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1、水泥混凝土路面早期裂缝的产生原因及预防控制陈勇峰【摘要摘要】本文通过笔者在工程中碰到水泥混凝土路面的早期裂缝的技术问题，从分析其产生原因着手，根据工程中的处理经验，结合理论研究对在工程实践中如何预防控制好水泥混凝土路面的早期裂缝问题进行了探讨。【关键词关键词】水泥混凝土路面 早期裂缝 产生原因 预防控制水泥混凝土路面具有刚度大、强度高、板体性好、使用寿命长等一系列的优点，在公路建设中广泛推广。但混凝土路面的早期裂缝是施工中经常遇到的一项技术难题。笔者在杭州浦沿镇南大线工程的监理实践中，很好地解决了混凝土路面早期裂缝的技术问题，在此，特根据实践中对水泥混凝土路面施工质量控制的经验以及有关材料试验
2、结果的验证和理论的研究，对水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因进行了分析，并提出了预防控制措施，以求给广大工程技术人员在实践中带来借鉴和参考。一、裂缝产生的原因分析一、裂缝产生的原因分析1、温度变化引起裂缝。由于混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体、散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，有时温差可达 5070，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土随气温降低冷却收缩，尤其是受到气温、湿度及风等突变影响收缩更大。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，将产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。
3、工程中因为温度变化引起的裂缝比较普遍。例如在笔者监理的南大线工程中，在 KO+270KO+370 第二幅路面浇捣过程中，因施工单位割缝不够及时，加之当晚气温骤降，现场量测的路面昼夜温差达到 32，结果在 KO+320 左右处产生了一条横向不规则贯穿裂缝。如不及时解决，将严重影响路面外观质量和日后的使用。我方监理及时发现了这个问题，并立即进行了处理：责令施工方马上对此处路面进行返工处理。施工方对此也很重视，及时地进行了处理，但为此却造成了不小的损失。这是一个因温度变化而引起裂缝的典型事例。2、混凝土干缩导致裂缝干缩是指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩是长期持久的，这主要是由于置于未饱和
4、空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失出去水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多微细的裂缝。影响混凝土干燥收缩的主要因素有集料和湿差。集料的影响大小取决于集料在混凝土中的含量，如果当混凝土的强度一定，和易性低的拌合物含有的集料比和易性高的多一些时，和易性低的混凝土的干燥收缩就小，除了混凝土内部集料影响外，混凝土本身在湿差作用下也产生收缩。这时由于混凝土水份的逸失发生在表面层上，与混凝土内部的湿度形成湿差，当干燥以不对称方式发生时，则可能引起翘曲，而使混凝土路面板断裂，出现裂缝
5、。3、混凝土中的胶凝材料水泥自身水化引起收缩裂缝。它是一种化学反应收缩，水化生成物体积变小，形成相对收缩，引起裂缝的产生，但这种收缩随混凝土龄期增长而增加，40d 后渐趋稳定，它的影响相对较小。4、施工原因引起的裂缝1）面层施工工艺不当（1）搅拌不足或过分，振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂、断板。振捣时间不宜过长，否则会造成分层，粗颗粒沉入底层，细颗粒及水留在上层，强度不均匀，表面收缩裂缝增加。（2）混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理。新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致形成一条不规则的接缝。（3）
6、养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高、湿度小，风速大的不利条件下，就会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。（4）切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，造成混凝土内应力集中，在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。（5）传力杆安装不当。上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会被破坏，形成裂缝损坏。2）基层施工原因（1）基层标高失控，造成路面厚度不致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。（2）基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。（3）基层干燥，这会吸收混凝土伴合物中的水分，使底部混凝土失水，
