防治水泥混凝土路面早期裂缝的质量控制

摘要：水泥混凝土路面早期裂缝断板是路面的主要病害之一， 它直接影响着路面的使用寿命、外观及行车的安全性、舒适性， 并在一定程度上制约着水泥混凝土路面的发展， 因此， 在施工期间消除和减少水泥混凝土路面早期裂缝断板的现象尤为重要。本文探讨了水泥混凝土路面早期裂缝的质量控制。

关键词：水泥；混凝土路面；早期裂缝；质量控制；措施

中图分类号： U416.216 文献标识码： A

随着我国社会经济的发展，我国的基础设施建设得到长足的发展尤其是以道路为重点的交通设施建设更是发展迅速。改革开放以来，我国的道路交通建设迅猛发展国家道路交通网四通八达，众所周知水泥混凝土路面具有很多的优点，比如水泥混凝土路边的刚度大、荷载力强、而且资源丰富，成本相对较低等，但是经常会发生施工中早期裂缝的出现，因此有效的解决这些问题对于我国交通基础设施的发展具有巨大的意义。

一、 水泥混凝土路面产生早期裂缝的主要原因

1、 路面厚度设计

路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。通过交通量、交通组成调查和轴重测试，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。现阶段新建路面早期开裂破坏情况较多的症结之一是公路在短期内(如1～2 年)已达到设计年限内的累计当量轴次。

2、 基层的影响

混凝土路面的基层必须具有足够的刚度和稳定性，且需整体性强，基层的好坏关系面层的强度和稳定性。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，就会在路面薄弱处产生裂缝。

3、 横向缩缝的影响

设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力，缩缝主要采用假缝的形式，一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中，从而使裂缝在切缝处产生。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，如果对其切割时间、切割深度、接缝料不加强控制，极易产生裂缝。

4、施工温度的影响

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约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低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，即会出现裂缝。

5、材料原因

（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。

（5）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大；混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

二、水泥混凝土路面早期裂缝的质量控制措施

1、严格混凝土配合比设计

混凝土配合比设计时， 在保证混凝土具有良好工作性的情况下， 应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低( 低砂率、低塌落度、低水胶比) 二掺( 掺高减水剂和高性能引气剂) 一高( 高粉煤灰掺量) ”的设计准则， 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。

2、使用合格原材料

（1） 在有些水泥混凝土路面的施工中， 使用了含泥量较大的中细砂或水泥混凝土的含砂率高， 应使用细度模数在2. 3～3. 7 之间的中粗砂， 且含砂率应控制在30% 以内。石料的品质好坏直接影响水泥混凝土的强度， 而有些水泥混凝土路面正是因为使用了没有经过筛选进行合理级配的、含泥量大且搅拌前没有冲洗或冲洗不彻底的石料， 造成了水泥混凝土强度的“先天不足”，使水泥混凝土达不到规定的抗弯拉强度标准。水泥的品质对于水泥混凝土强度的高低是起决定性作用的， 而水泥的安定性是水泥品质标准中最为重要的指标， 它直接反映水泥质量的好坏， 安定性不合格的水泥在水泥混凝土路面的施工中时坚决不能使用的。在水泥混凝土路面施工中如果使用了抗弯拉强度低、抗磨耗性能差、游离子氯化钙成份高、安定性差的水泥， 就会导致水泥混凝土路面面板发生断裂、脱皮或体积膨胀， 而造成结构破坏。

（2） 要选择级配合理的集料， 集料含泥量超标应更换料源， 选择含泥量较小的材料， 或将其认真冲至达到要求方可使用， 对杂质含量超标的集料应严格禁止使用。

3、加强水泥混凝土路面施工的施工工艺

水泥混凝土的施工必须要重视温度的控制，防止由于温度差异或路面蒸发而导致的早期裂缝出现，一般来说，混凝土的浇筑温度不应该高于三十度，如果超过了额定的温度则可以通过人工降温或者夜间施工的措施来解决这些问题，同时也应该尽量保持基层顶面在浇筑前的湿度，确保水泥混凝土的施工质量。一旦温度发生较大的变化，也应该采取相应的措施来进行修复和修整，保证路面施工的顺利进行。另外在基层的施工中也应该规范操作，严格的对施工进行质量控制。比如基层标高和平整度的控制上，要充分的结合施工具体环境，完善相关的排水设施，在保证路基稳定的前提下进行水泥混凝土路面的施工，要确保基层强度达标并具有良好的均匀性和稳定性，从而防止由于施工不当而造成路面早期裂缝的出现。另外可以通过合理的设置压缝，来引导混凝土早期裂缝的开裂，保证水泥混凝土的施工质量，这种方式在我国的四级公路上也得到了普遍的应用。

4、适时及时地切割收缩缝

切割的太早，由于混凝土强度不够的原因导致粗料脱离，不能切出整齐的缝：切割的太晚，由于温度下降和水分减少产生的混凝土收缩会受到板长的制约，导致裂缝，混凝土获得足够的强度且收缩应力不超过其强度范围的时候是最佳的切缝时间。切缝时间受许多外部因素的限制，最好通过反复试验的方法来确定切缝的最佳时间，在开始切缝之前的几小时，基于铺筑后的气温、风力的情况进行试切，确定切缝时间或重试时间的判断依据是切缝的整齐度以及粗级料是否脱落。

5、控制施工质量

(1)严格控制基层项面标高，确保混凝土板的厚度，按水泥混凝土面层平整度要求控制基层平整度，保证混凝土板厚度均匀一致。高等级公路上基层表面做沥青封层或乳化沥青稀浆封层，封层可防止早期裂缝断板的产生。较高级公路上采取基层加铺塑料薄膜等方法，减小水泥混凝土面层与基层间的摩阻力。当基层产生纵横向断裂隆起或碾坏时，为防止产生反射裂缝，应采取有效措施进行彻底修复。所有挤碎、隆起、空鼓的基层应消除，并使用相同的基层料重铺，同时设胀缝板横向隔开，胀缝板应与路面胀缝或缩缝上下对齐。

(2)水泥混凝土铺筑前应对基层均匀洒水，将基层和模板湿透，避免吸收混凝土中的水分。

(3)施工时加强振捣工作，不漏振，不过振保证混凝土面板强度均匀。

(4)避免高温天气施工，大风天气应采取有效的防护措施，昼夜温差相关太大时，应采取保温养生措施。

(5)掌握好切缝时间。切缝的最佳时机来掌握。

(6)保证混凝土面板成型后7d内保温养生，21d洒水养生。养生期不足，禁止开放交通。加强交通管制，混凝土达到设计强度后才能开放交通。

总之，了解了水泥混凝土路面施工早期裂缝出现的原因，只要在施工中注意采取相应的技术措施，完全可以防止裂缝的出现，达到事半功倍的效果。

参考文献：

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