夏季混凝土路面暴裂的成因及预防

摘要：近年来，我们海州区农村公路在夏季经常发生水泥路面暴裂的状况，特别是当室外温度达到30度以上，路面温度达到40度以上时，暴裂现象就会发生。且时间多集中在每年的7、8月间，像2012年7月20日县道x201锦屏镇狮树段，今年7月9日县道x301锦屏桃花段路面暴裂现象，暴裂路面有时呈破碎，有时两块水泥板高高拱起呈三角高于路面几十公分。由于发生暴裂的时间不确定性，有时会给行人车辆造成伤害和损失，严重影响交通秩序。

关键词：混凝土；暴裂；预防

中图分类号：U416.216 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）48-0253-02

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。特别是在夏季当路面温度在短时间内急速上升而路面内部温度较低时，水泥路面急速膨胀而发生暴裂，如上述两处暴裂又都发生在桥面，这和桥面温度过高而桥面内部温度过低有关。当温差引起的混凝土膨胀纵向交汇于坡顶时，造成混凝土的伸缩超过它的允许限度，路面就会膨胀拱起，一旦遇到外力，就易发生爆裂。路面出现开裂拱起，通常由多种原因造成，如上述情况外还包括施工中路基不良，土质没有处理干净，形成“弹簧土”路基，造成路基不均匀沉降；其次，路面伸缩缝设置不当，使温度应力（含热胀冷缩）、水平荷载推力得不到释放；第三，施工质量把关不严，混凝土路面厚薄不均，时间一长，路面在荷载反复作用之下，沿着薄弱部位断裂。此外，混凝土自身材料也存在原因。

1.首先，路面板跨越刚性结构物配筋不足。在结构物两侧路基填土残余沉降影响下，路基与面层脱空，造成板面断裂，特别是桥面上的水泥路面。有资料表明，在重大交通条件下，尤其在车辆超载严重情况下，桥面铺装的配筋要加大加密，一般要用Ф12-14钢筋才更有效。调查显示桥面铺装损坏6处，大部分桥面铺装都有缺陷。

2.接缝应正确安装传力杆，防止上下翘动。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。

3.严格控制路基的压实度与弯沉值。尤其对桥涵，构造物附近更应加强压实工作，保证路基有足够、均匀的强度。防止不均匀沉降。

4.基层标高、平整度的控制。严格控制基层顶面标高，确保混凝土面板厚度的均匀一致；按水泥混凝土路面平整度的要求控制基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层间的摩阻力。

5.基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。

6.施工作业过程要有连续性。要最大力度的去缩短工序之间的间隔，但一定要以合理原则为基础。在结束基层养护后要及时浇筑水泥混凝土面板，否则暴露时间长了会裂缝，如果有裂缝出现，浇筑面板之前应采取封闭裂缝处理，预防因基层裂缝反射到面板上来。

7.摩阻力。基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。

8.路面发生不均匀沉降导致混凝土面板开裂？摇一般路基不均匀沉降主要发生在：①填挖相交断面处，或半填半挖交接处；②软弱地基；③桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位；④路基不同填料的界面；⑤压实度不足。压实不均匀路段，在路面长期使用过程中，由于水温条件的变化和行车荷载的作用，路基产生不均匀沉降，致使沉降量不同

9.传力杆失效是指传力杆不能正常传递荷载。施工中，往往是由于传力杆安装不当，上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土产生破坏，形成裂缝损坏。按照新《水泥混凝土路面设计规范》，设计重交通时，在缩缝处要安装传力杆以分散车2.3.2已浇筑路面为侧模的板面裂缝，其裂缝已沿至侧面板底的情况下，当已浇路面板发生上述断裂，横向拉杆已沿至新浇混凝土中，再加上先浇面板已开放交通，通过横向拉杆传递荷载，接缝处又无分隔层，这时极易诱发裂缝.横向施工缝传力杆应用光圆赶紧，且一半涂沥青，允许滑动。在实际应用中，施工单位为图方便，经常使用螺纹钢，且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同，凝结过程中产生的收缩不同步，传力杆不能伸缩，形成薄弱环节。易在此处产生裂缝。

10.基层稳定层已发生裂缝。裂缝两边基层在气温下降时收缩，由于水泥混凝土面板的自身收缩及其与基层间摩阻力的作用，也会带动初期混凝土面板开裂。后浇筑混凝土面板发生破坏的占大多数。

11.纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种，两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢，长度达到设计要求，以保证其与混凝土间的粘接力，并且拉杆的直径与间距也应得到保证。如此，拉杆不能提供足够的拉力，混凝土面板收缩时，纵缝被拉开而形成裂缝。

12.温度升高出现混凝土的热胀，易使胀缝出现破损现象。据有关资料介绍，采用混凝土的线膨胀系数a=1×10-5（℃）和混凝土弹性模量E=3×105kgf/cm2，当混凝土面板比在浇筑时的温度提高10℃时，其胀缝处的应力σ=a.E.t°=30kgf/cm2。此时若胀缝板和传力杆施工时位置不正确、或传力杆活动端不自由、以及胀缝面不垂直、缝内掉入石子等硬粒、缝两侧强度不均等均会造成面板的破损、错台现象。

13.胀缝施工工艺复杂，要求高，不合格的胀缝会加剧对面板的破坏，因此胀缝施工时必须认真操作。胀缝应与路面中心线垂直，当遇到斜交桥涵处，应设置不小于3块板长（约15米）的渐变段，以逐渐调整缝的方向，并在渐变段内配置钢筋网和传力钢筋。缝壁必须上下垂直，缝隙宽度一致。胀缝的传力杆在水平和垂直两个方向的位置都要正确，固定后的传力杆必须平行于板面及路面中线。其固定方法应按《水泥混凝土路面施工规范》第4.6.1条规定的顶头木模固定法及小支架法施工。传力杆的活动端要能活动自由，面板胀缩时才不会顶坏或拉破。制备传力杆时，两端要锯断，不应剪切断，以保持完整的圆截面，达到端部光滑，不带刺角。活动端应用稳定性较好的石油沥青，加热到110℃后，把杆的一端放入热沥青中浸泡2分钟以上，附在杆端的热沥青膜不宜过厚，再在滑石粉中滚一下，以防粘连。安装时要求将传力杆活动端放入套管内，外面再用塑料布包裹并缠在杆上，以防混凝土灰浆进入套管中。胀缝传力杆的质量控制主要有两点：一是传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；二是传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。

14.加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢筋的各项性能是稳定的。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

要杜绝高温下混凝土路面的暴裂现象，首先要抓好道路质量问题，在路基质量有保证外，必须严格控制材料质量，加强试验检测，做到准确计量，及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比；同时，必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作；另外，积极探索和改进施工工艺，以提高混凝土路面的整体质量；在严热夏季要加大对混凝土路面的巡查力度，尽早排除险情，防范于未然。