水泥混凝土路面裂縫成因簡析

      導致水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因很多，且較復雜，作者從以下幾個方面進行分析：

      1、路基、基層的影響：

      （1）基層平整度差，導致混凝土面層厚度不勻，離散性大，在行車荷載及溫度翹曲應力作用下，使得路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。
     
      （2）地基強度不均勻，路基填料混雜或壓實不好，產(chǎn)生不均勻沉降，導致混凝土板產(chǎn)生裂縫。
     
      （3）路基軟弱，未壓實，或路面基層強度不足，沉降量過大，混凝土板受彎產(chǎn)生裂縫。
     
      （4）半填半挖路段，填挖交接處未按要求進行處理或處理不好，或填方部分未壓實，導致填方部分沉降或滑移而造成裂縫。
     
      （5）老路拓寬，新填土部分施工方法不當，與勞碌結(jié)合不好，導致混凝土板產(chǎn)生裂縫。

      2、水泥混凝土質(zhì)量的影響：不同標號及品種的水泥混雜使用，硬化時間及收縮量不一樣同樣會形成裂縫。水泥用量過大，單純用增大水泥用量的方法來達到混凝土設計強度，致使水化熱大，易發(fā)生收縮裂紋，使混凝土路面形成裂縫。
     
      （2）集料質(zhì)量的影響。集料中的雜質(zhì)含量直接影響混凝土的質(zhì)量，特別是其中的有害雜質(zhì)如云母、有機質(zhì)、輕物質(zhì)、泥及石料上的包裹層等，將會削弱水泥的膠結(jié)力，延緩水泥硬化，降低混凝土的強度。這些雜質(zhì)均應清除干凈再用，集料級配不良回導致集料間孔隙過大，水泥砂漿集中，局部收縮加大，出現(xiàn)裂縫。
     
      （3）攪拌質(zhì)量的影響。攪拌時必須按照施工配合比順序加料，并保證攪拌時間不低于規(guī)范要求，并且最長時間不得超過最短時間的3倍。攪拌時間過短，則拌合不均勻，造成面層強度相差過大，硬化時間及收縮量不同，從而導致裂縫產(chǎn)生；攪拌時間過長，則容易導致骨料破碎、離析，使和易性發(fā)生變化，影響混凝土的強度。
     
      （4）振搗質(zhì)量的影響。應保證振搗器在每一位置振搗的持續(xù)時間，以拌合物停止下沉，不再冒氣泡并泛出水泥砂漿為準，并不宜過振。振搗不足，易使混凝土中出現(xiàn)氣孔、蜂窩，在行車荷載及自然因素作用下產(chǎn)生應力集中而導致裂縫；振搗過量，則粗骨料下沉，混凝土離析，影響其強度。
     
      （5）養(yǎng)護的影響。混凝土的養(yǎng)護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要?；炷翝仓尚秃?，逐漸開始凝結(jié)硬化。當空氣中相對濕度較小時，混凝土中水分就會不斷地被蒸發(fā)掉，造成混凝土由表到里逐漸失水，同時水還會阻滯混凝土的繼續(xù)硬化甚至停止硬化。如果養(yǎng)護不及時，就會造成頂面失水快，收縮迅速；板底失水慢，收縮緩慢。翹曲后則可能是板產(chǎn)生裂縫。因此一定要加強混凝土的早期養(yǎng)護，在表面手漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護。同時必須保證養(yǎng)護的時間，實際養(yǎng)護天數(shù)根據(jù)混凝土強度增長情況而定，一般宜為14天~21天。

      3、養(yǎng)護劑的影響。養(yǎng)護劑在道路施工中的應用越來越多。養(yǎng)護劑凝固后所形成的薄膜可阻止混凝土中水分的蒸發(fā)，起到養(yǎng)護作用。但實際使用過程中如使用不當，則極易產(chǎn)生混凝土裂縫。首先，因路面有一定的橫波，噴灑中養(yǎng)護劑總是由高處向低處流動。養(yǎng)護劑噴灑凝固后，一些施工單位不注意在高的一側(cè)補噴，造成高側(cè)部分養(yǎng)護劑偏少，兩側(cè)水分蒸發(fā)速度不同，混凝土收縮不一致，形成裂縫。其二，在拆模板后，側(cè)壁應補噴。部分施工單位拆模時間過晚，過晚再噴養(yǎng)護劑實際上作用已很小。另外，有的模板是用廢機油作為脫模劑，廢機油附著在混凝土板側(cè)壁上，養(yǎng)護劑噴到油上，沒有附著力，很難起到養(yǎng)護作用。側(cè)邊收縮和強度增長與面層不一致，易在側(cè)壁形成裂縫。

