浅谈混凝土路面裂缝成因及控制

　　[论文关键词]混凝土，路面，裂缝，成因
　　[论文摘要]从路基基础、配合比、材料、施工、温度、养护等方面分析混凝土路面裂缝产生的原因，并针对原因提出相应的控制措施。
　　
　　一、引言
　　随着国民经济的发展，公路运输在国民经济中发挥的作用越来越明显。混凝土由于具有取材方便、施工简单、抗压强度高、养护费用低等优点而越来越多的被人们使用，同时混凝土具有抗拉能力差、容易开裂等缺点，导致路面出现龟裂、纵向、横向、交叉裂缝等现象，影响了混凝土路面的美观、使用效果及寿命。对混凝土路面裂缝原因分析及控制措施，对提高其使用质量、延长使用寿命有重要的意义。
　　二、裂缝产生原因
　　（一）基础原因。支撑水泥混凝土路面的基础必须平整、稳定、坚固、密实均匀，如不能满足这些条件，基础会产生不均匀下沉，导致对面层的不均匀支承，使面层底部在荷载的作用下产生过大的应力而被破坏，造成路面产生裂缝；基础高程及平整度控制不好，导致面层厚度不均，造a成基层摩阻力过大，约束混凝土板在温度变化时的收缩与徐变，板块应力过渡集中导致裂缝；基层稳定性差、整体性不好，在车辆荷载及自然因素的影响下，会出现较大的、不均匀的形变，同样会引起路面板的破坏；施工中如遇软土地基并且处理不当时，极易造成基层强度不均匀，使得局部断面强度不匀，从而引起路面裂缝甚至断板；基层强度若低于设计要求或基层密实度不均匀，将难以承受由混凝土面板传来的荷载作用，宜产生破坏变形，导致基层与面层脱空，产生裂缝或断板等等。
　　（二）混凝土配合比的影响。混凝土配合比对面层的裂缝有很大的影响。施工后的混凝土在多种因素作用下体积要收缩，混凝土的收缩分自由收缩和非自由收缩两种。混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分，因此过多的水泥用量必然会导致较大的收缩；同时施工中采用较高的水灰比是为了提高混凝土和易性，常用水泥完全水化所需要的最低水灰比约0.26-0.29，较大的水灰比，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，混凝土的收缩随水灰比的增大明显增大，从而影响了混凝土强度，容易造成裂缝及断板。因此施工过程中在保证强度的前提下应尽量减少水泥用量和减小水灰比。
　　（三）水泥、骨料原因。水泥的化学成分及细度对混凝土质量有很大影响，如果水泥硅酸二钙等含量过高或含有较高的有害杂质，会使混凝土的稳定性降低，产生过大的收缩，从而导致水泥混凝土路面产生裂缝；再如水泥中铝酸三钙含量较大，水化时混凝土放热快，产生的热量多，常使内部温度上升到50℃以上，造成内外温差较大从而产生较大的应力，使混凝土产生裂缝；对水泥的细度而言，颗粒越细，其水化越快越完全，硬化收缩性也越大，而颗粒太粗也不利于水泥活性的发挥。骨料是混凝土的主要构成部分，骨料质量的好坏将直接影响混凝土的性能。
　　（四）施工的影响。混凝土搅拌过程中如果搅拌不足，会造成混凝土不均匀；浇筑过程中如遇停电、运输不畅、气候突变等情况，使浇筑作业中断，新旧混凝土容易造成由于结合不良、收缩不一致产生裂缝；振捣过程中如振捣不足会出现气孔、蜂窝；振捣时间过长会造成分层，粗颗粒沉入底层，细颗粒及水留在上层，使表面收缩裂缝增加，易导致路面出现裂缝。
　　（五）温度的影响。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部或内部温度发生变化时，混凝土会产生形变。在混凝土凝固期内，由于水泥的水化过程能够放出较多的热量，而混凝土是热的不良导体，所以会导致内部温度较高，产生膨胀，而外部热量散失而体积收缩，这种内胀外缩易导致混凝土出现裂缝，待水化反应减慢以后，混凝土体积收缩，同样引起应力变化而使混凝土出现裂纹；高温地区，尤其是在夏季高温季节，混凝土路面受日光辐射的作用致使表面温度迅速增高，
　　（六）养护的影响
　　混凝土浇筑24小时以后应在表面洒水覆盖，目的是防止表面裂缝产生。试验结果表明，混凝土浇筑后24小时内若洒水湿润则更容易造成路面龟裂现象；而延长初期潮湿养护时间仅能推迟干缩的开始，并不能减少短期的干缩。因此当混凝土的抗拉强度大于干缩的应力时，就可以不必再进行潮湿养护，也不会产生裂缝现象，养护也就达到了目的。因此严格控制对浇筑后的混凝土洒水养护时间对防止产生裂缝现象也十分重要。
　　三、预防措施
　　（一）严格控制基础质量。对基础的要求首先要保证有足够的稳定性和强度的均匀、平整、坚固、密实，同时要加强排水设计，采取必要的防水排水措施，使之远离路基，减少路基受水侵害的几率。
　　（二）严格控制施工材料。采用强度高，收缩性小，耐磨性强，抗冻性好的水泥；石料强度要达到混凝土强度的两倍以上，且粗骨料含泥量不超过1％，同时严禁使用强风化的石子；避免采用不清洁的含泥量大或杂质的砂；采用饮用水拌和，避免采用腐蚀性或酸、碱等有害杂质的水；混凝土试配强度宜按设计强度提高10％～15％，并要保证在混凝土搅拌过程中严格按照配合比施工。
　　（三）严格控制施工质量。混凝土面层厚度不大于22cm时，可一次摊铺，大于22cm时，可分二次摊铺，并且下部厚度宜为总厚的3/5；振捣应以拌和物停止下沉、不再冒气泡、表层有水泥浆泛出为准，严防振捣不到位或过振；浇捣过程中应密切注意模板变形及漏浆，有发生现象应立即纠正；混凝土捣实后24h之内，不得受到振动，不得进行洒水湿润。
　　（四）控制混凝土水化热。混凝土温升的热源是水泥的水化热，施工中使用低热水泥及减少水泥用量可以降低混凝土温升。水泥品种不同，水化热相差很大，所以要使用低热水泥或中热水泥；降低水泥用量，就能有效地降低水泥的水化热温升，减少水泥用量的主要措施是选择粗细骨料级配良好且最大粒径尽可能大的骨料；砂率小，比表面积小的骨料也能节省水泥。采用粗砂比细砂省水泥，在满足混凝土和易性条件下尽可能降低塌落度，这样可以减少水和水泥用量等等。
　　四、结语
　　混凝土路面由于其特有的性质以及外界因素等造成其存在一些诸如裂缝、断板等现象。而以目前的施工技术以及管理水平彻底解决这些问题存在极大难度，所以在施工过程总只有采取“预防为主”的方针，并采用先进的施工工艺、对各施工工序进行良好的施工质量控制等措施，从根本上进行“综合治理”，才能达到标本兼治的目标，确保由于路面裂缝引起的施工质量问题，减少裂缝造成的损失。
　　参考文献：
　　[1]公路水泥混凝土路面施工技术规范[s].JTGD30-2003.
　　[2]范立础．桥梁工程(上、下册)[M].北京：人民交通出版社，1996.