水泥混凝土路面施工中的裂缝分析与防治6.14

1、水泥混凝土路面施工中的裂缝分析与预防主 要 内 容1. 前言2. 水泥砼路面裂缝产生的原因3. 水泥砼路面裂缝的预防措施4. 裂缝、断板的处理与修复5. 结束语一、 前言成本低廉技术成熟后期养护费用低我国优质沥青较少，主要依靠进口，价格昂贵，而水泥生产量大，价格远低于沥青。长期进行混凝土路面施工积累了大量的实践经验。施工技术日趋完善。水泥混凝土路面维修难度大，但其使用年限长，便于取材，养护费用远低于沥青混凝土路面，并且维修时沥青路面需要的机具多而全，设备费用高。 水泥砼道路以具有自身承载能力高、车辆通过能力强、使用寿命长等特点，在公路建设和施工中得到了广泛应用，在我国公路网特别是农村路网构成中

2、占有较大比重。水泥混凝土路面造价低，取材易，特别适用于乡村公路和农村公路发展水泥路面有利于拉动地方经济，促进产业升级换代随着水泥混凝土路面的发展，混凝土路面施工技术逐步提高。三辊轴摊铺技术在我区普及后，水泥混凝土路面的施工技术日趋完善。施工过程中，我们需要掌握一些病害的防治，特别是水泥混凝土路面开裂、断板等应引起重视，认真分析原因，积极采取措施防治。二、水泥混凝土路面裂缝产生的原因混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。温度应力与荷载应力超过混凝土的抗拉强度，水泥砼路面板就会产生裂缝，并发展为断板。地基不均匀沉降或地基受侵蚀而使板底出现脱空后，致使应力增加引起的纵向、横向或角隅断裂 板块尺

3、寸过大所产生的温度翘曲应力超过了混凝土的抗弯拉强度而引起的横向裂缝 车辆荷载的多次重复使用，所产生的重复荷载应力超过了混凝土的疲劳强度而引起的纵向横向裂缝。水泥路面裂缝产生的原因施工期间由于混凝土的初始收缩受到阻碍产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的横向裂缝 有研究认为：水泥路面开裂的主要原因是混凝土的自身收缩（包括干燥收缩和温度收缩）及其与基层间的强大的摩阻力（包括静摩擦力和层间粘结剪应力） 减少或改善混凝土的自身收缩及其与基层的摩阻力，就能有效地防止开裂 2 水泥路面产生裂缝的原因水泥的安定性差水泥强度不足也会影响混凝土的初期强度，使开裂断板的机率大大增加。 水泥的水化热高、收缩大，也

4、易导致混凝土面板开裂。2.1 原材料不合格 水泥水泥水泥异常凝结引起的裂缝受风化的水泥，其品质很不安定。混凝土浇筑后达到一定强度前，在凝结硬化阶段会产生如图所示的短小的不规则裂缝。需要特别关注的是水泥的细度问题。 水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。这是 由于： 细度大的水泥水化快，产生较大的水的消耗，易引起混凝土的自干燥收缩。 水泥细度细，则使毛细管细化，较细的毛细管失水时将产生较大的张力。 细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减 少，减少了稳定体积的未水化颗料，因而影响到混 凝土的长期性能， 水泥强度等级越高，一般情况下细度越细。对水泥安定性的简易判定方法

5、（1）合格水泥浇筑的混凝土外表坚硬刺手，而安定性不合格水泥浇灌的混凝土给人以松软、冻后融化的感觉；（2）安定性合格的水泥浇筑的混凝土多数呈青灰色且有光亮，而不合格水泥浇筑的混凝土多呈白色且黯淡无光；（3）合格水泥拌制的混凝土与骨料的握裹力强、粘结牢，石子很难从构件表面剥离下来，而安定性不合格的水泥拌制的混凝土与骨料的握裹力差、粘结力小，石子容易从混凝土的表面剥离下来。2 水泥路面产生裂缝的原因2.1 原材料不合格 集料集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含量超标。这是由于石子表面所带的泥份妨碍了石子与砂浆之间的咬合粘结，弱化了石子的界面结构，降低了界面强度，也就降低了混凝土的强度，特别是降低了抗拉

