1、水泥混凝土路面裂縫成因及預防傅仁安 鄒垂振(撫州市公路局 撫州 344000) 摘 要：本文結(jié)合206國道金黃段運營一年后水泥混凝土路面缺陷情況調(diào)查，論述了水泥混凝土路面斷板開裂的原因，并提出了一些預防措施。關鍵詞：道路工程；水泥混凝土路面；裂縫；原因；預防180 前 言撫州市先后進行了撫城線、316國道黃花段、206國道金黃段、206國道黃獅渡至南城段、316國道臨金段以及206國道對金段公路水泥混凝土路面改造，對改善我市的公路狀況，拉動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展起到了積極的作用。隨著公路的運營，由于水泥混凝土路面的非均質(zhì)性、低韌性及現(xiàn)場環(huán)境條件，施工工藝水平的可變性，很難完全避免水泥混凝土路面的斷板與

2、開裂現(xiàn)象。根據(jù)近年來對水泥混凝土路面施工質(zhì)量控制的經(jīng)驗，以及有關試驗檢測結(jié)果，本文著重結(jié)合206國道金黃段運營一年后水泥混凝土路面斷板開裂的形式、產(chǎn)生破壞的原因談一些粗淺的看法和認識，并試著提出一些預防處置的措施。1 金黃段水泥混凝土路面缺陷調(diào)查206國道金溪至黃獅渡段改建工程2002年12月底建成通車，2003年5月通過交工驗收，經(jīng)江西省交通工程質(zhì)量監(jiān)督站的檢驗評定，質(zhì)量初驗等級為優(yōu)良。通車運營一年后，于2004年1月初指揮部對全線5個施工標段計26.79km水泥混凝土路面斷板開裂情況進行了全面調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表1。表1施工標段ABCDE斷板塊數(shù)00121開裂塊數(shù)1415133從缺陷調(diào)查情

3、況來看，全線共發(fā)現(xiàn)橫向斷板4塊，縱向裂縫3處，角隅及橫向裂縫18塊，橋涵面鋪裝板破損6處。2 水泥混凝土路面斷板開裂原因分析2.1基層施工原因2.1.1基層標高失控 造成路面厚度不一致，過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時，難以承受拉應力而開裂。2.1.2摩阻力 基層不平整會大大地增加其與混凝土界面的摩阻力，易在較薄弱路面開裂。有資料顯示，水泥混凝土路面開裂的主要原因是混凝土的自收稿日期：2004-07-29身收縮及其與基層間的強大的摩阻力（包括靜摩擦力與層間粘結(jié)剪應力）。調(diào)查顯示，C標開裂板塊很大一部分是由于以上原因造成的。2.1.3開放交通 路面改造路段施工期間往往要開放交通，后

4、澆筑路面板，由于基層承受交通壓力，造成基層出現(xiàn)微裂縫，沒有及時封堵，造成強度降低而引起面板早期破壞。2.1.4路面發(fā)生不均勻沉降導致混凝土面板開裂 一般路基不均勻沉降主要發(fā)生在（1）填挖相交斷面處，或半填半挖交接處；（2）軟弱地基；（3）橋涵、構(gòu)造物附近壓實機械難以施工的部位；（4）路基不同填料的界面；（5）壓實度不足。壓實不均勻路段，在路面長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載的作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯臺，面板由于荷載作用導致斷裂。2.2傳力桿失效傳力桿失效是指傳力桿不能正常傳遞荷載。施工中，往往是由于傳力桿安裝不當，上下翹曲，則在混凝土伸縮和傳力過程中混

5、凝土產(chǎn)生破壞，形成裂縫損壞。 按照新水泥混凝土路面設計規(guī)范，設計重交通時，在縮縫處要安裝傳力桿以分散車輛荷載。因此，對傳力桿的安裝尤其要引起重視。2.3邊界原因2.3.1已澆筑半幅路面裂縫 在雙幅路面施工中，已澆筑的一邊的縮縫在另一邊未開始澆筑前已經(jīng)裂通，氣溫下降時，斷裂的縮縫兩邊混凝土板收縮，這樣后澆筑但還未切割的混凝土板受到較大的拉應力，而這時其混凝土強度還較低，當拉應力大于混凝土初期抗拉強度時，就會在先澆筑板縮縫對應位置發(fā)生不規(guī)則裂縫。2.3.2已澆筑路面為側(cè)模的板面裂縫 其裂縫已沿至側(cè)面板底的情況下，當已澆路面板發(fā)生上述斷裂，橫向拉桿已沿至新澆混凝土中，再加上先澆面板已開放交通，通過橫

