1、混凝土路面的常见裂缝与防治技术应用摘要: 混凝土浇注后没有及时覆盖所造成的。混凝土浇注后,尤其是在炎热的天气或大风天气里,如果不及时覆盖,混凝土表面的游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,其值不能抵抗这种收缩应力而导致开裂。因此通过注重原材料的选择、加强混凝土路面的养护、加强混凝土路面的保护等措施去预防,可以将其危害降到最低,从而延长水泥混凝土路面的使用寿命。 关键词:水泥混凝土路面;裂缝;原因;防治; 中图分类号: TU37 文献标识码: A 一、水泥混凝土路面裂缝产生的原因 (一)表面裂缝产生的原因 在水泥混凝土路面上,表层裂缝的主要表现形式为表面裂缝。即混凝土路
2、面表面上呈现碎小的六角形花纹状裂缝,裂缝很浅。其产生的原因既有设计上的原因,也有施工方面的原因。 1、设计方面的原因主要是指混凝土配合比设计不当。如水泥用量过大或砂率过大;外加剂使用不当或者掺量过大,混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。就混凝土本身的性质而言,在混凝土水灰比不变的情况下,水泥浆和砂浆含量较多时,其极限拉伸值也较大,因此,如果采用过大的石料粒径,也容易产生裂缝。 2、施工方面的原因主要是混凝土浇注后没有及时覆盖所造成的。混凝土浇注后,尤其是在炎热的天气或大风天气里,如果不及时覆盖,混凝土表面的游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土早期强度很低,其值不能抵抗这
3、种收缩应力而导致开裂。 3.贯穿裂缝是指水泥混凝土路面板产生纵向(顺行车方向) 、 横向(垂直于行车方向)贯穿板厚的裂缝,也即断板现象。 纵向贯穿缝产生的原因。纵向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生平行于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。其产生的原因是在路面施工后,由于地基沉降不均匀而导致出现不均匀裂缝,产生断板现象。如基层碾压不实,未达到密实标准;基层材料搅拌不均,导致基层不均匀沉降,也即由于路基发生局部的不均匀沉陷,如沟槽下沉、路基拓宽部分沉陷、路基未充分压实等原因导致路面板脱空,产生裂缝。 4、横向贯穿缝产生的原因。横向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生垂直于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。其产生
4、的原因一是由混凝土本身的性质,即混凝土抗拉强度太低造成的,二是由于施工不当,即切缝不符合要求所造成。由于温度和湿度的变化,混凝土会产生体积膨胀和收缩现象,这种变形如受到限制,将会使混凝土内部产生内应力,就有可能产生裂缝。因而水泥混凝土路面上每隔一段距离要设置胀缝或缩缝,而切缝质量的好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。如切缝时间掌握不当,切割不及时;切缝深度不符合要求,切缝过浅;切缝未切到头等因素均可引起混凝土路面发生横向贯穿裂缝。 二、裂缝防治方法 1、提高混凝土施工质量 (1) 、为了防止混凝土路面产生表层裂缝,一是在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量,选择合适的集料级配和砂率;二要在混凝
5、土路面浇注后及时用潮湿材料覆盖,防止强风和烈日暴晒。尤其在炎热季节施工时,应浇完一段,养护一段。 (2) 、及时切缝很重要。实践证明,适当的切缝时间对保证混凝土的整体质量有很大关系,切缝迟了,由于大面积混凝土约束会出现裂缝,扩展后形成断板。一般混凝土的切缝时间是在拆模后 12h 左右(可以根据气温的高低适当调整切缝时间) 。 (3) 、加适当的外加剂。一般来说,加减水剂可以减少混凝土的用水量,改善混凝土的和易性,降低水分蒸发速度,减少混凝土的收缩值。(4) 、模板需涂脱模剂,使混凝土与模板之间形成一层薄膜,减少混凝土与模板间的粘结作用。这样不易产生裂缝,也便于拆模。另外,在浇注混凝土路面时,要
6、将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。 2.基层质量控制 基层是混凝土面层的底面约束层,其密实度和平整度直接影响混凝土面层的质量。基层成型养生结束后,要及时摊铺混凝土面层,以防基层暴露时间过长而产生干缩裂缝,从而导致路面反射裂缝的产生。若基层产生裂缝,需设置应力吸收层并加铺土工布或油毛毡,以防裂缝反射至面层。 1)避免高温时段施工 混凝土浇注的温度一般应低于 30,夏季施工时不宜超过 35,可在早晨、夜间进行。同时保持基层顶面在浇注前充分湿润,采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇注混凝土的温度。避开高温时段施工是防止裂缝和断板产生的最有效的方法。 2)保证施工过程质量 在混
