水泥混凝土路面表面裂缝产生的原因及处理措施

1、水泥混凝土路面表面裂缝产生的原因及 处理措施水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷摘载能力强、稳定性强的路面结构。但由于在施工中水泥混凝土的原材料及 配合比的控制未达到设计标准，施工工艺不规范。使得水泥 混凝土路面道板出现了早期损坏，导致路面出现裂缝与断 板，这就降低了路面使用性能，不能确保水泥混凝土路面的 正常使用年限，不能发挥道路建设的投资效益。因此，需要 对路面出现的裂缝与断板进行认真观测、分析、确定裂缝原 因，制定切实可行的修补方案。一、裂缝分类与产生的原因水泥混凝土道面的裂缝，可分为表面裂缝和贯穿板全厚 度的裂缝（简称贯穿裂缝）。（一）、表面裂缝水泥混凝土道面表面裂缝主要是由混凝土混合料

2、的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的。混凝土混合料是一种多相不均匀材料。由于构成混合 料的各种固体颗粒大小、密度不同，混合料不可避免地会发 生分层离析。1、泌水裂缝在路面水泥混凝土道面施工中混合料发生分层离析大 多是由于粗骨料在混合料中下沉，水分向上迁移，从而形成 表层泌水。泌水的结果，使水泥混凝土道面表面含水虽增加， 经蒸发后混凝土表面形成凹面，此时混合料颗粒间产生较强 的表面张力。当混凝土表面尚未充分硕化，不能抵御这一张 力时，混凝土表面则发生裂缝。在混凝土浇筑后数小时，混 凝土表面将出现大面积细微的龟裂。2、碳化裂缝当混凝土的水泥用虽较低、 水灰比较大时，空气中的二 氧化碳易渗透到混凝土中

3、，混凝土的碳化反应在空气相对湿 度为30%-50%寸最为激烈，此时混凝土的碳化收缩将引起混 凝土表面龟裂。根治这类病害的方法是：在混凝土路面的混合料铺筑、 振捣后，立即采用真空吸水工艺，此方法可以将混凝土中富 裕的水分和空气一并吸出。这样既提高了混凝土强度乂可控 制混凝土表面的网裂病害。（二）、贯穿裂缝水泥混凝土路面贯穿裂缝为贯穿板全厚度的横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝和板交裂缝。1、横向裂缝垂直与行车方向的不规则裂缝称为横向裂缝，导致水泥混凝土路面出现横向裂缝的原因较多，其主要原因有以下三 方面。(1) 、干缩裂缝：在水泥混凝土中，水是以化学结合水、层间水、物理吸 附水及毛细水等状态存在。当这

4、些水再混凝土硕化过程中失 去时，水泥浆体就会发生收缩，当收缩受到限制时而发生收 缩应力时，才会引起混凝土的干燥收缩裂缝。水泥浆干缩的内部内部限制：主要来源于混凝土中的骨 料对水泥浆的限制。在普通混凝土中，水泥浆的收缩率被限 制了 90% (或称水泥浆被占有了 90%。因此，混凝土内部存 在着引起干缩裂缝的应力状态。水泥混凝土干缩的外部限制：主要是路面板块间或 路面整体的限制，处于限制状态下的混凝土结构，只有当混凝 土本身的抗拉应变与混凝土硕化干燥过程中的自由收缩应 变不相适应时，混凝土才会发生裂缝。配合比：在混凝土中的水泥用虽、集料粒径、细骨料 含虽等因素对混凝土的干缩都存在应响，但最重要的影

5、响因 素是混凝土的单位用水虽。混凝土的单位用水虽愈小，收缩 就愈小。单在实际施工中，过小的单位用水虽，往往满足不 了混凝土路面施工的要求。因而在实际施工中，混凝土的现 场拌和，是以塌落度控制水灰比、单位用水虽。干缩裂缝引发的路面横向裂缝，出现在混凝土水化硕化 的早期。有资料表明：水泥混凝土收缩虽的14%-34%t生在水泥混凝土的14天龄期内。(2) 、冷缩裂缝(温度裂缝)：水泥混凝土具有热胀冷缩的性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体限制条件下发生的，故热胀属于变 性压缩，而冷缩则属于拉伸变形，很容易引起开裂。水泥的水化反映是一个放热的过程。在混凝土硕化过程 中，释放大虽热能，使温度上

6、升，通常混凝土温度上升1摄氏度，每米膨胀0.01m。水泥水化反应的放热速度初始较缓慢，25分钟后增温，在水泥终凝12小时后，水话温度可达 80-90摄氏度，使混 凝土内部产生显著的体积膨胀，板面的温度则是随着空气气 温而变化的。当外界气温降低时，板面冷却收缩。此时混凝 土路面内部膨胀，外部收缩，因而产生很大的拉应力。当混 凝土的极限抗拉强度小于此拉应力时，板块将出现裂缝或断 板。施工期在高温季节内，当日平均温度约为35-40摄氏度， 由于高温暴晒，未能采取越过高温时间段的施工措施，使得 面层表面失水过快，而混凝土内部和底部大虽水分却不能及 时排出，由于水分的作用使混凝土上、下表面出现温差，在

7、温度应力的作用下，使得混凝土表面出现横向不规则裂缝或 断板。上述因素是混凝土路面出现裂缝或断板的主要原因。防治这类病害的方法很多，比较简单的方法是：在混凝土路面 的收水抹面后及时覆盖朔料布，根据施工期气温情况确定覆 盖时间。此方法可以解决混凝土早期养护用水，并使此时的 混凝土内、外部温差较小。这就避免了混凝土早期断板的病 害。(3) 、切缝不及时的原因水泥混凝土路面缩缝(横缝)切割时间应视施工期温度而定，当气温在 30摄氏度时，切缝时间应在混凝土浇筑 的12-15小时后进行。采用真空吸水工艺时，切缝时间可在 混凝土浇筑5-7小时后进行。当施工气温在20-25摄氏度时, 切缝时间应在混凝土浇筑1

