水泥混凝土路面防断裂措施和方法

GXF360 2017-09-19

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水泥混凝土路面防断裂措施和方法

田来进

（曲阳县交通运输局，河北曲阳 073100）

摘要：首先分析了水泥混凝土路面开裂的原因，包括施工过程中的收缩开裂，沉降不均匀，温度应力裂缝等病害，然后研究了应对混凝土路面断裂的措施和方法，包括膨胀补偿的收缩防裂措施，基层和面层的降低摩擦力技术，确定合适的道路锯缝时机，混凝土路面的养护控制等内容。

关键词：水泥混凝土；防断裂；膨胀补偿

0 引言

混凝土路面是我国现阶段最为普遍的道路形式。混凝土路面的由于在长久的使用过程中，由于质量、荷载等原因，导致水泥混凝土路面出现断裂的现象，这类质量因素的出现，直接影响了混凝土路面的使用寿命，甚至会威胁到人们的出行，对行车安全产生一定的影响。加强对混凝土路面的治理，做好相应的防裂断措施，是保障人们安全出行的必要手段。

1 水泥混凝土路面开裂的原因分析

混凝土路面是完全露天的，不论是风吹日晒还是暴雨侵蚀，都会对其自身的使用产生一定的影响。施工过程中的某个环节的小问题，累积下来，加之长期的荷载，对其自身的承重也会产生很大的影响[1]。以下就主要分析几种常见的原因。

1.1 施工过程中的收缩开裂

混凝土路面的施工需要使用到各种大型设备。加上水泥本身的特性，当其自身承受的荷载逐渐增加或者是间歇性的施加时，此时的水泥在使用的时候很容易出现收缩开裂的现象。导致水泥出现收缩开裂的原因主要有两种，一种是内部作用力的压迫，另一种是外部作用力的挤压，这两种作用力不论是哪一种，都会影响其性能，导致其出现收缩开裂的现象。内部作用力通常指的是内部结构之间的相互作用导致的应力集中，外部作用力指的是车辆荷载作用于路面上造成的疲劳破坏[2]。在外部和内部相互作用的前提下，水泥混凝土路面承受的弹性变形不一致,其应力分布出现不规则的情况,当应力拉伸和挤压的强度超过极限时，此时路面的结构会受到破坏，随着应变的不断增加而导致收缩的不断变化，以致其超出路面开裂的极限，进而出现路面裂缝。混凝土路面一旦出现裂缝，如果并没有对其进行维修或者采取补救措施，此时的裂缝会越变越大，对交通行车也产生了很大的影响。

1.2 沉降不均匀

路基的稳定性是保障路面正常的首要前提。因而在路基施工的过程中会对其自身的强度、硬度进行多方面检测，确保其能够承受正常的外力。混凝土施工的过程包括施工机械的振动、碾压、加固、沉降等多道不同的工序。沉降是有一定的范围，在规定的范围之内，不会对整体的使用效果产生影响，但是如果沉降的位置不佳，超出其正常的范围，则必然会对通车产生一定的影响，进而引发路面的断裂[3]。但是综合考虑到路面自身的影响因素，包括地质结构、地质运动、地表水、荷载超限等因素，都会导致路基的沉降。考虑到处于不同部位的路基可能受到的外力大小不同，沉降对其产生的影响力度也不同，但是多种不同影响相互作用，久而久之，路基结构的不稳定，从而导致路面的开裂或者是断层。

1.3 温度应力裂缝

温度是影响混凝土路面断裂的一大主要原因。由于混凝土路面施工的工序较长，在一个施工期限内，可能每天的温度变化都各不相同，对混凝土施工产生的影响也是有变化的。水泥水化的过程是一个放热的过程，混凝土表面温度和内部温度温差较大，从而水泥自身会产生一种温度压力，这种形成的温度压力则会影响混凝土的性能，导致其产生裂缝。混凝土路面的养护工作也是十分关键的，在不同的季节施工，需要采取的养护措施也各不同，但是如果统一对待，则必然会加剧温度应力裂缝的出现。

2 应对混凝土路面断裂的措施和方法分析

混凝土路面由于受到多种因素导致的裂缝，裂缝的出现必然会对交通运行产生一定的影响。只有了解其引发裂缝的主要原因，在此基础上采取相对应的防治措施，才能逐步降低混凝土路面出现的裂缝，与此同时采取对应的预防措施，为促进混凝土路面的养护工作的开展奠定基础。