7、强度降低，导致开裂。（4）而在一些容易发生路基不均匀沉降的部位，如填挖相交断面处，新老路基交接处，软弱地基，桥涵附近压实机械难以施工部位等，也会因路基不均匀沉降而导致混凝土路面开裂。工程中混凝土路面出现早期裂缝，不仅破坏了混凝土板的整体性，降低了强度，而且难以恢复，影响混凝土路面的耐久性。因此，预防控制早期裂缝的产生在施工过程中十分必要。二、预防控制水泥混凝土路面早期裂缝的措施。二、预防控制水泥混凝土路面早期裂缝的措施。尽管混凝土早期易产生裂缝，但只要在设计、施工、监理、选材等每一个环节加以预防，实际施工中加以严格控制，是可以解决的。1、严格控制缩缝间距，设计采用合适的缩缝构造形式。工程设计中
8、，通常采用混凝土的线收缩为 1.510-4210-4，很明显，混凝土的收缩应力随着板长的增加而增大，因此，尽可能采用短板，其长度以 4m5m 为宜，其缩缝一般采用锯切槽口的假缝形式，槽口宽度 3mm5mm，槽口深度 1/41/5 板厚即可。在南大线工程中，为防早期裂缝的产生，设计确定为 4m 的短板，并采用了相应的板缝形式，取得了良好的效果。2、正确选配混凝土组成材料混凝土路面材料的品种、规格、质量、用量等都对早期裂缝有直接影响，因此正确选配混凝土组成材料对防止早期裂缝十分重要。（1）合理选用水化热低、干缩性小的水泥，可防止早期裂缝。施工中，不得使用高温水泥，特别是出炉后温度超过 70应禁止使
9、用。刚产出就很快出厂的水泥温度一般都较高，应几天后使用。水泥胶砂试件 28d 龄期的干缩率不得大于 0.09%，水泥熟料中铝酸三钙含量不宜超过 5%，选用硅酸三钙含量低，硅酸二钙含量高的低热水泥，水泥的其他技术指标要符合规定要求，因此一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。而道路硅酸盐水泥的特点是强度高、收缩性小。冬季不宜使用矿渣水泥。为了确保工程质量，建议把住两个关口：采购关，采购员必须熟悉和掌握水泥技术性能，对照标准检查每批货的出厂质量化验单，不符合要求不发货；把住检验关，水泥进入工地要分批进行抽查检验，不符合规定不得施工。在南大线工程中，我方监理积极把好这两个关口，与甲方浦沿镇镇政府驻现场代
10、表配合，对源头水泥，以及到现场的水泥进行多次抽样，并送杭州市技术质量监督局检查，满足质量标准方给予认可使用。因此，较好地控制了场地水泥质量。对整条道路的质量也起了基本的保证作用。（2）材料级配，水灰比、用水量对防止早期裂缝起重要作用。首先要严格按设计施工配合比施工。混凝土混合料的配合比设计要通过试验，拟设计配合比，试拌调整配合比后，还应根据现场浇筑条件、集料供应情况（干湿程度） 、摊铺机具和气候条件随时进行调整，按调整好后配合比施工；其次是尽可能减少单位用水量和单位水泥用量，这可以通过掺入优质减水剂和加气剂以及良好的级配集料来实现；此外尽可能采用碎石和粗砂及自来水，使用杂质含量低的集料。3、注
11、意控制施工温度混凝土浇筑温度一般应低于 30为宜，夏季施工时不超过 35，并采用人工降温措施，一般选在早晚施工效果较好，注意保持基层顶面在浇筑前充分湿润；对干燥的骨料充分洒水，或在砂石料堆场搭棚遮阳，降低温度或采用冰水进行搅拌。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。4、采用必要的施工方法和工艺（1）基层施工必须按照规范施工，严格控制质量。首先应严格控制好基层标高以及平整度。对于路基，其压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，并充分考虑地下水对路基稳定的影响，做好完善的排水设施；对于路面基层，水泥
12、混凝土路面对其不要求有很高的强度，但要求基层强度要有良好的均匀性和稳定性，这要求基层尽可能采用水泥稳定基层，并严格控制细料，以加强基层的水稳性。同时建立验槽制度，确保基层厚度均匀一致，保证强度均匀，而基层拌料则要确保拌和均匀，配料准确，最后还要保证基层的压实度。（2）设置压缝最好每隔 45m（一块板长）设置一道，其方法是先将“”型刀口的铁制压板用振动梁压入，随后提出用备好的木制三夹板嵌入，并在两侧模板上做上嵌条的记号，然后进行表面修整，收光抹平，待初凝硬化后，可用切缝机沿记号锯开。这种方法其优点是引导混凝土早期裂缝沿木制夹板裂开，便于切割、节约经费，可保证槽口边缘无损伤。（3）混凝土在浇筑过程
13、中，用人工摊铺时，要特别注意不要抛掷或耙耧，应该用锹反扣，从而防止混凝土拌合物的离析。同时还应注意要均匀摊铺，不要使工作面参差不齐，影响振捣。振捣是使混凝土密实的重要手段，必须均匀有序的进行，不能杂乱无章地随意振捣，出现过振或漏振，造成混凝土强度不均匀。一般情况下，混凝土的振捣应先从靠边角的地方用插入式振捣器有顺序的插捣，靠近模板，尤其要注意充分插捣密实，然后再用平板振捣器纵横交错地全面振捣，最后用振动梁振捣拖平。（4）掺入缓凝剂，如柠檬酸等。它可延缓混凝土初凝时间，延长放热时间，避免热量过于集中释放，造成体积膨胀明显，产生较大的应力作用，从而达到减少裂缝的目的。当然，在实际中每个工程都各有特点，各不相同，工程类型不同，所在的环境、地质条件、施工条件千差万别，还有原材料供应质量的地区差别，施工季节，气候不同等因素的影响，所以在实践中一定要灵活地掌握，加以区别，有针对性地采取相应措施。只要我们广大工程技术人员在思想上重视，技术上施工中加强防范措施，混凝土路面早期裂缝的问题是可以处理好的。
