中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司

摘要：目前水泥混凝土路面建設(shè)比較普遍的情況，針對(duì)施工中出現(xiàn)比較多的裂縫病害進(jìn)行了分析，分別從水泥混凝土路面的裂縫產(chǎn)生的過程硬化前、硬化后的干縮、溫度、基層、材料對(duì)影響裂縫形成的各個(gè)方面的預(yù)防措施進(jìn)行了評(píng)述。

關(guān)鍵詞：路面；裂縫；病害；成因；對(duì)策

一、水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的過程

（一）硬化前

在硬化前，水泥混凝土還處于塑性狀態(tài)，由于組成材料的密度不同而發(fā)生沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發(fā)生在抹面。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時(shí)，因基層的水分很快被其面層吸收，會(huì)引起大的收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫。

（二）硬化后

1、干縮裂縫

因水分蒸發(fā)，使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發(fā)絲相似。

引起干縮裂縫的因素：

（1）水泥中的硅酸二鈣可產(chǎn)生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時(shí)需要大量的水，養(yǎng)護(hù)過程中膨脹值大，干燥時(shí)收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時(shí)干縮性亦大。所以前期的水泥混凝土的配合比與后期的養(yǎng)護(hù)關(guān)系很大，他影響著水泥里面的成分是否有足夠的水分來達(dá)到要求的強(qiáng)度，同時(shí)配合比的水分也不能太大，那樣運(yùn)距一遠(yuǎn)就容易離析影響水泥混凝土的強(qiáng)度。

（2）混凝土中的用水量對(duì)于干縮值有很大的影響，當(dāng)用水量增加一定百分?jǐn)?shù)時(shí)，干縮值成倍增加。

（3）骨料的大小和級(jí)配也與干縮值有密切關(guān)系。

2、由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫

這主要是因晝夜溫差太大，而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，由于沒有設(shè)置伸縮縫和對(duì)混凝土面板進(jìn)行及時(shí)切割，而造成面板拉裂。因?yàn)榛炷敛牧蠈?duì)溫度的變化面引起的伸縮量約為每度0.01毫米，當(dāng)累計(jì)長度內(nèi)溫度應(yīng)為超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。

3、基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎（砂）石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，

4、由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫

（2）因拌和物溫度過高，而出現(xiàn)“假凝”。

（3）水及砂中有害盡可雜質(zhì)對(duì)水泥混凝土有腐蝕作用

（4）砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞

二、水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的防治措施

（一）硬化前

在硬化前，水泥混凝土還處于塑性狀態(tài)，由于組成材料的密度不同而發(fā)生沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發(fā)生在抹面。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時(shí)，因基層的水分很快被其面層吸收，會(huì)引起大的收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫。

為防止沉降裂縫的發(fā)生，可采取以下措施：

1、混凝土澆筑后，尚未出現(xiàn)析水前，防強(qiáng)風(fēng)吹拂和烈日暴曬，可以分段用彩條或麻袋片覆蓋在水泥混凝土路面上，起到防風(fēng)吹和烈日的暴曬。

2、及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面水分蒸發(fā)而干燥。用彩條布或麻袋片覆蓋以后，要根據(jù)溫度、水泥混凝土路面的濕度變化，采取不定時(shí)的時(shí)間撒水，保證養(yǎng)護(hù)。還可以采用在水泥混凝土路面初凝以后，在路面上覆蓋5—7cm的細(xì)砂，每天早晚將細(xì)砂澆濕澆透以后達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。

3、在澆筑混凝土前，應(yīng)將基層澆濕。水泥混凝土路面在施工前一般要在基層上 均勻、透徹的撒上水，還要根據(jù)澆筑混凝土的速度，來確定每一時(shí)段撒水的長度，以保證施工的長度。

4、采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋。二次抹面既可以保證減少收縮裂紋，又可以保證水泥混凝土外表的美觀。二次抹面的時(shí)間要根據(jù)水泥混凝土的水分和當(dāng)時(shí)的氣溫來決定的，一般是在澆筑完混凝土0.5—2小時(shí)進(jìn)行二次抹面。

5、避開高溫氣候施工。因在高溫天氣下，水泥水化作用加快，內(nèi)部水化熱不易散開，而產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)因水分蒸發(fā)加快，使混凝土迅速干燥而收縮，易產(chǎn)生收縮裂縫。

