小議預防水泥砼路面產(chǎn)生裂縫的施工措施

摘要：水泥砼路面具有剛度大、承載力強、耐久性能好、可就地取材、建設使用等諸多優(yōu)點(diǎn)。近些年來(lái)，隨著(zhù)水泥砼路面滑模攤鋪技術(shù)的日益成熟，路面機械化施工程度提高，路面平整度等質(zhì)量指標也大幅度提高。因此，它廣泛應用于國道、省道等高等級路面，但隨著(zhù)高速公路水泥砼路面修建數量的逐年增多，在建設和使用過(guò)程中也出現不少問(wèn)題，水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：水泥砼路面 接縫 施工
        0 引言
        造成面板開(kāi)裂的因素是很多的，只要施工中不謹慎隨時(shí)都可以出現面板的各種裂縫。當混凝土面板的抗拉、抗折強度低于混凝土的收縮和翹曲應力時(shí)，裂縫就會(huì )產(chǎn)生，而隨著(zhù)時(shí)間、氣溫變化、雨水滲入及行車(chē)作用，會(huì )最終導致全部路面的破壞，目前尚無(wú)理想的修補方法。對裂縫嚴重的面板只有鏟掉重澆新板，在澆注前應在相鄰板的接觸面處鉆孔埋設傳力桿。面板裂縫輕微且不再的，可以采取修補。修補工作不但費工費料，外觀(guān)難看，而且工藝繁雜，使用效果也不及原有的整體板。為此，施工過(guò)程中要嚴格管理，精心組織，最大限度地降低裂縫的產(chǎn)生。
        1 路面裂縫的成因
        1.1 內部因素  
        1.1.1 行車(chē)荷載破壞：根據剛性路面設計規范，我們知道路面應力假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車(chē)荷載反復作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線(xiàn)中間、及四角上面450斜線(xiàn)位置。
        1.1.2 溫度應力：水泥砼具有熱脹冷縮性質(zhì)，路面板白天表面溫度高，晚上底面溫度高，上下面溫差導致熱脹冷縮不一致，形成拉應力，長(cháng)期作用下形成裂縫。
        1.1.3 化學(xué)作用：水泥通過(guò)水化作用形成強度，在硬化過(guò)程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm。據有關(guān)試驗證明，水泥水化過(guò)程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時(shí)的水化熱溫度可達800C，使砼內部產(chǎn)生顯著(zhù)的體積膨脹，產(chǎn)生很大的拉應力，當外部砼所受拉應力一旦超過(guò)砼當時(shí)的極限抗拉強度時(shí)，板塊就會(huì )產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。  
        1.1.4 堿骨料反應：砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產(chǎn)生拉應力，產(chǎn)生裂縫；有些水泥在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì )出現一些過(guò)燒的CaO和MgO，它們的水化速度很慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體膨脹、開(kāi)裂甚至出現網(wǎng)裂。  
        1.1.5 干縮裂縫：水泥硬化過(guò)程中，水份散失的同時(shí)，水泥漿體收縮，當收縮變形與砼本身的抗拉應變和徐變應變不相適應時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。  
        1.2 外部因素  
        1.2.1 切縫不及時(shí)：主要表現為施工中切縫時(shí)間難以控制，切縫不及時(shí)，溫度應力大于相應時(shí)間路面抗拆強度，導致路面出現橫向裂縫。
        1.2.2 計量不準：現在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用計量的大型拌和站，各種材料的稱(chēng)量精度都有保證。但是，如果施工經(jīng)驗不足，不根據施工環(huán)境變化及時(shí)調整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設計配合比，沒(méi)有根據施工現場(chǎng)風(fēng)力、溫度、運輸距離等因素及時(shí)調整，致使施工水灰比時(shí)大時(shí)小，形成砼強度的差異，使早期裂縫機率增大。  
        1.2.3 外加劑因素：砼路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，砼就會(huì )出現早凝、慢凝、離析、有害物等問(wèn)題，直接影響砼的質(zhì)量。           1.2.4 運輸的影響：運輸距離、時(shí)間過(guò)長(cháng)使砼在運輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導致砼板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。  
        1.2.5 漏振或振動(dòng)不夠：攤鋪機施工過(guò)程中振動(dòng)器損壞還繼續施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強度，使路面發(fā)生裂縫或斷板。  
