公路水泥混凝土路面施工中裂缝的产生及控制水泥混凝土路面裂缝的预防

公路水泥混凝土路面施工中裂缝的产生及控制水泥混凝土路面裂缝

的预防当前，随着社会经济的快速发展，交通运输行业也得到了快速的发展。在公路工程建设施工中对于水泥混凝土的应用最为广泛，在水泥混凝土路面的修建过程中，路面出现裂缝往往会影响公路的运行质量，在问题不断加剧的状况下，会所短公路的使用寿命，所以在水泥混凝土路面刚出现裂缝时就及时采取预防措施，能避免问题的加剧，保证公路的安全使用，本文从一些影响水泥混凝土裂缝的因素入手，探究造成水泥路面出现裂缝的原因，并采取积极的采取行之有效的措施，避免资源的浪费。标签：公路工程；水泥混凝土路面；裂缝；预防水泥混凝土路面具有强度高、造价低、使用寿命长等一系列优点，然而通过对已建成的水泥混凝土路面使用状况统计分析表明，水泥混凝土路面远远没有达到设计使用年限，其极易形成裂缝、表面破损等病害，在这些病害中，路面开裂最为普遍也最为严重。20世纪90年代是我国水泥混凝土路面修建的高峰时期，二级公路、一级公路、甚至部分高速公路都采用了水泥混凝土路面，但部分路段建成使用6到8年后便出现早期破坏，实际使用寿命仅为设计使用年限的1/5到1/3。水泥混凝土路面的过早破坏也是制约其发展的根本因素。一、公路水泥混凝土路面施工中裂缝的产生在公路水泥混凝土路面施工中，水泥混凝土是使用比较普遍的施工材料，受到其本身性能和其他外部因素的影响，混凝土出现裂缝是很常见的问题，主要有以下两种形式，无论公路水泥混凝土路面出现的是哪一种裂缝，都会对公路质量造成影响。（1）混凝土表层裂缝。公路水泥混凝土路面的混凝土在建成的初期，很容易发生塑性收缩，由于在水泥混凝土路面施工的过程中，水泥混凝土的颗粒不均匀，造成粗骨料下沉，水分上浮，从而导致混凝土表面出现泌水现象，造成水泥混凝土水泥混凝土路面表层的含水量大大增加，使得表面的张力增大，再加上混凝土中的固体颗粒之间产生了毛细管张力，促使颗粒整体结合在一起，这样一来，当混凝土表面还没有完全硬化时，没有足够的力量来抵御这些张力，公路水泥混凝土路面就会产生裂缝。（2）混凝土贯穿裂缝。混凝土贯穿裂缝多是在公路施工的过程中形成的，可以这么说，造成混凝土出现裂缝的最直接因素就是施工。在公路水泥混凝土路面施工中，由于施工的因素导致的裂缝主要表现在两个方面第一个方面是振捣不够拆模的时间太早，因此，造成混凝土表面和周边地区出现开裂的现象；第二个方面，受到过往车辆的碾压作用，分项施工与先期施工的混凝土板块通车以后，就会直接对新浇筑的混凝土板块造成影响，从而引发公路水泥混凝土路面在不同程度上发生振动裂缝。二、公路水泥混凝土路面施工中裂缝产生的原因在公路水泥混凝土路面施工的过程中，造成裂缝产生的原因是多种多样的，也可能是受到多种因素的共同作用，比较常见的原因包括以下几个方面：（一）原材料质量方面。（1）公路水泥混凝土路面施工使用的水泥质量不合格，将会对水泥混凝土路面施工质量产生最直接的影响，尤其在比较寒冷的地区或者是施工在冬季进行，水泥发生冻裂的几率会大大提高。水泥的强度太低、抗干缩能力弱、抗冻性能比较差、安定性和稳定性差等，往往会直接导致公路水泥混凝土路面施工中裂缝的产生。（2）矿物掺料的影响。为提高水泥混凝土的各种性能，目前矿物掺合料已成为水泥混凝土重要组成部分。矿物掺料在提高水泥混凝土使用性能的同时，对混凝土早期收缩开裂也存在一定相关性对此，国内外相关领域专家学者都有广泛的研究，进行了相关实验。研究普遍发现，粉煤灰的加入使混凝土的早期开裂性能有所改善，究其原因，一方面可能是由于粉煤灰良好的形态效应，保证混凝土中存在更多的自由水，可以快速迁移到混凝土表面延缓了塑性裂缝出现的时间；另一方面，粉煤灰的加入使混凝土早期弹性模量减小徐变和松弛能力提高。硅灰和矿渣的加入都提前了混凝土的开裂时间裂缝长度和开裂面积也相对较大。主要原因可能是硅灰和矿渣的细度较大有较大的比表面积对自由水的吸附能力较强，致使混凝土更容易出现塑性裂缝，同时，矿物掺料使得混凝土早期弹性模量增大，徐变和松弛能力下降，使混凝土开裂更容易发生。（3）水泥细度的影响。很多水泥厂通过增加水泥细度来实现水泥混凝土早起强度的增加，但水泥过细容易引起混凝土的开裂。水泥越细，水泥中细小颗粒所占比例越大，水泥总体比表面积越大，在水化过程中，细小颗粒水化速度非常快，迅速吸收了混凝土中大量水分，造成混凝土的干缩开裂。此外，细小颗粒水化更容易产生较易干燥收缩的胶凝物质，使混凝土发生收缩开裂。相关研究表明，随着水泥细度的不断增加，不仅混凝土的开裂时间大大缩短，开裂面积也明显加大。（二）混凝土品质方面。（1）计量不准确。在公路水泥混凝土路面施工的过程中，有关工作人员对配料的计量工作没有足够的重视，使得计量不准确，出现级配不合格的冏题，从而导致混凝土的密实度下降。