6、强度。因而在相同收缩应变的情况下，石子含泥量高的混凝土更容易开裂。集料2 水泥路面产生裂缝的原因基层标高失控造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处成为薄弱断面，在混凝土收缩时厚度薄的断面容易开裂。基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。基层干燥会吸收混凝土中的水分，使底部混凝土失水甚至因脱水而导致强度降低和开裂。 基层标高失控和不平整2 水泥路面产生裂缝的原因单位水泥用量偏大，必然会导致较大的收缩率，如果养护不及时，也易产生裂纹施工混合料水灰比波动大影响了混凝土强度，高低不一，往往低强度处收缩开裂。施工中计量不准，尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量，会影响混凝土配

7、合比的准确性，从而影响砼强度的不均匀。2.3 混凝土配合比不当2 水泥路面产生裂缝的原因砼搅拌时间过短，均匀性差，水泥分布不均匀，形成混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂断板。混凝土拌和时如果水泥或集料温度过高，再加上水泥的水热化，会使混凝土拌合物的温度过高，水化速度加快需要较大量的水化水补给，如在硬化过程没有及时补给砼表面需要的水分，导致干缩裂纹。混凝土浇筑期间，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会形成一条不规则的接缝。 施工工艺不当2 水泥路面产生裂缝的原因养生不及时或养护方法不当。尤其气温高

8、、湿度小、风速大的条件下，会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。切缝不及时或深度不够。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，起不到诱导作用，使混凝土板在薄弱断面处形成不规则的贯彻裂缝或断板。施工车辆过早通行。在混凝土强度不足条件下过早地通车，这是产生裂缝的又一个原因。 施工工艺不当养生是影响面板开裂的重要因素切缝是影响面板开裂的重要因素施工车辆过早通行是影响面板开裂的重要因素2 水泥路面产生裂缝的原因 传力杆安装不当，传力杆不竖直于砼板截面，则在混凝土伸张和传力过程中混凝土就会被传力杆撑破，形成接缝破损。 受昼夜温差较大的影响。在昼夜温差较大的季节施工，混凝土白天过多

9、的升温，夜间气温骤降是收缩过大，出现断板开裂。 施工工艺不当传力杆安装是否得当影响面板开裂的重要因素昼夜温差较大时施工往往会导致面板开裂断板干缩裂缝在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化学结合水，层间水物理吸附水以及毛细水等状态存在着，当这些水在混凝土硬化过程中失去时，水泥混凝土本体就会受缩，这些就是干缩。但是这是自由收缩，还不会导致裂缝的发生，惟有收缩受到限制而发生收缩应力时，才容易产生干燥收缩裂缝，水泥浆干缩的内部限制主要是混凝土中骨料对水泥浆的限制。在普通水泥混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态。干缩裂缝一般为表面或不规则断板。混凝土面板在浇

10、筑完成后。经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的混凝土，使其表面减少蒸发量，防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同，是产生干缩裂缝的一个重要因素。 冷缩裂缝在提出这个问题时，有人会感到奇怪。在夏季施工时怎会产生冷缩裂缝呢？实际在特定的条件下，人为造成大温差，使表面迅速收缩，产生拉应力造成断板。 和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。水泥的水化过程是一个放热过程。在混凝土硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范

11、围内，混凝土温度上升1，每m膨胀。这种温度变形对大面积板块极为不利。有资料表明，水泥水化过程中的放热速度是变化的，初始较慢，25min后增温，大约在终凝后12h的水化热温度可达80-90。使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩，致使混凝土路面内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力。当外部混凝土的受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉程度时，板块就产生裂缝后横向断裂。此外，从最高温度降温，由于受到已有基层或已硬化混凝土的约束力，在温度下降时，就不能自由收缩，就要产生裂缝，这种裂缝大多是贯通路面的。 双幅路面施工中，已浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通，

12、气温下降到一定幅度时，先浇筑的砼板块伸缩带动后浇筑的砼板块伸缩，断裂和缩缝摩擦力牵动新浇筑混凝土板收缩，这样后浇筑还未切割的混凝土板受到较大的强度应力，当拉应力大于砼初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩缝对应砼板块位置发生不规则裂缝。 2 水泥路面产生裂缝的原因2.5 边界原因受基层稳定层的影响。半刚性水泥碎石基层一般都有规则性的裂缝。如果基层稳定层已经发生裂缝，在气温下降时收缩，由于摩擦力作用，同样也会带动上面初期砼板出现裂缝 。2 水泥路面产生裂缝的原因2.5 边界原因2 水泥路面产生裂缝的原因 人为造成产生的裂缝在施工中布料或实施其他操作时，不注意而出现的裂缝。3 水泥砼路面裂缝的预防措施针

