刚性水泥混凝土路面初期裂缝的成因分析与预防

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1、刚性水泥混凝土路面初期裂缝的成因分析与预防　　(甘肃园陇路桥机械化公路工程有限责任公司，甘肃兰州730000) 　　摘要：文章从内因和外因两个方面分析了水泥混凝土路面初期裂缝产生的原因，针对这些原因，从路基施工等角度较全面地分析了水泥混凝土路面破坏的原因，并提出相应防治的办法。 　　关键词：裂缝；水泥混凝土；预防措施；水灰比 　　中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)12—0081—02 　　目前，我国高公路的发展迅猛,路面的舒适，美观已日益为人们所关注。从甘肃省已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当数量的水泥砼路面板出现破坏如开裂、断板、沉

2、陷等现象；给养护，修复带来极大的困难；而且裂缝病害尤为突出，已成为水泥混凝土路面的通病。文章主要从不同的角度对水泥砼路面裂缝破坏的原因进行较全面的分析，同时结合工程实践经验，提出了有效的防治方法。因刚性水泥混凝土路面具有造价低，耐久性强的特点；在一些发展中国家开始受到重视。在施工初期，各施工队均发现不同程度的板块裂缝，现对此病害产生的原因作如下分析，并提出预防措施。 1初期裂缝成因分析 　　水泥混凝土是由胶凝材料，粗细集料和水混合而成的一种非均匀材料，其初期裂缝的产生可分为内因和外因。 1.1内因 　　1.1.1水泥水化反应产生的应力影响。水泥加水后，水与水泥颗粒表面首先发生水化

3、作用生成水化产物，并放出大量反应热，由于水泥水化过程中各阶段的放热量不同，致使混凝土体积产生热胀冷缩变形，而此变形又受内部骨料及外部边界的约束。同时，混凝土的导热性差，表面与内部的胀缩变形不能同步，它们相互制约，产生拉压应力；水泥石体积变化的影响：水泥石是一个多孔隙的结构材料，它具有热胀冷缩，湿胀干缩的现象。水泥稳定性差；水泥强度比较低,砂，石料含水，泥量和有机质含量过高，使混凝土粘结不牢，往往产生断裂。在水泥逐渐凝结，强度逐渐增长的过程中，因温度与湿度的改变，水泥石也相应变化。同时，由于水泥水化所生成水化产物总体积比参加反应的物质总体积要小，这种因化学反应体积的收缩会引起混凝土中砂浆体积

4、的收缩，从而导致砂浆与粗骨料接触面出现许多微裂缝。这些微裂缝正常情况下是平稳的，但当应力增大时微裂缝将逐渐延伸，汇合扩大，形成网络，严重时形成可见裂缝而破坏。 　　1.1.2异相界面粘结的缺陷。根据混凝土破坏过程可知，混凝土强度主要取决于水泥石强度和其与骨料表面的粘结强度。水泥石与骨料异相界面的粘结常是薄弱的所在。其主要因素是水泥混凝土的水灰比与骨料的表面结构。水泥水化所需结合水仅占水泥重量25%左右；在现场施工中为使混凝土有流动性；水灰比多在0.5左右。过多的水分使包裹在水泥颗粒表面的半渗透膜增厚，但膜层的增厚导致层内新生物浓度降低，从而使填塞胶体孔洞的晶体减少，形成疏松多孔结构，是异

5、相界面粘结的薄弱环节。 1.2外因 　　1.2.1路基及基层的影响。路基的质量是非常关键的，由于路面板遭到破坏后，要对路基有质量问题的地段返工是不可能的，且水泥砼板难修补。故在路基施工时应着重注意以下几点：清表要彻底，不适宜的材料应全部清除；且按规范要求搞好基底压实，软基处理要慎重，要采用合理的施工方案；软基处理方案可考虑两种以上方案的组合，以求达到较好的处治效果，路基填筑过程中，要严格按规范施工，由于基层直接承受面层传递的荷载，路基填筑使用了不适宜的材料或填筑方法不规范，软土地基处理不当，造成土基强度不够或不均，压实度未达到要求造成不均匀沉降。路基因此变形过大；会使板底脱空。此外，路

6、基积水，土基含水量增大，强度下降易产生应力集中，这些都能使板块开裂。 　　1.2.2水泥混凝土路面板施工方面的问题。水泥混凝土面层施工，往往施工的厚度未达到设计要求，主要是基层施工标高控制不严所致，粗集料不具有良好的级配，细长及扁平的颗粒含量过高，粗细集料中含泥量过高。降低了混合料的粘结度；所使用的水泥质量不稳定或过期；水泥混凝土拌制时间短，则拌和不均，过长则产生分层离析；混凝土振捣过强；使骨料分层离析；下层收缩值小；上层收缩值大；易产生开裂，浇筑混凝土前没有湿润基层，混凝土板会因过快失水而开裂；切缝不及时，没有把应力集中引至切缝处的断面上，形成规则裂缝；养生不足，导致水泥混凝土出现初期干

7、缩裂缝。 　　1.2.3水泥混凝土路面结构层防水或排水未进行有效的处理。虽然对混凝土板的缩缝，胀缝，施工缝采用了特制的材料对水进行封锁，使水从路面排走，但如果当地雨量充沛，结构表面渗入到路基中的水容易造成对路基不同程度的侵害，从而影响路基的稳定，使路面板遭到破坏。 2初期裂缝的预防措施 2.1搞好现场施工管理 　　初期裂缝除自然客观因素外，还与施工队伍素质及是否按操作规程施工有很大的关系，有时占主导地位。在同样