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浅谈水泥混凝土路面裂缝原因及防治措施

摘 要 本文主要从施工方面分析了水泥混凝土路面的几种常见裂缝的产生原因，并提出了对裂缝的相应的防治措施。
关键词 水泥混凝土路面 裂缝 防治措施

1 前言
水泥混凝土路面是适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面，具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等诸多优点，因而在许多省市广泛应用。但随着水泥混凝土路面的发展，该类型路面的许多病害也逐渐体现出来，混凝土板的裂缝作为其主要病害之一，日益引起人们的关注。水泥混凝土路面的裂缝按其表现形式可分为龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝等主要的几种。引起各种裂缝的原因是不尽相同的，有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因，作为一名施工管理人员，我主要从施工方面分析一下裂缝产生的原因及可采取的相应的防治措施。
2 裂缝原因分析
2.1 产生龟裂的原因
龟裂指混凝土路面表面产生网状、浅而细的发丝裂缝，呈小的六角形花纹，深度为5~10mm。其原因如下：
2.1.1混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，混凝土体积急剧收缩，导致开裂。
2.1.2混凝土在拌制时水灰比过大，模板与基层过于干燥，吸水大。
2.1.3混凝土配合比不合理，水泥用量、砂率过大。
2.1.4混凝土表面过度振捣，使水泥和细骨料过多上浮至表面，导致缩裂。
2.2 产生横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝的原因
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）。
以上几种裂缝在外观和产生原因上具有相似性，严格区分原因有一定困难，故综合谈谈我个人的认识：
2.2.1重复荷载应力、翘曲应力及收缩应力等综合作用。其具体情况有高温下浇筑混凝土，水泥水化速度快，水分蒸发快，使板面产生拉应力，温度降低后，板底产生拉应力，温度梯度作用使路面板翘曲变形；或严重失水，造成干缩缝；或养护不及时、中断，使顶面水分丧失快，收缩迅速，板底则水分丧失慢，收缩慢，导致翘曲产生裂缝；等等。
2.2.2由于施工间隙、延误等原因（如夜间休息、混合料供应不及时使摊铺机械停工等）造成水泥混凝土路面板的搭接、衔接接缝。
2.2.3未按规范要求切缝，切缝时间太迟、切缝深度不够、切缝缝间距过长或浇筑延续时间长，导致混凝土收缩产生的实际拉应力大于混凝土的容许值，而在切缝附近开裂。
2.2.4施工中单块板长、宽值未按设计和规范执行，选用不合理；在设计缝中不能及时填充料或填充材料选用不当，造成渗漏到路基中的水结冰膨胀或落入石子等硬物导致路面起拱开裂而破坏。以上原因易形成纵、横裂缝。
2.2.5由于基层存在问题造成裂缝。具体情况有：
1)      土基或基层强度不足；
2)      基层混合料拌和不均匀，强度差异大，产生不均匀沉降，导致混凝土路面板开裂；
3)      基层平整度不符合要求，使水泥混凝土面板厚度不等，强度有差异，造成面板薄弱部位产生裂缝；
4)      软弱基础处理不好，基础湿软或碾压不密实，导致混凝土路面脱空，开裂成缝。
2.2.6施工中只按配合比设计值拌制混凝土，未结合实际找出正确的施工配合比，使混凝土标号失控，水灰比不能严格控制，而产生裂缝。
2.2.7使用质量不合格的原材料或混合料；不同性质的水泥或不同厂家的水泥混用；不同型号、规格、性能的钢筋混用，使得纵横向钢筋直径差异过大；等等。这些因素也是导致裂缝的重要原因。