        1.2.6 氣溫變化：施工中有時(shí)氣溫突然變高或變低，甚至輔以刮大風(fēng)，造成砼中水份失去過(guò)快，形成表面網(wǎng)裂。汕梅高速公路K96+250處，因中午氣溫過(guò)高，施工時(shí)未采用防護措施，路面攤鋪過(guò)后不到4小時(shí)就發(fā)生連續11塊路面板網(wǎng)裂；K93+420處施工時(shí)下午刮大風(fēng)，在路面成型后2個(gè)小時(shí)就有兩處網(wǎng)裂。如果施工期間夜間有寒流，不采取加蓋保溫措施的話(huà)，那么第二天肯定有斷板。  
        1.2.7 養生不及時(shí)、不充分：砼中硬化過(guò)程中失去的水分未能得到及時(shí)補充，使砼產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。  
        1.2.8 基層問(wèn)題：基層塑性變形量過(guò)大，使水分浸入基層，反復作用就會(huì )使底板出現脫空現象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。 
        1.2.9 路基問(wèn)題：路堤填方高度高、沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導致不均勻沉降。經(jīng)行車(chē)荷載反復作用，導致砼板裂縫、斷板。
        1.2.10 養護問(wèn)題：表現在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；
        2 水泥混凝土路面裂縫的預防措施 
        2.1 提高混凝土本身的性能水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。
        為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：①混凝土的極限拉伸值隨著(zhù)抗壓強度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用m2C30、C35較高標號的混凝土。②采用碎石配制混凝土。因為采用碎石配制的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。③控制混凝土骨料的最大粒徑。采用最大粒徑較小的骨料配制混凝土時(shí)，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規范》中限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過(guò)40mm，在高等級公路中不超過(guò)35mm，甚至限制在25mm以下。 
        2.2 提高基層施工質(zhì)量水泥混凝土路面基層應具有較高的強度、較高密實(shí)度和較好的水穩性。因此，在路基施工中，應嚴格按施工操作規程進(jìn)行，做到分層填筑、分層碾壓、分層測試。每層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)度、平整度及路拱都要滿(mǎn)足設計要求和規范要求。 
        2.3 提高混凝土施工質(zhì)量 ①為了防止混凝土路面產(chǎn)生表層裂縫，一是在配制混凝土時(shí)嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇合適的集料級配和砂率；二要在混凝土路面澆注后及時(shí)用潮濕材料覆蓋，防止強風(fēng)和烈日暴曬。尤其在炎熱季節施工時(shí)，應澆完一段，養護一段。②及時(shí)切縫很重要。實(shí)踐證明，適當的切縫時(shí)間對保證混凝土的整體質(zhì)量有很大關(guān)系，切縫遲了，由于大面積混凝土約束會(huì )出現裂縫，擴展后形成斷板。一般混凝土的切縫時(shí)間是在拆模后12h左右（可以根據氣溫的高低適當調整切縫時(shí)間）。③加適當的外加劑。一般來(lái)說(shuō)，加減水劑可以減少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發(fā)速度，減少混凝土的收縮值。④模板需涂脫模劑，使混凝土與模板之間形成一層薄膜，減少混凝土與模板間的粘結作用。這樣不易產(chǎn)生裂縫，也便于拆模。另外，在澆注混凝土路面時(shí)，要將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。 
        由于設計、施工、使用過(guò)程中存在的某些不足，也由于混凝土內在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形的影響，在水泥混凝土路面上難免發(fā)生各種類(lèi)型的裂縫。但只要嚴格執行施工操作規程和技術(shù)要求，在施工中切實(shí)抓好基層強度、混凝土的配和比設計、施工工藝、切縫時(shí)間和深度、混凝土的養護等各個(gè)環(huán)節，通過(guò)改善混凝土的質(zhì)量和路面結構并采取有效的澆注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂縫現象是可以避免的。

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