在水泥混凝土路面工程里裂縫成因探析
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
混凝土因取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、養(yǎng)護費用低等特點，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是抗壓能力差、容易開裂。筆者根據(jù)多年來從事施工技術(shù)工作的經(jīng)驗，分析出8點水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因。
1.路面厚度設(shè)計問題
路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。筆者認(rèn)為，實際上不管是按標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載，車輛的實際軸載遠(yuǎn)于設(shè)計軸載。由此得知，設(shè)計路面實際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結(jié)之一是公路在短期內(nèi)（如1～2年）已達到設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。
2.基層的影響
基層的強度及穩(wěn)定關(guān)系面層的強度和穩(wěn)定性。基層松鋪系數(shù)（或基層標(biāo)高）控制不嚴(yán)而導(dǎo)致的二次補加層，因二次補加層與下層基層無法緊密連接，自身厚度又小，因而極易松散，進而引起路面破壞。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，基層平整度差，導(dǎo)致混凝土面層厚度不勻，離散性，在行車荷載及溫度翹曲應(yīng)力作用下，使路面應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。
3.路面窨井及管線的影響
（1）路面窨井四周的塘渣填筑是實際施工中的薄弱環(huán)節(jié)。施工單位在推土機推塘渣時，往往將塊塘渣推至窨井邊，同時此處壓路機很少壓到，造成應(yīng)力薄弱區(qū)。實際施工中，路面裂縫很部分發(fā)生在窨井處。（2）路面下雨污管線滲漏會沖刷路基部分，特別是對流沙土的沖刷更為厲害。
4.混凝土質(zhì)量的影響
（1）不同標(biāo)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。（2）集料質(zhì)量的影響。（3）攪拌質(zhì)量的影響。攪拌時間過短，則拌合不均勻，造成面層強度相差過，硬化時間及收縮量不同，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生；攪拌時間過長，則容易導(dǎo)致骨料破碎、離析，影響混凝土的強度。（4）振搗質(zhì)量的影響。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(yīng)力集中而導(dǎo)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。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14～21天。
5.橫向縮縫質(zhì)量的影響
設(shè)置橫向縮縫是為了減小收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力。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(dāng)混凝土達到設(shè)計強度的25％～30％時，應(yīng)采用切縫機進行切割。切縫太早，粗骨料會從砂漿中跳脫；切縫太晚，如果產(chǎn)生的拉應(yīng)力于混凝土容許值，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，切割時間也要提早。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(yīng)控制為板厚的1／4～1／5。切得太深，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，面層上會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫（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，如處理不好，則極易出現(xiàn)問題。
6.拉桿和傳力桿的影響
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(yīng)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。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(yīng)力，引起混凝土板拉裂。（1）橫向施工縫傳力桿。橫向施工縫傳力桿應(yīng)用光圓趕緊，且一半涂瀝青，允許滑動。在實際應(yīng)用中，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(dāng)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。（2）縱縫拉桿。縱縫一般有縱向縮縫和縱向施工縫兩種，兩種縱縫均應(yīng)設(shè)置拉桿。拉桿應(yīng)用螺紋鋼，長度達到設(shè)計要求，以保證其與混凝土間的粘接力，并且拉桿的直徑與間距也應(yīng)得到保證。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。
7.溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形。若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?nbsp;
8.過早開放交通
開放交通過早，混凝土的強度尚低，不足以承受行車荷載，在荷載作用下，混凝土路面很容易產(chǎn)生裂縫。
綜上所述，水泥混凝土路面裂縫成因，不僅與設(shè)計、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護等聯(lián)系緊密。因此，要消滅水泥混凝土路面開裂這一質(zhì)量通病，延長水泥混凝土路面的使用周期，提高投資效益，需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方主體各負(fù)其責(zé)，分頭把關(guān)，按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際，嚴(yán)格履行各自職能，相信這一頑疾一定會得到根治。
