水泥混凝土路面早期裂缝的原因及防治

摘 要: 详细论述了混凝土路面早期裂缝产生的原因,并提出防治措施。

关键词:水泥混凝土路面；裂缝；原因；防治措施

中图分类号： U416.216 文献标识码： A 文章编号：

水泥混凝土路面的早期裂缝, 是指水泥混凝土路面从浇筑到开放交通, 承受车辆荷载之前所出现的裂缝，这种裂缝对混凝土路面质量的影响, 轻者降低混凝土的强度和耐久性, 重者导致板面破碎，水泥混凝土路面早期开裂的影响因素是相当复杂的。

1 、裂缝产生的原因

1.1 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特性，这就使得在其表面温度与内部温度差异较大情况下，混凝土路面必然发生翘曲。混凝土早期具有的热量主要来自于水泥遇水后发生的水化反应。混凝土在拌制的初始阶段，就开始了水化反应，并产生水化热。水化热的产生伴随着水化反应的不断进行而持续着，甚至在混凝土终凝后很长的一段时间仍然在继续。在混凝土凝结的过程中，封闭在里面的热量不断积累着。因为混凝土是热的不良导体，内部产生的热量很难向外界发散，导致路面结构内部温度逐渐升高，而路面表面温度随着热量逐渐散失而降低。这样所形成的温度差，使混凝土路面表面产生的收缩变形叠加路面内部产生的膨胀变形，进而在混凝土路面结构表面产生逐渐增大的拉应力。在这种条件下，当在混凝土强度形成的早期、混凝土强度较低的情况下，混凝土强度无法抵抗温度产生的拉应力，就导致了路面裂缝的产生。试验资料表明，在水化反应过程中，混凝土内部温度有2～3 次明显升降过程，相应的体积也会有同等数量的胀、缩变形。

1.2 混凝土干缩产生裂缝

在混凝土的凝固过程中，其形态由流塑状态向固态转变，体积由大变小，这主要是因置于未饱和空气中的混凝土中水分的散失引起的。有研究结果表明，混凝土中的用水量只有15～20%参与水化反应，其余大部分蒸发掉了。混凝土表面水分散失快于内部，表面体积缩小的速度也大于内部。在表面收缩应力作用下，内部会产生保持原有体积的抗压应力。当这两种应力差超过表面抗压极限时，就会在表面产生了许多细碎裂缝。这种裂缝伴随着应力差的减小逐渐减少直到消失。同时也会发现，裂缝向纵向发展的速度逐渐降低，直到停止下来。实验观察: 在最初出现的裂缝处用稀释的红颜色液体浇灌后，在裂缝的断面明显看到“红线”向内延伸的位置。

1.3 凝结过程中产生的强度差造成的裂缝

混凝土在浇注振捣稳定后，内部水化热促进其凝结硬化过程。热量积累导致温度不断升高，内部凝结速度加快，即内部强度增长速度比外部强度增长速度要快。这样，在内外部拉压应力作用下，强度较低的外部将会以变形以致裂缝的形式缓解这种作用力的效果。如果这种拉压应力还在不断产生或积累，那么，混凝土的外表面的裂缝数量将增多或原有裂缝的深度将加大。

1.4 施工原因产生裂缝

(1) 夏、秋两季施工混凝土路面, 如果是安排在上午进行, 混凝土板面易裂缝。这是因为上午浇注的混凝土到晚上已经结硬, 这时混凝土所发生的干缩拉应力与因夜间气温降低而导致的混凝土产生的拉应力叠加在一起, 造成混凝土板面裂缝。

(2) 混凝土集料搅拌时间不够, 导致混凝土板强度不均匀, 强度低的地方会出现裂缝。

(3) 混凝土的振捣时间不够, 造成混凝土的空隙率大, 强度低, 混凝土面板裂缝。混凝土的振捣时间过长, 造成混凝土离析, 灰浆浮在混凝土板面上,混凝土结硬后会脱皮和龟裂。