6、向拉桿傳遞荷載，接縫處又無分隔層，這時極易誘發(fā)裂縫。2.3.3基層穩(wěn)定層已發(fā)生裂縫 裂縫兩邊基層在氣溫下降時收縮，由于水泥混凝土面板的自身收縮及其與基層間摩阻力的作用，也會帶動初期混凝土面板開裂。后澆筑混凝土面板發(fā)生破壞的占大多數(shù)。2.4橋（涵）面鋪裝損壞2.4.1鋼筋混凝土明蓋板橋涵上的水泥混凝土路面 由于路面厚度不足或與蓋板、涵臺結(jié)合部處理不當，在行車作用和蓋板脹縮下，產(chǎn)生層間搓動和面板斷裂。某些產(chǎn)生初期斷板的原因也會在使用期繼續(xù)強化，導致路面開裂、斷板或使病害程度更加趨于惡化。2.4.2路面板跨越剛性結(jié)構(gòu)物配筋不足 在結(jié)構(gòu)物兩側(cè)路基填土殘余沉降影響下，路基與面層脫空，造成板面斷裂。有資料

7、表明，在重交通條件下，尤其在車輛超載嚴重情況下，橋面鋪裝的配筋要加大加密，一般要用12-14鋼筋才更有效。調(diào)查顯示橋面鋪裝損壞6處，大部分橋面鋪裝都有缺陷。2.5初期微裂縫的擴展初期混凝土收縮形成未反映到表面的微小裂縫，使用一段時期后，受行車荷載及溫度應力的雙重作用，部分裂縫將逐漸增長，變深以至造成面板斷裂。在混凝土養(yǎng)生期未到，混凝土強度不足的情況下，由于養(yǎng)護車輛通行或過早開放交通，使混凝土面板受傷產(chǎn)生細小裂縫，一段時期后，加大、變深產(chǎn)生面板斷裂。2.6超重車的影響由于交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位車輛逐年增多，單軸軸載比原設計計算軸載增加幾倍，由于軸載等效換算系數(shù)f=（Pi/Po）16即超重軸

8、載分標準軸載換算成16次方關系，所以，超重車的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。3 水泥混凝土路面裂縫的預防措施近年來，通過對滑模施工，三輥軸施工及人工鋪筑路面混凝土的試驗研究及施工觀察分析，我們認識到提高路面施工機械化水平是保證路面質(zhì)量的重要手段。大型攤鋪機械施工的水泥混凝土路面的強度和密度較人工小型機具施工的水泥混凝土路面提高了10%-15%，偏差大大減少，均勻性顯著提高，路面的使用性能，尤其是動態(tài)平整度有了較大的改善。3.1嚴格控制材料質(zhì)量3.1.1水泥的選用 面板水泥盡量選用旋窯工藝生產(chǎn)的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥，水泥的強度宜用42.5#級。選用水泥時還應

9、注意水泥的含堿量，一般情況下，水泥含堿量不大于0.6%。3.1.2集料的選擇 路面用水泥混凝土的粗骨料最大粒徑不宜大于30mm，且宜用連續(xù)級配；細集料宜采用粗砂（細度模數(shù)2.5以上）；集料的含泥量不能大于3%。從提高混凝土耐疲勞性能考慮，粗骨料宜選用碎石，不用或少用礫石集料。從減小溫度變形方面來考慮，優(yōu)先使用堿性石料，其次是酸性石料。3.1.3嚴格控制混凝土配合比 為確保混凝土的強度及改善水泥混凝土的自身收縮，通過混凝土配合比設計，選擇合適的水灰比及水泥用量。施工中采用電子計量設備按照試驗混凝土配合比準確控制粗集料、細集料、水泥、水的配料。一般集料的誤差控制在3%以內(nèi)，水的誤差控制在1%以內(nèi)。

10、3.2合理選擇施工工藝，嚴格控制施工質(zhì)量3.2.1基層標高、平整度的控制 嚴格控制基層頂面標高，確保混凝土面板厚度的均勻一致；按水泥混凝土路面平整度的要求控制基層平整度，減少水泥混凝土路面板與基層間的摩阻力。3.2.2嚴格控制路基的壓實度與彎沉值 尤其對橋涵，構(gòu)造物附近更應加強壓實工作，保證路基有足夠、均勻的強度。防止不均勻沉降。3.2.3保證施工作業(yè)過程的連續(xù)性 在合理原則基礎上盡可能地縮短工序之間的間隔。基層養(yǎng)生結(jié)束后，及時澆筑水泥混凝土面板，以防止基層因暴露時間長產(chǎn)生干縮裂縫，若出現(xiàn)裂縫，澆筑面板前應采取封閉裂縫處理，預防因基層裂縫反射到面板上來。3.2.4及時切縫,保證切縫深度 做到要盡早將后澆筑的面板切縫。3.2.5養(yǎng)生 重視混凝土面板養(yǎng)生工作，盡量采用麻袋覆蓋保濕養(yǎng)生。3.2.6控制交通車輛 避