（二）硬化后

1、干縮裂縫

因水分蒸發(fā)，使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發(fā)絲相似。

引起干縮裂縫的因素及措施有：

（1）水泥中的硅酸二鈣可產(chǎn)生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時(shí)需要大量的水，養(yǎng)護(hù)過程中膨脹值大，干燥時(shí)收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時(shí)干縮性亦大。所以前期的水泥混凝土的配合比與后期的養(yǎng)護(hù)關(guān)系很大，他影響著水泥里面的成分是否有足夠的水分來達(dá)到要求的強(qiáng)度，同時(shí)配合比的水分也不能太大，那樣運(yùn)距一遠(yuǎn)就容易離析影響水泥混凝土的強(qiáng)度。水泥在進(jìn)場時(shí)要嚴(yán)格檢驗(yàn)，達(dá)不到檢驗(yàn)，達(dá)不到高駐地要求的水泥不要進(jìn)場。

（2）混凝土中的用水量對(duì)于干縮值有很大的影響，當(dāng)用水量增加一定百分?jǐn)?shù)時(shí)，干縮值成倍增加。在現(xiàn)場一般要配備稱重設(shè)備，現(xiàn)在的水泥混凝土拌合機(jī)采用的是自吸式的，一般根據(jù)施工水泥混凝土的用量盡量一次將材料進(jìn)齊，將每種材料自身的含水量測出，在根據(jù)每種材料的含水，現(xiàn)場調(diào)整配合比的水量，自吸式的要測出每秒流量，用來拌和。

（3）骨料的大小和級(jí)配也與干縮值有密切關(guān)系。級(jí)配良好時(shí)，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對(duì)關(guān)減少。對(duì)使用偏細(xì)砂時(shí)，會(huì)使混凝土收縮值增大。含泥量大的情況與使用偏細(xì)砂類似。級(jí)配最好要采用連續(xù)級(jí)配，這樣骨料的大小引起的裂縫相對(duì)就要減少一些了。

2、由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫

這主要是因晝夜溫差太大，而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，由于沒有設(shè)置伸縮縫和對(duì)混凝土面板進(jìn)行及時(shí)切割，而造成面板拉裂。因?yàn)榛炷敛牧蠈?duì)溫度的變化面引起的伸縮量約為每度0.01毫米，當(dāng)累計(jì)長度內(nèi)溫度應(yīng)為超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。

一般在20—40米范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置伸縮縫，以防斷裂。設(shè)置伸縮縫時(shí)要在伸縮縫中添加瀝青麻絮，防止因伸縮縫較大，跑車時(shí)引起伸縮縫的破壞。

3、基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎（砂）石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，如在基層上人為地設(shè)置一些伸縮為使上下縫對(duì)齊，會(huì)增加不少施工難度。在一部分道路建設(shè)中，基層裂縫一般100米內(nèi)不超過5條，以二層油毛氈來處理，以毛氈寬度為50厘米，人施工效果來看比士工布處理理想。

4、由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫

水泥熟料如煅燒不充分，會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水過程很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。

為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，并選用低、堿性水泥。最好是根據(jù)施工的用量分批進(jìn)如水泥，每批水泥都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)是否符合施工條件。

（2）因拌和物溫度過高，而出現(xiàn)“假凝”

這是因?yàn)榘韬衔餃囟冗^高，使水泥顆粒表面形成一層薄的硬殼，使混凝土拌合物的和易性變差，且影響后期強(qiáng)度。另外，內(nèi)部熱量不易散發(fā)，使體積膨脹，也易引起混凝土裂開。

因此，為防止混凝土發(fā)生假凝現(xiàn)象，要控制混凝土的混合物的溫度。

（3）水及砂中有害盡可雜質(zhì)對(duì)水泥混凝土有腐蝕作用有害雜質(zhì)與混凝土產(chǎn)生反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)，使混凝土被腐蝕強(qiáng)度降低，在車輛荷載的不斷作用下，遭到破壞。

根據(jù)規(guī)定：對(duì)、石材料的試驗(yàn)檢測每料場要做一次，海水一般情況下不能拌合用水。

（4）砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鉀會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并在集料表面生成一種堿—硅酸凝膠體，這種凝膠體吸水后體積產(chǎn)生膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)較深的網(wǎng)裂，這就是“堿—骨料”反應(yīng)。

三、結(jié)束語

水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生，其內(nèi)因與外部條件，非常復(fù)雜。既有單一因素，也有綜合因素。因此我們對(duì)某一種裂縫的產(chǎn)生，也不應(yīng)看到孤立的一面，應(yīng)綜合進(jìn)行分析研究，以確保水泥混凝土路面的工程質(zhì)量，爭取避免或者減少混凝土路面裂縫的出現(xiàn)，在出現(xiàn)裂縫時(shí)要進(jìn)行彌補(bǔ)，減少裂縫所造成的損失。

作者簡介：

孫寧：出生年月1986年2月2011年評(píng)助理工程師，現(xiàn)在的項(xiàng)目中鐵十八局固西公路項(xiàng)目部。