水泥混凝土路面为什么有裂缝?该如何预防?

发布于 2022-06-02 14:56

引言
由于水泥混凝土路面造价较低、施工方便和快速，并且相关资料显示机动车在其面上行驶比在沥青路面上节约油耗可达10% ～15% 。因此，近几十年来，水泥混凝土被大量投入到道路等基础设施建设上，但随之也出现大量的裂缝现象。其实，很多裂缝是可以避免的。这一现象的产生主要是对其生成原因不够了解，没有及时采取措施进行预防。笔者根据多年的工作经验，总结出导致裂缝的原因有基层、路面自身、天气、养护等，同时也提出一些针对性的预防措施，可在道路施工中起到关键性的效果。
1 导致裂缝的原因
1.1 基层方面
“水稳层”密实度不够，路基软弱或强度不足，导致沉降不一，形成裂缝。材料拌合不均匀，使基层强度差异较大，导致沉降差异，形成裂缝。设计厚度不够和平整度不够造成荷载时，受力不一，会在薄弱处形成裂缝。不宜采用水泥与石灰混合等稳定材料，因为该种材料水稳定性较差，会造成板底抽空，受力不均，导致裂缝。因排水处理不善，导致基层长期处于积水和雨水的冲洗，从而底部被掏空，受力时断裂。
1.2 路面自身方面
1.2.1 水泥混凝土路面设计不规范，选择材料不合格
砂石的含泥量、泥块含量超标，选用水泥水化热较大，安定性不好，配比设计不能满足设计强度、凝结时间及工作性能等，均会导致化学减缩、自收缩、干收缩等裂缝的形成。
1.2.2 施工管理水平较低和施工工艺不合理
设计配比与生产配比差异较大，水灰比失控，忽大忽小，导致强度、凝结时间不一致，从而使混凝土自身收缩不一致形成裂缝。搅拌时间不足，拌合不均匀，振捣不密实或过振，形成蜂窝、狗洞；或表面一层厚厚浮浆，没有石子形成稳定骨架。导致混凝土疏松，会在薄弱区域断裂。施工工艺顺序不合理，施工过程的不连续易造成收缩冷缝，或连续施工长度、宽度超过允许时，没有设置收缩缝，导致裂缝产生。传力杆安装不正确，切缝时间掌握不好等因素也会导致裂缝的形成。
1.3 天气的影响
气温高，风力大，使道路表面水分蒸发快，形成一层“被子”现象，即表面一层是硬壳，下部混凝土未凝，这种类似“橡皮泥”的现象可导致未施工自身先裂，或抹压来不及拉裂。气温低，凝结时间太长，配比没有及时调整，导致强度早期太低，低于混凝土自身拉应力，形成断裂。大雨施工时，混凝土被雨水直接冲刷，浆体冲走，甚至过量的水直接进入混凝土内部，导致混凝土表面及内部强度下降。满足不了设计要求，在允许受力的情况下，也会形成断裂。
1.4 养护不到位
混凝土终凝后，没有及时做好保温保湿，导致表面水分蒸发，内外温差不一致，形成表面或贯穿性裂缝。养护期限不够，早期强度达不到要求，在行车使用时，活动荷载也会使路面提前破裂。
1.5 附近或表面排水不通畅
水泥混凝土路面附近的排水不通畅，直接冲刷混凝土路面，会使路基沉降，导致断裂；也会使其表面积水，表面混凝土强度下降。当行车来回摩擦时，加速了表面保护层的破坏，从而也加速混凝土内部的破裂。
2 裂缝的预防措施
2.1 加强基层质量的施工及验收
浇捣时，混凝土拌合要均匀，要控制施工配比与设计配比基本一致，要按设计图纸施工，保证足够的厚度和平整度，做好振捣密实，不出现漏振、过振的现象。基层做好后，要对其相关指标进行验收，以免影响后续工作返工或因质量引起的材料浪费。
2.2 强化水泥混凝土路面配比的设计和控制
在满足强度、工作性能的情况下，尽量减少水泥用量，优先选用水化热低的水泥。要选用含泥量、泥块量低的砂石，且石子中针片状石粉少，检验不合格的材料绝对不要投入使用。要降低混凝土单方用水量，避免离析。要有合理的初、终凝时间，尽量少掺或不掺早期强度低的活性掺合料。
2.3 改进施工工艺，提高施工管理水平
生产混凝土要按顺序投料，设置搅拌时间不少于40S ，采用强制式搅拌机，因为其匀质性较好。拉力杆安装要沿路面中心平行于路面。施工配比要与设计配比控制基本一致，浇筑路面时，首先要清扫、润湿基层，避免因杂质混入，导致界面松动。遇到温度高、风力大的恶劣条件时，在保持水灰比不变的情况下，适当提高一些坍落度，防止水分过快蒸发；同时降低砂率，缩短两道工序的间隔时间。施工要有连续性，要安排足够的人员，随时观察混凝土表面的硬化过程，及时进行抹压、压线。施工出现异常间断时，要在合理的地方预置施工缝。终凝时，要用吸水性强的毛毡覆盖、洒水进行保温保湿，防止水分蒸发及内部温度的差异。切割收缩缝时，要掌握好时间，能早切割的尽量早点切割，最好在设计强度的20%～25%范围内切割。
2.4 避开恶劣的天气环境下施工
预先观察天气预报，避开高温、风力大、大暴雨、霜冻的天气下施工。若中途遇上这样的天气，能停止施工就立即停止施工，设置施工缝。如果不行，要立即采取覆盖的方法保温保湿，防止水分蒸发，防止雨水直接冲刷，要做好周边和表面的排水系统；而冬天要做好防霜冻等工作事项。
2.5 要做好“养生”的后续工作
混凝土终凝后，用毛毡洒水养护不得少于14 天～21天；用砂养护不大好，因为万一车子在路面上行驶或与其他物体摩擦，会造成起砂等现象。不要提前上车行驶，如果要上车，一定要进行相关检测，合格后方可上车。
2.6 完善排水系统
路面附近的排水要布置好，避免雨水、排污水等直接冲刷混凝土，导致基层沉降。同时也要防止面上雨水聚集，若表面混凝土长期泡水，强度就会下降，在频繁的行车过程中，表面则会遭到摩擦破坏。
3 结论
3.1 导致水泥混凝土路面裂缝的原因
3.1.1 基层
稳定层密实度不够，厚度不够，平整度不够，材料拌合不均匀，强度不足等。
3.1.2 配合比设计及选材不合理
未根据图纸按规范进行，没有选择适宜的合格材料，造成强度不够。
3.1.3 路面自身
施工工艺不合理，生产管理水平偏低。
3.1.4 天气
高温、风力大、暴雨、霜冻等恶劣天气所致。
3.1.5 养护
养护不及时，不规范，不够期限等。
3.1.6 排水
排水系统未设置或设置不科学。
3.2 水泥混凝土路面的预防
首先要处理好基层，配合比设计要合理，选材要择优，要改进施工工艺，提高生产管理水平，避免恶劣天气施工，加强后期养护，做好科学的排水系统，则可起到水泥混凝土路面裂缝的预防作用。
来源：混凝土与水泥制品网


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