2.1 膨胀补偿的收缩防裂措施分析

为了更好地解决混凝土路面出现的裂缝，需要对症下药起到的效果才会更加显著。膨胀补偿的收缩防裂措施主要是通过一定的膨胀来抵消或者补偿混凝土道路的收缩，结合水泥自身的特性，加入一种膨胀剂，现阶段主要是通过使用膨胀水泥，达到减小裂缝的这一效果。纵观现阶段使用的现状来看，使用效果还是比较乐观。

2.2 基层和面层的降低摩擦力技术分析

混凝土路面和基层之间存在一定的摩擦力[4]。摩擦力的存在对裂缝的产生会有一定的作用。由于混凝土施工的过程中，很容易出现漏浆的现象，进而导致混凝土和砂石黏结，难以发挥出浇筑砂石原本应该起到的作用。如果在路面与基层的缝隙间铺油毡的话，尽管可以达到隔离的效果，但是如此一来，路面与基层就很难进行有效地结合，在承受外来压力的时候，不能进行有效的荷载转移，还是会因为受力不均而出现裂缝。现阶段使用最为普遍的方法是使用塑料薄膜隔离法，不仅可以有效的降低基层和面层之间的摩擦力，同时还可以让基层与面层有效结合，整体的施工成本较低、手续简单。此外，需要提高基层与路层之间的抗拉强度。降低了基层与面层之间的摩擦力，在某种程度上可以减小裂缝出现的概率。但是仅仅这一点是完全不够的。基层与面层之间的抗拉强度也会直接关系到路面裂缝的出现情况。提高层间的抗拉强度，可以从改善使用的材料入手。不同材料的特性不同，在选择材料方面需要进行仔细研究，选择性能较好、符合施工需求、在满足成本条件的基础下的材料。使用的材料使得路层与基层结合的更加稳定牢固，对摩擦力的抗压作用力更强，起到的效果也会更加突出。

2.3 确定合适的道路锯缝时机

根据混凝土路面出现裂缝反映出来的问题，混凝土产生的温度应力大于水泥混凝土的抗拉强度，这一问题会直接引发裂缝的出现。为了降低温度应力，最有效的方法就是在一段距离对水泥道路进行锯缝，以此降低温度应力的大小。对水泥道路进行锯缝，首先就是确定锯缝的具体时间[5]。锯缝时间的确定需要结合水泥混凝土凝固阶段的温度特性。温度特性与日常的温度、浇筑时间等密切相关。水泥会随着浇筑时间的不同而出现不同的峰值和谷值。水泥在不同的时间段自身产生的热量是不同的。例如很多的水泥在0～6h之间以及6～12h之间温度是上升的，在6～12h之间温度是降低的，此时不考虑其他因素的影响，综合分析在6～12h之间是最容易产生裂缝的。在10～12h之间混凝土强度的增加较为缓慢，抗裂能力较弱。根据这些数据分析，在第10个小时是很容易引发裂缝的出现，在此时间点将水泥混凝土道路锯开，可以有效地降低裂缝的范围，减小产生的危害。

2.4 混凝土路面的养护控制

定期对混凝土路面进行养护，也是提高混凝土使用性能的关键措施，以此降低裂缝的出现概率。在混凝土浇筑之后，可以立即采取初期养护措施。初期的养护措施主要是在混凝土的表面覆盖PVC，再在表面盖上一层湿麻袋，这样可以有效地保持混凝土的水分。这样一来，不仅可以使水泥可以得到充分水化，加速混凝土的硬化，同时也可以防止混凝土成型之后受风吹、日晒、寒冷、干燥等自然因素影响而降低混凝土的自身性能。尤其是混凝土浇筑完成之后的一段时间，对混凝土进行养护是十分有必要的。混凝土的养护温度控制在20±3℃左右，相对湿度控制在90%以上，这些数据都是需要经过专业设备进行测量的。一般来说，混凝土的养护周期是28d，也就是在28d之内必须对混凝土进行一次养护措施。混凝土基本成型之后，后期可以采取湿养护法，主要是在暴露的一面洒水，保障水分。定期对混凝土路面采取适当的养护措施，避免因养护不当而引发裂缝出现的情况，从而提高混凝土路面的使用寿命。