与此同时，公路施工中混凝土的水泥剂量不足，或者是出现搅拌不均匀的情况，造成混凝土内部的强度不一致，使得混凝土出现薄弱面，这是造成公路水泥混凝土路面施工中产生裂缝的重要原因。（2）水灰比不合格，出现偏小或者偏大的情况。水灰比是影响水泥石的关键因素，水灰比的大小对混凝土的强度，和易性等都有着重要影响。水灰比过大水化后混凝土体内会残留有部分游离水，这部分游离水更易附着在骨料表面，造成骨料与胶凝体粘附面积减小，强度下降，当路面板承受较大荷载时在骨料与粘结料界面处发生开裂季冻地区，混凝土内部游离水发生冻害产生约9%的体积膨胀，但由于有毛细孔壁的约束作用，形成了膨胀压力，在孔周围的微观结构中产生了拉应力，进而造成混凝土的开裂破坏。水灰比过小，除和易性较差，振捣密实困难外，混凝土内部水泥颗粒水化不充分，遇水后未水化颗粒再次发生水化作用，水化产物造成膨胀压力，造成混凝土的开裂。同时，较小水灰比使混凝土的累计泌水量较小，增加了混凝土的塑性收缩，大大提高了混凝土的塑性开裂。（三）施工方面。如果公路水泥混凝土路面施工的过程中，天气过热，导致混凝土水分蒸发旺盛，引起混凝土表面出现塑性收缩裂缝，除此之外，切缝不及时养缝不及时等原因都会造成裂缝的产生。在公路水泥混凝土路面施工过程中，混凝土没有振捣结实，容易造成板体强度出现不均匀，或者是由于振捣过度产生离析现象，引起混凝土表面砂浆过厚，从而导致裂缝的产生。在进行混凝土施工的过程中，由于基层比较干燥，混凝土中的水分很快被吸干，就会引起混凝土出现较大收缩，导致宽而深的裂缝产生。三、水泥混凝土路面裂缝的预防当水泥混凝土路面出现裂缝再去进行修补所花费的资本要远远高于预防的成本，所以在路面没有出现问题时就及时采取预防和保养措施，或是在施工前就严抓施工质量，可以有效避免水泥混凝土路面裂缝的问题。（一）加强施工设计，防患于未然防治水泥混凝土路面出现裂缝问题的有效手段之一，就是在施工前严格把握好施工设计中的相关质量因素，并在施工过程中加强质量管理，严格按照施工程序进行；在施工设计时，应该充分考虑到施工路段的地质，气候，人文等各项环境因素，综合分析后制定出有效的路面结构，路面参数，路基填料，碾压方案等措施，合理优化施工材料和施工设备的选择，加强施工技术的应用，在水泥混凝土路面的设计计算理论中，尽管考虑了温度疲劳应力等因素。（二）控制材料选择，严把材料关科学，准确地进行混凝土配合比设计，把握好材料性质对于混凝土的收缩影响，控制材料选择，严把原材料关，是保证施工质量，防治水泥混凝土路面出现裂缝的重要因素，施工单位在对于材料的选择上，应该结合地质情况再三选择认真挑选并在必要的情况下对材料进行稳定性的实验，严格控制集料的含泥量和有机质含量不超标；尽可能选用粉煤灰、硅灰等作为掺合料，以减少砼水化热，防止水泥混凝土因温度应力产生的破坏。（三）注重施工质量，重视施工工艺。对于水泥混凝土路面的施工来说，混合料组成配合比和水灰比是整个工程质量的核心工作，可以说比例调配是否得当直接关系到水泥混凝土的路面质量如何，以及是否会出现裂缝问题，因此选择因地制宜的施工工艺，严格控制混合料的水灰比，选择合适的浇筑时间，选择恰当的振捣时间和振捣工艺，相关配套设施齐全，进行日常养护，制定养护计划等等。（四）保障路面的养护工作。（1）预防性养护。和沥青路面相比，水泥混凝土路面最大的劣势在于，路面一旦破损修补十分困难，因此，在路面还没有破损或只有轻微破损时的预防性养护意义重大。预防性养护的定义：公路一旦投入使用，即进入养护期。为了更好地保持公路路面的使用性能，延长公路路面的使用寿命，从运营管理和经济技术的角度，选择适当的时间，在适宜的路段，根据路况检测具体结果和养护标准的要求，采取适用的路面保全措施而进行的养护工作，就称为预防性养护。做好预防性养护就要明确最佳养护时机，选择合适的养护对策，做到有针对性的对混凝土路面进行预养护，不同时机不同养护措施对混凝土路面的养护效果以及所获收益都不相同。（2）经常性养护。为减少水泥混凝土路面的损坏，还要做到经常性养护。首先，要有效控制大型货车的严重超载现象，减轻路面的超负荷轴载。对已经出现的轻微病害要及时治理，以防破坏进一步加剧。做到定期对路面进行检查，对那些填缝料已经老化的部位及时更换，以防破损后污物及水的进入，做到有缝必封。做好边沟及路面排水，减轻或防止水损害的发生。结语水泥混凝土路面出现裂缝问题在施工的各个阶段中都有醴现，只有在道路施工的各个阶段综合把控各项相关因素，在分析裂缝出现原因的基础上采取预防措施，在出现裂缝后，再对路面裂缝进行修补，无论从技术上还是其它方面来看都是一项困难的工作，所以以及时的预防为主，坚持预防为主，防治结合的原则才是节约路面维修成本，保证道路质量，让公路正常运行的关键所在，水泥混凝土路面破坏都是从裂缝开始的，随着使用年限的