13、对上面提及造成水泥砼路面裂缝的原因分析，采取行之有效的、全面的预防措施，可减少裂缝和断板数量，延长砼路面的使用年限，提高行车的舒适性。下面谈谈预防裂缝产生的一些措施办法。 安定性差、游离氧化钙（Cao）超标及强度不足的水泥应禁止使用； 不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用； 尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。 集料（砂、碎石）含泥量超标时应更换料源，选择合格的、含泥量较少的材料，或将其认真冲洗至达到要求方可使用。 3 水泥砼路面裂缝的预防措施3.1 选用合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件水泥集料对含泥量和级配不合格的碎石二次筛分、水

14、洗非常必要标高平整度含水量严格控制基层顶面标高，在基层施工时，应专人跟踪测量、严格控制标高，确保混凝土路面板厚度的均匀一致。按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层摩阻力。 砼路面施工时，若基层过于干燥或基层表面松散起粉，应及时清扫基层顶面干净，并用水车洒水均匀，确保基层具有一定的含水量。 3 水泥砼路面裂缝的预防措施3.2 基层标高、平整度的控制基层顶面的标高控制非常重要基层顶面的平整度非常重要基层顶面清洁和洒水非常重要123按试验混凝土配合比准确配料；单位水泥用量要精确称量。集料的含水量要及时试验取得，控制适宜的用水量，保持水灰比准确；为减少用水量，改善和易性可

15、使用合适的外掺剂。 施工中应严格称量，确保砼配合比的准确性。 3 水泥砼路面裂缝的预防措施 严格控制混凝土配合比 混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握，要确保砼的拌和均匀和保障达到拌和时间要求。 混凝土路面施工开盘前，要仔细检查机械设备，确保其完好。配料、拌和、运输、摊铺作业面要有序配合。0102机械设备集料温度过高，应采用降温措施后在配料拌和。若采用撒水降温方法，应及时测定含水量，调整拌和水用量，保证水灰比值不致增大。 033 水泥砼路面裂缝的预防措施 施工工艺的控制拌和时间集料温度 混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握，要确保砼的拌和均匀和保障达到拌和时间要求。 拌和时间拌和时间 混凝

16、土的拌和时间要根据机械性能准确掌握，要确保砼的拌和均匀和保障达到拌和时间要求。 拌和时间 混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握，要确保砼的拌和均匀和保障达到拌和时间要求。 拌和时间0302采用覆盖、洒水等各类降温措施非常必要要仔细检查各类机械设备 重视混凝土面板养生，采用优质养护剂，或湿法养护，不要采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。0405及时切缝并确保缝深，满足设计要求，根据施工现场气温及水泥品种试验确定最早切缝时间，一般应采用多台切缝机同时作业，以保证切缝及时。切缝深度为混凝土板厚的1/3至1/4,不宜切缝太浅（少于1/4）。实践证明，软切缝工艺可提前切缝时间，预防水泥混凝土路面断板。3

17、水泥砼路面裂缝的预防措施 施工工艺的控制养护切缝及时切缝、灌缝较为重要采用覆盖物和洒水的养生方法非常重要控制交通车辆，避免在混凝土强度不足的条件下，过早开发交通，养护车辆也应尽量避免直接在面板上通行。在昼夜温差较大的季节，混凝土表面修整完成后要覆盖养生，以保持温度变化不致太大，同时注意及时割缝。0607昼夜温差正确安装传力杆，防止上下翘动，应采用双层型模板固定传力杆确保传力杆的正确安装。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。083 水泥砼路面裂缝的预防措施 施工工艺的控制交通控制传力杆控制运料车辆非常重要采用双层型模板固定传力杆确保传力杆的正确安装混凝土表面修整完成后要及时覆

18、盖养生要尽早将后浇筑的面板切缝外界影响的控制如果基层已经发生裂缝，在浇筑砼面板前，及时找出裂缝产生的位置，做好标记，待砼浇筑整修完工后，及时在对应间相应的板块位置及早切缝，避免基层裂缝因气温变化收缩，因摩擦力作用而影响上面初期砼面板开裂。3 水泥砼路面裂缝的预防措施 外界影响的控制3 水泥砼路面裂缝的预防措施3.6 克服人为因素，严格施工工艺，布料时注意砼料的均匀，严禁工人在布好料的面层上来回走动或踩踏。裂缝修补 局部修补 整块板更换 4 裂缝断板的处理与修复水泥砼路面出现了裂缝或断板，都应进行处理或修复。裂缝、断板的处理，应根据其程度不同分别对待。 裂缝修补1、表面修补法：表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 裂缝修补2.灌浆、嵌逢封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有