论公路路面裂缝的产生及防治措施

　　摘要：影响混凝土裂缝的因素错综复杂,为解决混凝土裂缝问题,本文从高等级公路混凝土路常见裂缝来分析其产生的原因,并针对混凝上的特性,从设计、环境、材料、施工等方面予以讨来找到其防治方法,以提高公路的运营质量。筑物可能要承受各种温度和湿度及其它原因引起变形而产生应力裂缝,因为混凝土在内、外约束应力作用的情况下,混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形引起,它产生了局部裂缝,而混凝土构件（结构）在外部的约束应力由于结构与结构的相互约束,这种约束变形可能使混凝土构件（结构）产生贯穿性断裂和局部裂缝；其次,是温差的影响,当外界气温变化较大时,混凝土内外温差梯度将进一步增加,温差梯度达到一定值时,混凝土的温度应力将造成路面板沿较小断面的开裂；另外,即使在混凝土上方没有任何荷重的作用,也会因其自身的收缩而产生自应力裂缝。
　　1.4混凝土受外力及荷重影响裂缝与成因
　　这种外力作用下的裂缝产生可分为两点：一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时,被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝；二是即使混凝土已经达到了设计强度,而在混凝土板面或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。
　　引起水泥混凝土路面产生裂缝根本原因有两种：第一种原因为温度应力与荷载应力超过混凝土的抗拉强度,水泥混凝土路面板就会产生裂缝发展为板块断裂：第二种原因为有的研究认为：水泥混凝土路面开裂的主要原因是混凝土的自身收缩（包括干燥收缩和温度收缩）及其基层间的强大的摩阻力（包括静摩擦力和层间粘结剪应力）。
　　2高等级公路水泥混凝土路面常见裂缝的预防措施
　　2.1正确选材、优化配合比设计
　　公路路面混凝土因主要承受竖向荷载的作用,其受力特性以弯拉强度为主,而影响混凝土弯抗强度（抗折强度）的主要因素有混凝土单方水泥用量、水灰比、粗集料粒形及水泥品种、性能、外加剂的品种、掺量等,在上述材料确定后,混凝土配合比的优化选择、混凝土的拌制方法、浇筑工艺、养护状态、则是保证混凝土强度形成的关键。
　　2.1.1水泥选择
　　品种：硅酸盐水泥、普通硅酸水泥及专用水泥：强度等级：宜为设计抗折强度的10倍以上。选用时,除考虑水泥强度等级品种外,还应注意水泥的含碱量（一般情况下,不大于0.6%）及水泥中混全材料的种类、掺量等。
　　2.1.2集料选择
　　从粗骨料对混凝土强度的粒径效应方面考虑,用于路面混凝土的粗骨料的最大径,不宜大于30mm,且宜采用连续级配的石子,细集料宜采用粗砂（混砂应调正其细度模数达到中粗砂）有资料表明,在提高混凝土耐疲劳极限方面,砾石仍优于碎石,小粒径骨粒优于大粒径骨料。
　　2.1.3混凝土外加剂及混合材料的选择
　　外加剂品种不同,能够改变和提高混凝土的某些性能。就增强混凝土温度变形能力而言,掺入引气剂将在保持混凝土高强度的同时,可以降低混凝土的温度变形量,因而有助于混凝土板块的抗裂能力、混凝土中加入混合材（如粉煤灰、硅灰等）,能够明显地减少混凝土水化热,有利于防止混凝土因温度应力产生的破坏。
　　2.1.4混凝土配合比的优化选择
　　路面混凝土的配合比,除满足强度耐久性、经济性指标外,更重要的是应满足路面混凝土不同施工工艺的技术要求,在对混凝土工作性有重要影响的各项参数中,控制混凝土拌和物坍落度选择适宜的砂率,确定合适的混凝土含气量以及较小的坍落度损失,是保证混凝土施工正常进行的关键。
　　2.2根据有利天气施工,避免气候影响造成裂缝
　　(1)为了防止软混凝土表面水泥被冲刷,跨边或平整度损失,强度降低,降雨天停止施工。
　　(2)为了防止温缩开裂、断板、干缩收缩开裂和接缝过大,施工现场气温高于40oC或拌和物摊铺温度高于35OC,停止施工。
　　(3)为了防止较强混凝土表面塑性收缩开裂,风力大于6级,风速在10.8m/s以上的强风天,不得施工。
　　(4)摊铺现场气候5昼夜平均温度低于5OC,夜间最底气温低于一3OC《施工规范》水泥路面不允许负温施工。
　　2.3合理选择施工工艺,严格控制施工过程的质量
　　(1)尽量采用机械化施工,并注意机械的配套和能力匹配；
　　(2)严格控制振捣方法和振捣时间,避免漏振及振捣不均匀;
　　(3)正确选择路面混凝土的浇筑时间,降低混凝土的入模温度；
　　(4)保证施工作出过程的连续性,（在合理基础上）尽可能地缩短工序之间的间隔并加强期养护,防止面层失水过快；
　　(5)要根据不同情况及时作好混凝土板面切缝工艺,并保证一定的切缝深度,使切缝部位足以释放混凝土板内部产生改拉应力,不至于产生断板现象；
　　(6)规范胀缝、缩缝制作工艺,准确定位传力杆及拉杆设置位置。
　　2.4合理设计与通畅排水
　　设计不周全会导致胀、缩缝及切缝时选择不当,造成外界水沿缝隙下渗,加上板下基层排水不畅,形成唧泥现象,并导致路面板的裂缝产生；另外,设计不周全在路面板跨越刚性结构物质时,配筋不足,在结构物两侧路基填土残余沉降影响下,路基与面层脱空,造成板面断裂；此外,热层设计的优劣直接关系到混凝土路面的安全。如果垫层设计的厚度不足时,它就解决不了水稳定性不良和防冻的问题,当垫层选料不当，不能起到透水或均质的作用,使路面被水浸害或出现不均匀沉陷。
　　3高等级公路水泥混凝土常见裂缝的补救措施
　　裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据己有裂缝的佳质和具体情况我们用不同的方法加以修补,以确保公路的运营质量。
　　3.1表面处理法
　　包括表面涂抹和表面补贴法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形钧的防渗堵漏。
　　3.2填充法
　　用修补材判直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝,作业简单,费用低。宽度小于0.3mm,深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简处理可采取开Ⅴ型槽后作填充处理。
　　3.3结构加固补强法
　　因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、影响结构强度，可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理。裂缝影响到混凝土结构的性能时要考虑采取加固法对混凝上结构进行处理。方法有大混凝土结构的截面面积构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
　　3.4混凝土置换法
　　混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法方法，是先将损坏的混凝土剔除后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
　　3.5化学防护法
　　电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态化钢筋达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法,生自愈合法—这是种新的裂缝处理方法，模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,使创伤部位得到愈合的机能。混凝土的传统组分中加入某些特殊组分含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纡维可使裂缝重新愈合。
　　3.6仿生自愈合法
　　这是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊）,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
　　4结论
　　混凝土裂缝是一种普遍存在的现象,但对其不加以重视,久而久之将对公路质量产生严重危害。它会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。从而引起混凝工结构的整体性和刚度的失调。所以在实际施土中,我们除了分析因材料、气温、强度、施工方法等原因造成的裂缝外,还得稳固好路基,采用先进的机械化施工工艺,运用合理周详的设计,组织好施工、选择好施工工期等方面下功夫,从而达到最大限度避免和防治裂缝。