混凝土路面裂缝产生原因与预防措施

1.引言

近年来，由于交通量的急剧增加，促使道路向高标准、高质量方面发展。混凝土路面以它的强度较高、耐久性好、使用寿命长、养护费用少等优点，受到筑路部门的青睐。但从实际的使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台、唧泥、拱起、坑洞、麻面、露骨等病害，影响了路面的使用性能。在这些病害中最常见、最普遍、对混凝土路面性能影响最大的是裂缝, 日益引起人们的关注。

2.裂缝产生原因

混凝土路面裂缝主要表现为表层裂缝和贯通板厚裂缝(也称为贯穿裂缝),其产生的原因是不同的。

2.1表层裂缝

1)塑性收缩

在混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析,实际是粗骨料从混合料中分出,集料颗粒下沉,水分向上迁移,从而形成表面泌水,使混凝土路面表面含水量增加,毛细水面形成凹面,产生较大的表面张力,同时固体颗粒间产生毛细管张力,促使颗粒凝集,当混凝土表面尚未充分硬化,不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。影响混凝土塑性收缩开裂的内部原因是水灰比、细掺料、混凝土的温度、凝结时间等,外部因素是风速、环境温度、相对湿度等。

2)温度引起裂缝

裂缝产生的原因是因为混凝土所使用的原材料受到外界的影响而产生的。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,内部温度升高产生膨胀,而外部则因热量散失而收缩,在混凝土表面引起拉应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。

3)干燥裂缝

是在路面养护完毕,经过一段时间后在表面出现的裂缝;这种裂缝多沿一个方向分布,裂缝较细,长度一般在2～10cm、缝宽0.1mm、深1～2cm。这类主要是施工养护不当引起早期开裂。混凝土结构的耐久性及强度也受到混凝土表面养护状况的影响。过早开放交通也会破坏混凝土的内部水化结构,影响强度增长,形成裂缝。

2.2贯穿裂缝

贯穿裂缝及断板主要是在施工过程中产生。在混凝土早期裂缝中,可以说没有一种裂缝不与施工因素有关。施工裂缝主要是指由施工因素产生的裂缝,其成因主要有两方面:1)振捣不够,拆模过早,因而引起混凝土表面和边部开裂。2)在不中断交通的情况下,先期施工的混凝土板块通车后,影响新浇筑的板块,产生振动裂缝。对防止施工裂缝的产生,并非一个纯技术问题,在很大程度上是施工管理问题。只要严格控制施工质量,正确执行施工技术操作规程,因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。贯穿裂缝可分为横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角裂缝等,其明显特征是裂缝贯通混凝土板全厚。横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝指沿着道路中线大致相垂直、平行、斜交的方向产生的裂缝，这几种裂缝往往在行车和温度作用下逐渐扩展，最终贯穿板厚、贯通板面，将混凝土板分割成两块或三块;交叉裂缝是指裂缝相互交叉，将板分割为三块以上(又称破碎板)。

3.预防措施

3.1严把原材料

1)水泥的选用。通常应选用强度高、干缩性小、抗磨性能及耐久性能好的水泥,施工时根据公路等级、工期要求、浇筑方法、路用性能要求、经济性等因素选用合适的水泥品种及强度等级。

2)粗骨料。粗骨料的强度应高于混凝土强度等级的1.5倍,其压碎值不宜大于2O%;粘土、淤泥、尘屑、硫化物和硫酸盐、有机质、云母、轻物质及针片壮颗粒等有害杂质,要采取高压水冲洗等措施将其控制在3%以内。

3)细集料。细集料应采用坚硬、耐久、洁净的天然砂或机制砂,并应符合细集料技术指标的规定。

4)水。清洗集料、拌和混凝土及养生所用的水,不应含影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类有机物等。饮用水一股均适用于混凝土。

3.2混凝土配合比设计

1)目标配合比设计。应采用工程实际使用的材料计算各种材料的用量比例，根据国内外混凝土学者的研究结果，水泥完全水化的最低水灰比大约为0.26～0.29。为了保证混凝土施工的和易性，考虑到混凝土在浇筑过程中可能出现的失水因素，混凝土路面施工常用水灰比宜控制在0.45左右。

2)生产配合比设计。在生产配合比设计阶段应结合工地实际材料情况确定最佳级配，一方面能确保混合料性能，另一方面亦能保证生产需要。

3)生产配合比验证。配合比按规定程序审查批准后，才能进行试拌试铺，以验证生产配合比的正确性。由此确定生产用标准配合比,以此配合比作为生产上控制的依据和质量检验的标准。

3.3严控平整度

混凝土路面板的平整度是使用质量的最重要指标。平整度高的路面,不但可以提高通过能力,提高经济效益,而且还可以减少对面板的冲击力,从而延缓甚至避免错台、唧泥、断裂现象的发生,从而延长路面使用寿命。

3.4及时切缝或预压缝

从理论上讲，混凝土路面的切缝应在混凝土硬化收缩之前进行。实际应用中，往往无法实现，一般当混凝土达到设计强度25%～30%时采用切缝机切割，这样就大大避免混凝土路面出现裂缝。有些在混凝土路面施工中，每隔20～30m预先人为地预压一道缝，作为收缩裂缝的预留位置。这样，即使切缝不及时，板面发生断裂也基本上在预压缝位置上。在具备切缝强度后，再按所设的标记进行切缝。

3.5做好养护工作

建立完整有效的混凝土路面日常养护方法。传统的混凝土路面养护方法是用潮湿材料覆盖，洒水要及时、均匀、充足，防止强风和曝晒，且养生期不得少于两周。大面积浇捣混凝土路面时，应浇筑一段，养护一段。采用新型的养护剂进行路面养护时，不要过早亦不要过迟，养护剂喷洒后，应采取措施，严防被人在路面板上践踏、磨耗。喷洒中途如遇天气变化，大雨天冲淡或冲刷掉养护剂，应及时补喷。注意在入冬和雨季前全面进行一次路面纵横灌缝或补缝工作,减少路面水下渗。

4.结束语

实践证明，只要采取正确的预防措施，混凝土路面的裂缝就可基本得到控制。这对于保证混凝土路面施工质量、提高路面混凝土使用寿命无疑是十分有利的。

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