      4、橫向縮縫質(zhì)量的影響。設置橫向縮縫是為了減小收縮應力和翹曲應力，縮縫主要采用假縫的形式，一般用鋸縫機進行切割。切縫的作用是使內(nèi)應力在切縫處產(chǎn)生應力集中，從而使裂縫在切縫處產(chǎn)生。切縫施工是混凝土施工中的一個重要環(huán)節(jié)，如不加強控制，極易引發(fā)裂縫。
     
      （1）切割時間。當混凝土達到設計強度的25%~30%時，應采用切縫機進行切割。切縫太早，粗骨料會從砂漿中跳脫，縮縫就殘缺不整齊；切縫太晚，內(nèi)部應力已經(jīng)產(chǎn)生，如果產(chǎn)生的拉應力大于混凝土容許值，混凝土板就會開裂。氣溫高，混凝土強度增長快，切割時間要提早。溫差大，切割時間也要提早。一些施工單位不注意隨著外界環(huán)境的變化調(diào)整切縫時間，致使切縫時間過晚，產(chǎn)生裂縫。切縫時間一般遵循的原則是"能切就切，寧早勿晚"。切縫機，宜采用機型小、轉(zhuǎn)速快、振動小的，在混凝土澆筑幾小時內(nèi)即可切割。
     
      （2）切割深度。切縫深度應控制為板厚的1/4~1/5。切得太深，則不規(guī)則斷裂面積過小，板間的傳荷能力難以得到保證。切得太淺，混凝土截面的強度削弱得不夠，難以保證斷裂在縮縫處產(chǎn)生，面層上會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。因此，應嚴格控制切縫的深度，既不能過深，亦不能過淺。
     
      （3）接縫料。接縫料是保證混凝土板正常使用的主要組成部分。近幾年來國內(nèi)對接縫料的研究較多，但接縫料的檢驗標準及試驗方法在現(xiàn)行規(guī)范中較少提到，只是JTJ012-9《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》中對接縫料提出了技術要求。接縫處如處理不好，則極易出現(xiàn)問題。首先是接縫滲水，由于接縫材料不能與混凝土板壁緊密粘結(jié)在一起，或者接縫料施工質(zhì)量差，灌縫不飽滿，導致路面水滲入基層，基層軟化，混凝土板在荷載作用下出現(xiàn)裂縫。其二，如果接縫材料性能差，則雜物極易嵌入縫中，使接縫失去脹縮作用，板產(chǎn)生斷裂。小石子嵌入時，使接縫處板端應力集中，以致接縫附近的混凝土板擠裂。

      5、拉桿和傳力桿的影響。
     
      （1）脹縫傳力桿的質(zhì)量控制主要有兩點，一是傳力桿的一端應涂瀝青，且加管套，以保證其伸縮距離；二是傳力桿必須與路面平行，以保證其伸縮方向。前者處理不好，縫端混凝土將被擠裂。后者更易于忽視，傳力桿有的安裝時即歪歪斜斜。傳力桿與路面不平行，混凝土板伸縮時，傳力桿對混凝土板產(chǎn)生壓應力，引起混凝土板拉裂。
     
      （2）橫向施工縫傳力桿。橫向施工縫傳力桿應用光圓趕緊，且一半涂瀝青，允許滑動。在實際應用中，許多施工單位為圖方便，經(jīng)常使用螺紋鋼，且不涂瀝青。施工縫兩邊混凝土澆筑時間不同，凝結(jié)過程中產(chǎn)生的收縮不同步，傳力桿不能伸縮，形成薄弱環(huán)節(jié)。當混凝土板在荷載或自然因素作用下產(chǎn)生收縮，則在此薄弱環(huán)節(jié)處產(chǎn)生裂縫。
     
      （3）縱縫拉桿?？v縫一般有縱向縮縫和縱向施工縫兩種，兩種縱縫均應設置拉桿。拉桿在設計上并不作為一種傳荷裝置，其主要作用是拉住相鄰板塊不讓它們分離，因而它應能提供足夠的拉力以克服面層收縮時基層頂面所給予的摩擦力。拉桿應用螺紋鋼，長度達到設計要求，以保證其與混凝土只的粘接力。并且拉桿的直徑與間距也應得到保證。一些施工單位在施工時采用小直徑螺紋鋼，長度達不到依靠求，或者由于橫板預留孔位置不對而使拉桿間距偏大。如此，拉桿不能提供足夠的拉力，混凝土面板收縮時縱縫被拉開而形成裂縫。