3 裂缝防治措施
3.1 龟裂防治措施
3.1.1预防措施
为防止混凝土路面产生龟裂，在配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量，选择合适的粗集料级配和砂率。在浇筑混凝土路面前，将基层和模板湿透，避免吸收混凝土中的水分。振捣混凝土应严格按规范操作，防止过度振捣，使砂浆集聚表面，砂浆层厚度控制在2～5mm范围内。浇捣完毕的混凝土路面应及时用潮湿材料覆盖，认真浇水养护，防止强风和曝晒。大面积浇捣混凝土路面时，应浇筑一段，养护一段，炎热季节要加强表面浇水养护。
3.1.2治理措施
如混凝土板在初凝前出现龟裂，可用铁抹子反复压抹的方法来消除，再加强湿润覆盖养护。必要时可注浆进行表面涂层处理，封闭裂缝。
如在通车使用中出现龟裂，可采用罩面法治理，即将一定范围内的混凝土路面表面破损及疏松的混凝土凿除，刷洗干净后用快速修补材料进行罩面的一种方法。
3.2 横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝防治措施
3.2.1预防措施
1)      混凝土路面的结构组合与厚度设计应满足交通需要，特别是重车、超重车的路段。
2)      避免高温作业，温度宜控制在35℃以下，注意昼夜温差，并掺减水剂等外加剂以保持水分；避免大风天气施工，防止表面水分丧失过快；水泥混凝土终凝后即覆盖洒水养护，防止水分丧失过快，产生干缩裂缝，养护时间由水泥混凝土强度增长情况而定，不得少于7天。
3)      施工缝尽可能设置于构造物外，不可避免时，应保证施工缝接缝处两侧面板混凝土振捣密实，并有足够的间隔时间，以形成强度。当与原有混凝土路面相接时，应采用机械将原路面连接缝处切割整齐，并清除表面浮尘及松动石子，用水将连接缝处清洗干净后再按规范要求进行接缝。
4)      严格控制混凝土的切缝时间和切缝深度。碎石混凝土一般在抗压强度达到6.0～12.0 Mpa左右即可切缝，以切割整齐、无碎裂为度，尽可能及早进行，尤其是夏季，昼夜温差大，更需注意；当连续浇筑长度较长，而切缝设备不足时，可在二分之一长度处先切，然后再分段切。切缝深度应至板厚的1/4～1/3处甚至更多一点。
5)      水泥混凝土路面为刚性路面，纵横向缝应及时填充材料，填料应与板的粘结力强，适应混凝土板的收缩，如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理，防止渗水，避免杂物进入缝内。
6)      基层应具有较好的密实度、足够的强度和水稳定性，应采用石灰或水泥稳定基层来满足要求。填方路基应严格按规范要求进行，分层填筑，分层碾压，分层测试，做到密实、均匀，以保证路基的稳定、无沉陷。施工还应加强自检，严格控制基层的平整度符合要求，软弱基础应选用合适的加固方法进行处理，并加强碾压质量的控制，保证密实度。
7)      通过做试验段取得准确的数据，计算好水泥用量，确定合理的施工配合比。
8)      加强原材料及混合料的检验，通过实验严把质量关，不合格的材料严禁使用。同时施工中必须使用同一厂家、同一标号的水泥拌制混凝土，使用的钢筋也必须性能同一，纵横向钢筋直径尽可能一致。
3.2.2治理措施
当板块裂缝较大时，应先沿裂缝两侧一定范围划出标线，标线与中线垂直或平行，然后沿线切齐，凿去标线间混凝土，浇筑新混凝土。
当路面板断裂、破碎或板角断裂时，可将部分或整块破损的混凝土板全部凿除，处理好基层后重新浇筑混凝土。
或者还可使用聚合物灌浆法封缝或沿裂缝全深度开槽嵌入弹性或刚性粘合修补材料，进行封缝防水，使板体恢复使用功能。
4 结束语
由于设计、施工、使用过程中存在缺陷，水泥混凝土路面在使用一定期限后，总难免会出现各种裂缝。只要我们严格按技术规范施工，切实抓好原材料、配合比、施工工艺和管理、切缝时间和深度、基层强度、养生等各环节，不断总结经验，深入研究，我想水泥混凝土路面的裂缝是可以有效控制的。