巖土工程師站點
1.路面厚度設(shè)計問題
路面厚度設(shè)計的依據(jù)是設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。筆者認(rèn)為，實際上不管是按標(biāo)準(zhǔn)車的軸載還是非標(biāo)準(zhǔn)車的軸載，車輛的實際軸載遠(yuǎn)于設(shè)計軸載。由此得知，設(shè)計路面實際承受的當(dāng)量軸次遠(yuǎn)遠(yuǎn)于作為其設(shè)計依據(jù)的設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結(jié)之一是公路在短期內(nèi)（如1～2年）已達到設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次。
2.基層的影響
基層的強度及穩(wěn)定關(guān)系面層的強度和穩(wěn)定性。基層松鋪系數(shù)（或基層標(biāo)高）控制不嚴(yán)而導(dǎo)致的二次補加層，因二次補加層與下層基層無法緊密連接，自身厚度又小，因而極易松散，進而引起路面破壞。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，基層平整度差，導(dǎo)致混凝土面層厚度不勻，離散性，在行車荷載及溫度翹曲應(yīng)力作用下，使路面應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產(chǎn)生裂縫。
3.路面窨井及管線的影響
（1）路面窨井四周的塘渣填筑是實際施工中的薄弱環(huán)節(jié)。施工單位在推土機推塘渣時，往往將塊塘渣推至窨井邊，同時此處壓路機很少壓到，造成應(yīng)力薄弱區(qū)。實際施工中，路面裂縫很部分發(fā)生在窨井處。（2）路面下雨污管線滲漏會沖刷路基部分，特別是對流沙土的沖刷更為厲害。
4.混凝土質(zhì)量的影響
（1）不同標(biāo)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。（2）集料質(zhì)量的影響。（3）攪拌質(zhì)量的影響。攪拌時間過短，則拌合不均勻，造成面層強度相差過，硬化時間及收縮量不同，從而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生；攪拌時間過長，則容易導(dǎo)致骨料破碎、離析，影響混凝土的強度。（4）振搗質(zhì)量的影響。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(yīng)力集中而導(dǎo)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。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14～21天。
5.橫向縮縫質(zhì)量的影響
設(shè)置橫向縮縫是為了減小收縮應(yīng)力和翹曲應(yīng)力。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(dāng)混凝土達到設(shè)計強度的25％～30％時，應(yīng)采用切縫機進行切割。切縫太早，粗骨料會從砂漿中跳脫；切縫太晚，如果產(chǎn)生的拉應(yīng)力于混凝土容許值，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，切割時間也要提早。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(yīng)控制為板厚的1／4～1／5。切得太深，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，面層上會產(chǎn)生不規(guī)則裂縫（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，如處理不好，則極易出現(xiàn)問題。
6.拉桿和傳力桿的影響
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(yīng)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。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(yīng)力，引起混凝土板拉裂。（1）橫向施工縫傳力桿。橫向施工縫傳力桿應(yīng)用光圓趕緊，且一半涂瀝青，允許滑動。在實際應(yīng)用中，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(dāng)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。（2）縱縫拉桿。縱縫一般有縱向縮縫和縱向施工縫兩種，兩種縱縫均應(yīng)設(shè)置拉桿。拉桿應(yīng)用螺紋鋼，長度達到設(shè)計要求，以保證其與混凝土間的粘接力，并且拉桿的直徑與間距也應(yīng)得到保證。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。
7.溫度變化引起的裂縫
混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形。若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?nbsp;
8.過早開放交通
開放交通過早，混凝土的強度尚低，不足以承受行車荷載，在荷載作用下，混凝土路面很容易產(chǎn)生裂縫。
綜上所述，水泥混凝土路面裂縫成因，不僅與設(shè)計、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護等聯(lián)系緊密。因此，要消滅水泥混凝土路面開裂這一質(zhì)量通病，延長水泥混凝土路面的使用周期，提高投資效益，需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方主體各負(fù)其責(zé)，分頭把關(guān)，按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實際，嚴(yán)格履行各自職能，相信這一頑疾一定會得到根治。
巖土工程師站點
