科技信息 工程技术 水泥砼路面裂缝产生的原因及防治措胞 河北省邯郸市邯郸县交通运输局质监站 王娟 河北省邯郸市邯郸县交通运输局工程科 李伟臣 ［摘要］本文针对水泥砼路面施工裂缝的存在特征，对其产生原因进行深入剖析，并针对由不同原因引起的施工裂缝提出了相应的 技术防治措施。 ［关键词】水泥路面 施工裂缝 产生原因 防治措施 在水泥砼路面施工中，如果在施工组织方面组织不力或是安排不 当，一不小心便会发现施工裂缝这个身影的存在。从理论上分析，施工 裂缝的产生已经在预示着施工中某一管理环节的缺失，而施工管理的 缺失，将会引起水泥砼路面的提前破坏，缩短其设计的使用寿命，给工程 造成一定程度的经济损失。对此，裂缝问题我们不得不重视。为了能有效 地防范施工裂缝的出现，最大程度上减少施１二裂缝的发生，首先我们必 须对其产生的根本原因进行剖析，从而才能制订出有针对性的技术防 治措施。 １、施工裂缝形成原因 １．１施工裂缝形成内因 ①水泥混凝土堆聚结构的分层现象。水泥混凝土在浇捣过程中，都 会发生不同程度的分层现象，由于混凝土形成堆聚结构的过程中具有 分层性，这种分层性使混凝士从表层到内层其强度越来越强，表层的抗 拉能力最弱，这便是混凝土产生裂缝的主要原因。 ②水泥的水化反应。在拌和、振捣、凝结、硬化的过程中，水泥与水 自始至终存在着水化反应，试验表明在水化反应过程中混凝土有２次 升温与降温过程，混凝土的体积也有２次胀、缩形变。如果混凝土体不 受任何约束，这种胀缩变形就可以自由进行。然而，事实上混凝土体在 胀缩变形中，要受到其内部集料及外部边界的约束，这就使混凝土自由 胀缩变形受阻，其内部必然要产生相应的拉压应力，且具有反复性。加 之混凝土的导热性能差，使表面与内部的胀缩变形也不能同步进行，这 样相互制约的约束也会产生拉压内应力。 ③水泥混凝土的干缩作用。水在水泥混凝土中，大约只有水泥重量 的１５％一２Ｏ％。水是水化反应所必须的，其余大部分蒸发掉，使混凝土 产生干缩变形，而其收缩量是不容低估的，根据有关资料介绍，由水泥 混凝土中的水泥浆形成水泥石，在水泥石中只要产生３％的体积变形， 就足以使水泥石和集料界面上产生的拉应力达１３ ＭＰａ。在混凝土凝结 硬化期问，其内部的抗拉强度很小，由于冷缩和干缩产生的拉应力远远 大于此时的抗拉强度，因而导致了混凝土内部及表面产生裂缝。 １．２施工裂缝形成外因 ①温度的变化。由于热胀冷缩的作用，气温较高的白天和上半夜浇 筑的混凝土在次日早晨气温最低时，必将产生体积收缩，即温度变形。 或由于温度的急剧变化如因大风、大雨造成的气温剧变，使混凝土急剧 冷缩或干缩，加快了应力集中及混凝土早期裂缝的形成速度，也就是 说，是混凝土强度的增长不足以抵抗因温度变化产生的温度应力，而形 成早期裂缝。 夏季在阳光的暴晒和干热风影响下，砂、石料的温度可高达６０～ ７Ｏ℃，拌制出来的混凝土的温度可达４０％左右。温度高，水泥水化反应 加快，混凝土凝结硬化快，和易性降低，易造成蜂窝、麻面，密实度降低， 灰比的大小直接影响混凝土的强度，也与干缩裂缝有关。水多，混凝土 的干缩性就大；水泥量多，则塑性变形就大。骨料含泥量大，骨料表面形 成泥浆薄膜的颗粒就多，骨料与水泥间的胶结力就会降低，混凝土内部 的薄弱部位就增多。配料不准或搅拌时间不足，生产出的混凝土强度变 化就不均匀，强度弱区应力就容易集中，促使混凝土产生早期裂缝。 ２、技术防治措施 ２．１选择适宜的养护方法尽早开始养护 水分蒸发快，表面易干燥，养生不充分，造成强度降低，增加了出现干缩 裂缝的可能性。 ②切缝工艺的影响。从理论上讲，只要在水泥混凝土块硬化收缩之 前进行切缝工艺，就可以克服早期裂缝的产生。但切缝工艺要求混凝土 达到一定强度ｆ约５～１０ＭＰａ）方可进行，否则缝口将是不规则毛边，在这 段时间内由于化学收缩、干湿变形与温度变形的变形量最显著，而混凝 土的强度低，容易产生早期裂缝。