8、5-21小时后进行。采用真空吸水工艺时，可在混凝土浇筑8-11小时后进行。切缝深度应为混凝土路面厚度的1/4 (厘米)。由于切缝不及时，切缝深度不足，导致混凝土表面出现 横向裂缝或断板。(4) 、养生不及时混凝土路面在硕化的初期内， 需要大虽水进行保湿养生。由于养生水不足或养生不及时，使混凝土表面暴晒失水，这 是混凝土路面极容易产生横向裂缝或断板。(5) 、板块分格应合理混凝土路面的板块分格应严格按设计的要求施工。设计规范规定：混凝土路面板块的长宽比不得大于1.3 ,板块面积不得大于25m2由于板块分格不合理，不能满足设计要求，混凝土路面 将会出现横向不规则裂缝。2、纵向裂缝沿路前进方向出现的

9、裂缝称为纵向裂缝。水泥混凝土路 面的动力荷载传递顺序为面层、基层、路基。由于路基的填 料土质、湿度不均匀，膨胀土、粘土压实度不足等多种原因， 导致路基强度不均匀。当道路的基层和面层铺筑后，尽管道 面传到路基顶面的荷载应力很小，只要路基稍有不均匀沉降 的现象出现，在板块自重和行车压力作用下将产生纵向裂 缝。开始裂缝很小，一般小于0.05mm,但随着雨水侵入使基层软化、液化，而产生唧泥、淘空，使裂缝加大。纵向裂缝的防治原则是：在新筑路基或旧路加宽改造 时，要严格按着新筑路基或旧路拓宽改造的施工程序实施， 确保路基的稳定性，并在混凝土路面浇筑之前严格检查基层 顶面回弹模虽是否符合规范要求。使之控制纵

10、向裂缝的产 生。3、交叉裂缝水泥混凝土在拌和、运输、振捣、凝结、硕化的过程中 始终存在着水泥的水化反应。水化反应可分为：初始期、休 止期、凝结期及硕化期四个阶段。水泥水化反应在混凝土发 生升温和降温过程中广生体积的胀缩变形，在内部骨料及外 部边界条件约束下使混凝土的自由胀缩变形受阻，而产生拉压应力。由于安定性不足的水泥中残存着一些过烧的Cao和Mgo,它们的水化速度较慢，往往是在水泥硕化后再水化，引 起水泥浆体积膨胀、开裂甚至溃散，在浇筑后的混凝土路面 上出现大面积龟裂。因此，在水泥混凝土路面施工中要严格 控制水泥的质虽，严格按混凝土的设计配合比操作，保证混 凝土强度。4、板角断裂与混凝土板角

11、两边接缝相接的贯穿板厚的裂缝称为板角断裂。板角是混凝土路面的薄弱部位，由于板角很难振捣 密实，板角强度相对较小。相邻板角之间无传力杆，传荷能 力较差。当车轮荷载作用在板角时很容易出现板角断裂。，预防板角断裂的措施：采用水稳性好的基层；横、纵缝 填缝前要清理干净，填料要饱满；施工中板角、板边要振捣 密实。二、裂缝与断板的修补措施1、一般裂缝此裂缝的处理可采用环氧树脂修补拷工工艺方法进行。 详见“环氧树脂修补拷工工艺”。2、断板裂缝这类裂缝处理可视裂缝走向，确定切割宽度，切缝应与混凝土路面分格的横缝平行，切割深度为12厘米，将切割区内的原混凝土凿除并清洗干净，并将底部的裂缝凿成“V”型糟，用环氧树

12、脂胶拌和水泥砂浆灌实。然将糟底部用1: 1水泥砂浆铺平，并放谿方孔为 5mm勺钢丝网，再浇注抗折强 度不小于4.5Mpa的细石混凝土进行振捣压实，经收水抹面 后覆盖养生。细石混凝土中应掺配膨胀剂，其比例为水泥重 虽的15%混凝土路面的裂缝或断板按上述措施修补后，应建立观 测点，观测修补后的道路使用情况。附：混凝土路面修补工艺及参考表。环氧树脂修补磴工艺一、配合比工艺1、先将水泥、中（粗）砂与水按其设计配合比进行配制。2、 将环氧树脂与稀释剂搅拌均匀。当环境温度低于20 度时，可用温水溶法，（即将拌和物装入器皿内谿入水中加温）使树脂溶化，加热温度不超过 40度。3、将硕化剂加入已稀释的树脂溶液中

13、，迅速搅拌。如 使用间苯二胺（或乙二胺）作硕化剂时，应用温水溶法预先 将硕化剂加热溶化，但温度不得超过 65度。4、将加好硕化剂的树脂倒入拌和好的粗细填料中，将 含有环氧树脂的砂浆混合物，边和拌边压入裂缝中。5、加入硕化剂后的树脂料，一般不宜加热。如气温过 低影响操作或拌和时，间苯二胺（或乙二胺）有产生结晶析出现象时，可用温水溶法稍微加热，但不得局部加热或加热 过高，以防拌和物早期凝固。6、含有环氧树脂的拌和物，应在浅糟内拌和，便于及 时散除化学热。环氧树脂拌和物的配合比为： 水泥：砂：环氧树脂： 间苯二胺（乙二胺）：水=1： 3: 0.25 : 0.02 : 0.45。本配合 比为重虽比。拌和物应在 30分钟内用完。二、方法选用1、裂纹宽小于 0.15mm,一般不作修补，必须进行封闭 时，可涂二