结合实例对水泥混凝土路面纵向裂缝原因及其预防对策探析

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1、结合实例对水泥混凝土路面纵向裂缝原因及其预防对策探析Abstract:thisarticle,thecauseofthelongitudinalcracksthatlessresearchindomesticandforeignbutmoredifficulttosolveinpracticalprojects,jointlyconductedanalysiswitheverybody.What’smoretheauthorbaseontheyearsconstructionpracticeandexperimentalstudysliding,

2、sumsupthepreventivemeasures.Keywords:conductedanalysis;constructionpractice;preventivemeasures;摘要：本文仅就国内外研究较少、在实际工程中较难解决的纵向裂缝的产生原因进行分析探讨，并在多年滑模施工实践与试验研究的基础上，总结出早期纵向裂缝的预防措施。关键词：分析探讨；施工实践；预防措施水泥混凝土路面是国内公路建设中广泛采用的路面形式。在我国目前的高速公路建设中，水泥混凝土路面一般均采用滑模施工。滑模施工的特点之一是纵向尺寸非常大而横向施工尺寸较小，且横向

3、无任何约束条件，这种自身特点使得水泥混凝土表面极易出现早期纵向裂缝。水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于其拉伸强度不能抵抗所受到的各种应力，而这种应力是由于混凝土体积变化或受力变形引起的。滑模摊铺的水泥混凝土路面最常见的早期裂缝有横向裂缝(断板)、龟裂及路基沉降引起的不规则裂缝等等，这类裂缝已为广大技术人员、施工人员所熟知和深刻认识。1早期纵向裂缝成因分析1．1早期纵向裂缝现象利用滑模摊铺的水泥混凝土路面，在混凝土终凝前后(大约在10~15h)出现的平行于道路纵轴线方向的裂缝，称为“早期纵向裂缝”。一般来说，早期纵向裂缝数量多、密度大、长度从几c

4、m到1、2m不等，一块板上的早期纵向裂缝从几条到10几条，有时甚至超过20条，但其宽度普遍较小，深度也都不太大，因此也将这种早期纵向裂缝称为“表面纵向裂缝”。1．2早期纵向裂缝形成原因近年来，由于混凝土早期强度发展迅速，弹性模量上升较快，因此，少量的收缩变形就会产生很大的拉应力。众所周知，混凝土的抗拉度强度很低，远小于其抗压强度，即使混凝土的抗拉强度伴随抗压强度提高，其提高幅度也明显要小些。所以，混凝土的抗裂性能往往随着抗压强度的提高而降低。这种现象在混凝土路面滑模施工中引起早期纵向裂缝出现的频率越来越高，值得高度重视。归结起来，滑模施工的水泥混

5、凝土路面早期纵向裂缝的形成与扩展主要有4个方面的因素。(1)水泥水化产生的大量的水化热是其内因，也是最根本的原因；(2)混凝土表面干缩诱发了表面裂缝的形成或增大了纵向裂缝出现的概率；(3)环境温度是裂缝产生的重要外因，它可能促使产生裂缝，也可能减少甚至避免裂缝的产生；(4)横向的外部约束条件缺失加剧了裂缝的扩展。1．2．1水化热水泥水化热所引起的温度收缩应力是混凝土板的主要破坏力。水泥混凝土从加水拌和时起，水泥就开始进行水化反应并释放出大量的热量，而且水化反应自始至终都伴随着热量的产生。而水泥混凝土是一种热的不良导体，随着水化反应的不断进行，热量

6、在混凝土内部不断聚集，导致混凝土由表及里产生温度梯度，使内部混凝土受到压应力，表面混凝土则受到拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。说明：所用水泥为方R型普硅水泥，测试时间从混凝土刚成型时为0h开始计算。通过对施工现场路面板实测发现，这种混凝土硬化过程中内外温差最大可达25℃(测试数据见表1)。从表1可知，早强混凝土内部达到峰值温度的时间在成型后12h左右，这时的混凝土刚进入终凝期，混凝土几乎还没有强度或强度还非常低，由于混凝土表面的拉应力先达到并超过了混凝土这一龄期的抗拉强度，所以混凝土会出现开裂。根据有关资料，一

7、般混凝土内部的最高温度在进入终凝期后10h左右出现，其内外温差也仅15℃左右。从我们的实测数据来看，温度上升的速率和最高值都大得多，这主要是由于水泥的矿物组成变化和拌和温度较高造成的。由于路面工程大多使用R型(早强)普硅水泥，这种水泥的化学组分中的C3A含量普遍较高，且C3A是水泥中水化速度最快的成分，其水化热也比其它矿物大得多，一般为C：S／C3S的3～8倍，所以水泥的矿物组成及其活性将决定水泥的水化热。另外，水泥的初始温度偏高也是导致混凝土体内外温差升高的重要原因。一般情况下，因搅拌站的温度接近水泥进场时的温度，散装水泥的进场温度应控制在55

8、℃以内。然而我们在实际工程中发现运到搅拌站的散装水泥有时高达80℃以上。混凝土的初始温度明显偏高，一方面直接增大了路面板的内外温差；另一