7、凝土浇注过程中,始终保持施工作业的连续性,一旦出现间断作业,必须设置一道施工缝,并布置传力杆,以防止因不设施工缝而出现断板的现象。在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况,应及时采取措施,对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度,减少冷收缩裂缝的产生。 传力杆布置时,必须与路面平行,以保证其伸缩方向。若传力杆安装不当,上下翘曲,则在混凝土收缩时,传力杆对混凝土板产生压应力,引起混凝土板拉裂。且应确保传力杆插入深度位于混凝土面层厚度中心,防止插入过浅产生传力杆位置处纵向裂缝。 在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实,振捣过程应严格控制振捣棒的有效作用距离,振捣时间应以拌和物表面全部液化、表面不再有气泡和泛水泥浆
8、为限,同时不宜过振,以防产生离析。在边角处要振捣充分,不得漏振。 3)及时切缝,采用正确切缝工艺 高温季节施工,应加强观察提前进行切缝,使混凝土内部的拉应力释放在切缝端。切缝时混凝土需具备一定的强度,一般以混凝土达到设计强度 25%30%进行切割。在施工中,常以“温度、小时”来控制,即水泥混凝土浇注后的时间与温度的乘积作为控制常数,切割时间一般控制在 200h 左右。过早切割,粗骨料会从砂浆中跳脱,缩缝就残缺不整齐;切缝太晚,内部应力已经产生,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。以 C35 路面碎石混凝土不同温度与养护时间测得抗压强度,如表 1 所示。 表 1 C35 路面碎石
9、混凝土抗压强度与温度和养护时间关系 同时对切缝深度应合理控制。切缝深度应控制为板厚的 1/41/5,最浅不得小于 70mm,以保证裂缝准确地发生在切割处。切得太深,则不规则断裂面积过小,板间的传荷能力难以得到保证;切得太浅,混凝土截面的强度削弱得不够,难以保证断裂在切缝处产生,面层上会产生不规则裂缝。 4)做好混凝土的养生工作 在夏季施工时,路面浇注待终凝后要立即覆盖或喷洒养护剂,视气温情况均匀洒水,从而保证混凝土强度正常增长,防止因缺水干缩而产生裂缝。养护时间由水泥混凝土强度而定,一般使用 425 号以上普通水泥养护时间不得少于 14 天。在施工中还要经常注意天气变化情况,如遇温度急骤变化和
10、大风突然来临应提前养生,高温修整抹面后应早覆盖,避免日照,保持表面湿度,减少表面蒸发。 5)早期裂缝的修复方法 (1)局部修补。对于仅存于板表面尚未贯穿的裂缝,可在裂缝两边各 3040cm 范围内凿一条深度为裂缝深度的槽,槽内各面保持粗糙,将槽清理干净,先涂刷一层水泥净浆(起膨胀作用) ,约 1520 分钟后在槽内浇筑比原来路面设计强度等级高一级的混凝土。 (2)贯穿缝的修补。裂缝虽已贯穿板厚,但基层尚未受到影响。其处理方法与上述相同,只是槽的深度为混凝土板厚。槽内浇筑混凝土时加铺 2 层 8 间距为 20cm25cm 的钢筋网,并在其两边设伸缩缝,缝内填充沥青胶,防止雨水渗入侵蚀路基。 (3
11、)基层已被破坏的修补方法。裂缝处棱角掉块,雨天缝中翻浆,对于这种裂缝应将混凝土板大范围凿除,先对基层进行认真处理,然后按设计要求浇筑混凝土板,接缝处按胀缝处理,若路基或基层较差,可整块板加铺补强钢筋网。 (4)当路面板断裂、破碎或板角断裂时,若裂缝离接缝较近,可将接缝 1.5m 范围内混凝土凿除;若断板位于板块中间位置,需将整块板全部凿除,处理好基层后重新浇注混凝土。 (5)对断板的处治也可采用聚合物灌浆法封缝,或沿裂缝全深度开槽嵌入弹性或刚性粘合修补材料,进行封缝防水,使板体恢复使用功能。 三、结语 水泥混凝土路面是由包括素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土、钢纤维混凝土、碾压混凝土和混凝土小块铺砌等面层板和基(垫)层所组成的路面。由于它具有强度高、水稳定性好、耐久性好、维修养护费用少、经济效益高、夜间能见度好等优点,近年来在水利工程施工中如坝顶公路、水库对外交通道路、防汛路等都广泛采用。目前采用最多的是原地基夯实后直接浇筑的素混凝土路面,下面主要对这种路面施工和使用过程中易产生的几种裂缝的原因、预防及处理措施进行了分析总结。 参考文献 1张秀清.水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施J.山西建筑,2009,(21):303-304. 2罗永明.水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施J.山西建筑,2009,(23):302-303.