(4) 混凝土浇注时, 因停电、机械故障、下雨等原因中断作业, 再浇捣时未按施工缝处理, 致使新旧混凝土交接处出现裂缝。

(5) 养护不及时, 尤其是在气温高、空气湿度小、风大等不利条件下, 会使混凝土表面水分蒸发过快, 从而造成干缩加剧, 引起混凝土裂缝。

(6) 切缝不及时。由于操作人员切缝时间掌握不准确、切缝深度不够或者切割机械故障而造成混凝土内部收缩应力过大, 引起裂缝。

(7) 施工车辆过早放行。在混凝土强度不足以抵抗车辆通行产生的荷载应力时, 混凝土板会产生裂缝。

(8) 采用真空吸水工艺时, 如果因吸水垫之间未重叠而导致漏吸, 则漏吸处水灰比较两侧要大,因而此处的混凝土强度低, 干缩量大, 形成薄弱环节, 致使混凝土板裂缝。

(9) 传力杆安装不当, 上、下、左、右不平行, 则会严重阻碍混凝土自由收缩, 故会在传力杆前、后出现裂缝。

(10) 在日温较大的地区或混凝土浇注后气温突然下降过大时, 混凝土板出现早期裂缝。

防治措施

2.1 提供良好的基层。按施工规范作业, 实行全面质量管理, 严格控制基层施工质量。（1）基层的压实度与平整度要达到规范要求, 可使基层与混凝土路面面层的摩擦力减小, 混凝土路面产生裂缝就少。（2）浇筑混凝土面板前基层要洒水湿润, 为了减少基层与面层的摩擦力, 最好在摊铺混凝土面层之前, 在基层 撒一层沥青透油层。（3）当基层成型养护完成后, 及时摊铺混凝土, 以防基层暴露时间过长而产生干缩裂缝的。（4）若基层出现裂缝, 在浇筑混凝土面板前要用油毡或塑料膜将裂缝盖好, 防止裂缝向上反射。�

2.2 采用合格的砂石料, 准确掌握配合比。采用的碎石应质地坚硬、干净, 符合规范级配, 最大粒径不超过 40mm。混凝土的理论配合比应针对所用水泥、砂、石料的品质, 材性等, 按《规范》经试验选定施工配合比应按实测砂、石料含水率经换算确定工地应配备测试仪器经常测定含水率等。当砂、石料含水率发生变化时, 应立即调整施工配合比。 所用材料, 尤其是水泥变换时, 按规定应另选配合比, 为了保证混凝土满足设计强度的要求, 混凝土施工配料应准确过磅, 误差不得超过规定的允许值。合格的用料和合适的配合比是使浇筑的混凝土达到设计抗折强度和控制混凝土收缩率的必要保证, 对防止混凝土面板早期裂缝有重要作用。

2.3 缩小施工现场温度差、湿度差，抑制收缩合理地安排作业时间，尽量避免在中午气温高峰时间进行施工，必要时还要对碎石适当洒水降温，以降低拌和物与周围环境的温差。大风天气应尽量停止施工，在混凝土路面施工前，对基层顶面进行整平及洒水润湿，减少因基层干燥引起的混凝土路面水分损失。

2.4 混凝土施工时，振捣要均匀。

2.5 切缝时间。严格以混凝土强度控制切缝时间，现场可采用直观经验法确定，即用手指甲在混凝土路面上划痕，不出现痕沟，仅出现灰白色痕印，此时便可切缝。

2.6 当连续浇捣长度很长，切缝设备不是时，可在二分之一长度处先锯，之后再分锯；可间隔几十米设一条压缝，以减少收缩应力的积聚。

2.7 传力杆应采用圆钢筋, 设在板厚中央。按规范传力杆必须采用圆钢筋, 禁止使用螺纹钢筋。为防止传力杆变位, 应设置传力杆固定架, 将钢筋固定在混凝土板厚中央, 并与板缝垂直。拆模板时应细心, 既不要使传力杆松动,又不要撬坏混凝土面板。

2.8 加强混凝土的养生，确保混凝土在良好的条件下硬化，在混凝土浇筑完成，收浆后即可开始覆盖洒水养生，同时要保证覆盖物表面保持在湿润状态，养护龄期应由水泥品种及外界条件而确定，一般养生龄期为7d。

3、结语

在工程实施过程中，因各自工况条件等差别的存在及施工期内季节气候环境条件的变化，要灵活掌握运用施工技术，有针对性地采取技术措施。相信，在广大工程技术人员的共同努力下，思想上重视、技术上积极探索、工艺控制严格要求、组织实施严格管理，混凝土路面早期裂缝问题会得到很好的解决。

参考文献

[1]王国清.公路工程质量问题及防治措施[M].北京：人民交通出版社，2002，12.

[2]李华.缪昌文，金志强.水泥混凝土路面修补技术[M].北京：人民交通出版社，1995.