以前混凝土路面都是短胀缝距，先造 成了有效的薄弱断面，使收缩裂缝只能在缩缝处发生。现在普遍采用的 长胀缝和切缝施工工艺，给施工操作带来了较大的便利，加快了施工进 度（一天最长可浇筑３５０ｍ），但较容易产生裂缝。 ③传力杆安装不当。在某路段的一次施工中，有一种断裂发生在切 缝的１５ｍ范围内，经调查分析是传力杆放斜或自由端失效致使混凝土 板收缩受限制产生路面断裂。 ④混凝土配合比不均或拌和时间不足。施工中如不能严格控制配 合比，特别是水灰比，也是酿成早期裂缝出现的重要外在因素之一。水 一尽早开始养护并保持混凝土表面湿润，可以防止蒸发减少收缩，保 障混凝土表面水化顺利进行。对采用各种养护的新浇混凝土，争取在混 凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即开始养生，但养生时一般不 能污染或损伤混凝土已成型表面，因此必须选择适宜的养护方法及最 佳的养护开始时间。用湿养生法养护时，湿草袋或湿麻袋不能漏盖，每天 视气温情况均匀洒水，养护期不少于１４ ｄ。在非雨季应尽量采用喷塑养 护工艺，该工艺住冬季可起一定的保温作用，夏季可大大防止水分的过 快蒸发。在夏季施工时，应进行适当的湿水降温或在薄膜上涂一层石灰 浆，以免在混凝土板中产生温度梯度而开裂减少温差效应，降低混凝土 温度。夏季高温季节施工时，要将暴晒于烈日下的砂石料洒水润湿，并尽 量避开烈日高温施工，以防止早期裂缝的产生。冬季施工要备好挡风、 保暖棚，并采取相应的冬季施工措施。 ２．２优化混凝土配合比设计 通过优化混凝土配合比设计，选用级配良好的大粒径集料，减少水 泥用量，减小水灰比或掺加能减小收缩、防止开裂的材料或外加剂等，可 以有效地减少水泥混凝土塑性收缩和干缩，提高混凝土的抗裂性能。 ２－３采用正确的切缝工艺 ①掌握切缝的合理时间。切缝的目的在于把混凝土内部的应力适 时地释放，而切缝又要求混凝土必须具备一定的强度。一般以混凝土抗 压强度达５－ＩＯＭＰａ时为适宜的切缝时间。另外，也可根据经验现场确 定，即用指甲在混凝土路面上划痕，若不出现痕沟，只出现灰白色划痕时， 则可切缝。 ②控制切缝的长度和深度。切缝深度一般为板厚的１Ｐ３～１Ｐ４为宜 ｆ或按设计）。切缝从一端走向另一端，如果端头为填挡混凝土还没有施 工，可以留ｌｃｍ左右不切通，以免填挡混凝土施工时水泥浆漏入缝内，待 填挡混凝土切缝时一起切通。 ③掌握合理的拆模时间。纵缝施工时，对已浇混凝土板的缝壁要均 匀地涂刷二道６０＃沥青，以减小侧面的摩阻力，并把先浇与后浇的混凝 土板隔开，防止断裂传递。在模板接头处，从模板内侧用油毛毡或水泥袋 纸堵缝，防止浇筑完的板块侧面暴露，同时，达到拆模强度时及时拆模，消 除模板造成的板块侧面受力不均。 ④严格规范施工，确保工序质量。一方面，在安装传力杆装置时，一定 要保证自由端绝对自由，并垂直截面，以确保其使用功效。另一方面，在振 捣过程中，采用３次振捣法。即插入式振捣、平板震动、振动梁或整平机 振动。最后在混凝土表面使用真空吸水或收水抹面，进一步排除混凝土 中多余的水分，增加混凝土的密实度和提高混凝土的早期强度，同时使 混凝土在初凝中产生的细微裂缝重新愈合。 结束语 综上所述，水泥砼路面早期裂缝产生的原因是多方面的，其内因与 外因是非常复杂的。既有单一因素，也有综合因素。因此我们对某一种 裂缝的产生，也不应看做孤立的，应综合进行分析研究，以确保水泥砼 路面的工程质量，减少裂缝所造成的损失。 参考文献 ［１］公路水泥混凝土路面设计规范ＪＴＧ Ｄ４０—２００２． ［２］公路水泥混凝土路面施工技术规范ＪＴＧ Ｆ３０—２００３． ［３］公路工程水泥及水泥混凝土试验规程ＪＴＪ Ｅ３０—２００５ ３４２一