水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施赵威--中国期刊网

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水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施赵威

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：赵威

[导读] 摘要：水泥混凝土路面具有使用寿命长、强度高、稳定性好、耐久性好及养护费用少、经济效益高等优点，在公路工程和市政工程中得到广泛应用。

        中铁隧道集团一处有限公司重庆 401123
        摘要：水泥混凝土路面具有使用寿命长、强度高、稳定性好、耐久性好及养护费用少、经济效益高等优点，在公路工程和市政工程中得到广泛应用。但是随着使用时间的的延长，也随之会产生常见裂缝等质量通病，它影响混凝土路面使用的耐久性，又影响到行车的舒适和安全。
        关键词：水泥混凝土；路面；裂缝；原因；防治措施
        1水泥混凝土路面形成裂缝的主要影响因素
        1.1原材料
        混凝土材料在实际的路面工程应用过程中，其凝固通常由外部向内部延伸，该特性容易使表面与内部需产生较大的变化差，若表面与内部变化的程度相差较大，容易造成路面结构产生不同程度的裂缝。当混凝土材料受到过大压力与拉力，超出了路面结构本身的荷载力，表面裂缝就极易出现。另外，粗集料与细集料也会影响水泥混凝土的凝固质量，即：
        1.1.1水化反应。水泥与水产生反应的过程往往伴随着热量的大量释放，由于材料产生的温度变化较大且具有突发性，使得混凝土凝固过程存在不稳定性，若温度變化高于混凝土凝固速度，则容易导致裂缝情况的发生。水泥材料中的硅酸钙含量超标时，所产生的有害物质也会造成混凝土结构出现不同程度的裂缝。
        1.1.2干缩。混凝土材料一般在凝固之前，其内部需的骨料会经历沉淀这一过程，当混合料的状态在拌和过程中没有进行管控，则容易出现含水量丢失较快的情况，进而使得混凝土的表面结构出现干缩过度产生的裂缝。
        1.2周边环境
        混凝土路面的施工环境一般处于开放的环境中，该种类型施工环境存在较多可变的自然环境因素，比如温度、湿度以及风速因素等，这也是导致水泥混凝土产生裂缝的主要原因之一。在高湿度的环境中，混凝土路面结构的收缩比例较小;在风速较快的环境中，混凝土路面结构的收缩比例较大;在温度变化幅度较大的环境中，混凝土路面结构的收缩比例变动频繁且幅度较大—三种环境因素都能在较大程度上影响路面结构的稳定性、耐久性以及安全性。混凝土材料在凝固变化中，材料之间产生的化学放热反应，使得混凝土内外部产生交大的温差，造成路面内外部结构产生变化差异，进而出现表层裂缝。施工环境本身的温度因素会在较大程度上放大混凝土材料的放热反应，若施工的周边环境存在较大温差，混凝土路面结构凝固过程出现裂缝的比例也会加大。
        1.3施工技术
        混凝土路面的施工技术涉及多个方面，包含路面填筑材料的质量管控和养护工作等。比如：
        1.3.1混凝土材料的配合比没有结合实际情况进行制定。不同地区、环境中的混凝土路面施工，混凝土材料的配合比往往存在一定差异，由于没有结合实际情况以及施工标准等，使得水、水泥以及沙土之间的比例难以形成稳定的结构，进而埋下裂缝情况产生的隐患。
        1.3.2面板。造成混凝土面板结构产生质量问题的主要原因在于，混凝土搅拌的过程中，没有保证充分的拌合时间、程度，使得搅拌材料在结构上缺乏一致的强度，从而在路面面板的施工过程中，容易造成底部架空的情况，使得路面结构的承载能力较小，加大了路面结构出现裂缝的风险。
        1.3.3养护工作。混凝土材料在调制、拌合的过程中具有一定含水量，且凝固过程还存在放热的现象。对于施工过程中的质量管控工作而言，如果没有针对混凝土拌合与凝固的性质，制定并实施相应的管护工作，则容易使该材料在凝固的过程中由于含水量缺失、温度过热等情况造成内部结构出现裂缝等情况。
        1.4路基
        路面建筑项目中的核心结构为路基结构，部分路面工程项目由于在路基项目的施工过程中没有重视其质量与施工管控，造成该结构缺乏相应的稳定性，进而加大了路面结构产生裂缝的风险性。

