块的热胀冷缩是在相邻部分和整体限制条件下发生的，很容易引起开裂。水泥水化是一个放热过程，在混凝土硬化过程中，释放出大量的热能，使温度上升，混凝土内部体积膨胀，上部强度较下部强度形成快；而温度突然降低时，面部收缩，下部强度以较上部强度形成快。在温度条件的影响下，混凝土板在垂直剖面上各处的强度差异较大，产生了很大的温度应力，当温度应力大于板的极限应力时，板块就会出现裂缝，温度从高温突然下降时会引起板块的断裂。 4.基层表面破损、高低不平 部分路段基层存在着表面破损、松散，高低不平的现象，为了调平这一现象，对基层表面破损、松散，高低不平的地方，采用碎石修补、调整高差。对这些修补、调整高差后的基层，有的用振动板进行简单碾压，有的则无，因此在浇筑混凝土时，部分水泥浆渗入到碎石垫层上，造成路面厚度大但强度低的情况，加上浇注成型后，没有及时加以切缝，或切缝深度不大，造成混凝土板凝固时的拉应力很难被引导到切缝处释放，而会在相对薄弱部位释放，从而造成混凝土板开裂。 三、水泥混凝土路面裂缝防治措施 鉴于在路面施工中，水泥混凝土面板早期出现的裂缝，我们在现场召开会议，认真检查、检讨，研究对策，认为出现这种情况主要是由于我们现场管理不严，质量意识淡薄，原材料把关，以及施工过程中的温度变化、混凝土振实、切割等多种因素结合造成的，所以要引起大家的警惕，要加强质量宣传教育，提高质量意识思想，切不可掉以轻心，麻痹大意，把路面施工过程中出现的裂缝降低到最低限度。因此，我们对后期施工着重采取以下一些严格措施加以补救和防范，提高水泥混凝土路面的施工质量： 1.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：（1）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，要挖除并采用素混凝土进行修复。（2）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处的高度增设补强钢筋网，且补强钢筋网到裂缝端部不能小于5m。（3）当基层产生隆起时要进行铲除，若铲除后基层料松散时，也应