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另外，路基材料的配合比例以及拌合过程中，也是影响其应用质量的主要原因之一，其结构形成的材料构成以及施工个过程若缺乏相关质量管控，则容易影响其抗裂性能以及稳定性等。
        2相关改善思路与补救措施
        2.1提高混凝土性能
        提高混凝土性能主要是集中在混凝土制作方面，造成水泥混凝土路面裂缝问题的主要原因是极限拉伸应变系数较低，无法抵抗干缩变形、温度变形的应力影响。为了能够提高混凝土自身的极限拉伸应变值，提高路面性能，需要做好混凝土配比工作。
        由于本工程周围有鱼池，因此长期处于潮湿状态，因此要在混凝土中加入引气剂，根据混凝土含气量确定引气剂掺入量，混凝土最小含气量要符合规定，最大不得超过6.0%。
        采用最大粒径较小的骨料配置混凝土，这样可以有效提升混凝土的极限拉伸值。通常水泥混凝土路面骨料最大粒径不超过40mm，高等级公路骨料最大粒径不超过35mm，甚至个别工程要求在25mm以下。
        2.2加强施工与养护
        在水泥混凝土路面基层施工中，必須要保证有较高的强度和密实度，提高水稳性。在路基施工中，要严格按照操作规范进行，做好分层填筑、碾压、检测工作。每层压实度、厚度、平整度、路拱都要满足设计标准。为了防止出现混凝土表层裂缝，需要在配比中严格控制水灰比、水泥用量，科学控制集料级配、含砂率，同时在浇筑完毕之后采用潮湿材料覆盖，避免烈日暴晒、大风侵蚀。特别是在夏季施工时，要浇筑完一段、养护一段。
        切缝设置也十分重要，合理设置切缝对提高混凝土整体质量有着重要意义，如果切缝不及时，会受到大面积混凝土制约产生裂缝，扩张之后造成断板问题。通常混凝土主切缝时间在拆模后12h左右。添加外加剂可以降低混凝土用水量，提升混凝土的和易性、减缓水分蒸发速度、降低收缩值。模板施工必须要涂抹脱模剂，让混凝土与模板之间形成一层薄膜，降低二者之间的粘结作用，这样可以减少裂缝生成率，也有助于拆模。再者，浇筑路面时需要确保基层、模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。
        2.3裂缝处理
        直接灌浆法。该方法首先要将裂缝中的杂质清除干净，之后用钢刷在缝口位置刷一遍，使用吸尘器将浮尘吸出，保证缝内干燥、无水。缝内与路面要铺一层聚氨酯底胶层，保证涂刷均匀，之后再按照原比例砂浆配置、灌浆、养护。
        扩缝灌浆法。该方法适用于局部裂缝、裂缝较宽的情况，本工程就采取了该方案修复裂缝。使用冲击钻沿着裂缝口扩充1.5cm形成沟槽，沟槽深度随着缝深增加。之后采用压缩吹风机将碎屑吹净，加入40mm粒径的石屑。准备好灌浆材料进行灌浆处理。可以采用砂浆，也可以采用环氧树脂系胶结剂，用远红外灯加热烘烤3h即可通车。
        压力注浆法。对于宽度在50mm以内的裂缝可以采用该方案，用压缩吹风机清除杂质。将松香、石蜡按照1：2配置并融化，每隔一段距离设置一个灌浆嘴，使用胶带将缝口贴牢固，在灌浆嘴、胶带上加封松香石蜡，用压力灌浆器将其压入缝隙内。
        表面龟裂处理。对于混凝土板没有被破坏的情况，将表面裂缝划分为一个施工面，将裂缝凿成一块凹槽，将内部碎屑吹净。植被聚合乳液混凝土或环氧树脂材料，浇筑内部并保养，合格之后即可通车。
        结束语
        水泥混凝土路面开裂主要有材料、施工、沉降、收缩、环境、荷载等原因引起，更多的情况上述多原因共同作用产生的结果。从人员、机械、原材料、施工工艺、环境五大生产要素提出预防裂缝的防治措施，以提高水泥混凝土路面施工质量、减少水泥混凝土路面裂缝的产生、延长路面使用寿命具有重要的意义。
        参考文献
        [1]史云飞.水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施[J].四川水泥，2017（10）：45.
        [2]李树男.水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治措施[J].交通世界，2014（35）：44-45.