水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施(1)

1、；水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施水泥混凝土路面是一種剛度大、擴散荷摘載能力強、穩(wěn)定性強的路面結(jié)構(gòu)。但由于在施工中水泥混凝土的原材料及配合比的控制未達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝不規(guī)范。使得水泥混凝土路面道板出現(xiàn)了早期損壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫與斷板，這就降低了路面使用性能，不能確保水泥混凝土路面的正常使用年限，不能發(fā)揮道路建設(shè)的投資效益。因此，需要對路面出現(xiàn)的裂縫與斷板進行認真觀測、分析、確定裂縫原因，制定切實可行的修補方案。一、裂縫分類與產(chǎn)生的原因水泥混凝土道面的裂縫，可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫（簡稱貫穿裂縫）。（一）、表面裂縫水泥混凝土道面表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水

2、干縮和碳化收縮引起的?；炷粱旌狭鲜且环N多相不均勻材料。由于構(gòu)成混合料的各種固體顆粒大小、密度不同，混合料不可避免地會發(fā)生分層離析。1、泌水裂縫在路面水泥混凝土道面施工中混合料發(fā)生分層離析大多是由于粗骨料在混合料中下沉，水分向上遷移，從而形成表層泌水。泌水的結(jié)果，使水泥混凝土道面表面含水量增加，經(jīng)蒸發(fā)后混凝土表面形成凹面，此時混合料顆粒間產(chǎn)生較強的表面張力。當(dāng)混凝土表面尚未充分硬化，不能抵御這一張力時，混凝土表面則發(fā)生裂縫。在混凝土澆筑后數(shù)小時，混凝土表面將出現(xiàn)大面積細微的龜裂。2、碳化裂縫當(dāng)混凝土的水泥用量較低、水灰比較大時，空氣中的二氧化碳易滲透到混凝土中，混凝土的碳化反應(yīng)在空氣相對濕度為

3、30%-50%時最為激烈，此時混凝土的碳化收縮將引起混凝土表面龜裂。根治這類病害的方法是：在混凝土路面的混合料鋪筑、振搗后，立即采用真空吸水工藝，此方法可以將混凝土中富裕的水分和空氣一并吸出。這樣既提高了混凝土強度又可控制混凝土表面的網(wǎng)裂病害。（二）、貫穿裂縫水泥混凝土路面貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板交裂縫。1、橫向裂縫垂直與行車方向的不規(guī)則裂縫稱為橫向裂縫，導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫的原因較多，其主要原因有以下三方面。（1）、干縮裂縫：在水泥混凝土中，水是以化學(xué)結(jié)合水、層間水、物理吸附水及毛細水等狀態(tài)存在。當(dāng)這些水再混凝土硬化過程中失去時，水泥漿體就會發(fā)生收縮

4、，當(dāng)收縮受到限制時而發(fā)生收縮應(yīng)力時，才會引起混凝土的干燥收縮裂縫。水泥漿干縮的內(nèi)部內(nèi)部限制：主要來源于混凝土中的骨料對水泥漿的限制。在普通混凝土中，水泥漿的收縮率被限制了90%（或稱水泥漿被占有了90%）。因此，混凝土內(nèi)部存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。水泥混凝土干縮的外部限制：主要是路面板塊間或路面整體的限制，處于限制狀態(tài)下的混凝土結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)混凝土本身的抗拉應(yīng)變與混凝土硬化干燥過程中的自由收縮應(yīng)變不相適應(yīng)時，混凝土才會發(fā)生裂縫。配合比：在混凝土中的水泥用量、集料粒徑、細骨料含量等因素對混凝土的干縮都存在應(yīng)響，但最重要的影響因素是混凝土的單位用水量。混凝土的單位用水量愈小，收縮就愈小。單在實際

5、施工中，過小的單位用水量，往往滿足不了混凝土路面施工的要求。因而在實際施工中，混凝土的現(xiàn)場拌和，是以塌落度控制水灰比、單位用水量。干縮裂縫引發(fā)的路面橫向裂縫，出現(xiàn)在混凝土水化硬化的早期。有資料表明：水泥混凝土收縮量的14%-34%發(fā)生在水泥混凝土的14天齡期內(nèi)。（2）、冷縮裂縫（溫度裂縫）：水泥混凝土具有熱脹冷縮的性能，混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體限制條件下發(fā)生的，故熱脹屬于變性壓縮，而冷縮則屬于拉伸變形，很容易引起開裂。 水泥的水化反映是一個放熱的過程。在混凝土硬化過程中，釋放大量熱能，使溫度上升，通?；炷翜囟壬仙?攝氏度，每米膨脹0.01m。水泥水化反應(yīng)的放熱速度初始較緩慢，

6、25分鐘后增溫，在水泥終凝12小時后，水話溫度可達80-90攝氏度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹，板面的溫度則是隨著空氣氣溫而變化的。當(dāng)外界氣溫降低時，板面冷卻收縮。此時混凝土路面內(nèi)部膨脹，外部收縮，因而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的極限抗拉強度小于此拉應(yīng)力時，板塊將出現(xiàn)裂縫或斷板。施工期在高溫季節(jié)內(nèi)，當(dāng)日平均溫度約為35-40攝氏度，由于高溫暴曬，未能采取越過高溫時間段的施工措施，使得面層表面失水過快，而混凝土內(nèi)部和底部大量水分卻不能及時排出，由于水分的作用使混凝土上、下表面出現(xiàn)溫差，在溫度應(yīng)力的作用下，使得混凝土表面出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫或斷板。上述因素是混凝土路面出現(xiàn)裂縫或斷板的主要原因。防

7、治這類病害的方法很多，比較簡單的方法是：在混凝土路面的收水抹面后及時覆蓋朔料布，根據(jù)施工期氣溫情況確定覆蓋時間。此方法可以解決混凝土早期養(yǎng)護用水，并使此時的混凝土內(nèi)、外部溫差較小。這就避免了混凝土早期斷板的病害。（3）、切縫不及時的原因水泥混凝土路面縮縫（橫縫）切割時間應(yīng)視施工期溫度而定，當(dāng)氣溫在30攝氏度時，切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑的12-15小時后進行。采用真空吸水工藝時，切縫時間可在混凝土澆筑5-7小時后進行。當(dāng)施工氣溫在20-25攝氏度時，切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑15-21小時后進行。采用真空吸水工藝時，可在混凝土澆筑8-11小時后進行。切縫深度應(yīng)為混凝土路面厚度的1/4（厘米）。由于切縫

8、不及時 ，切縫深度不足，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)橫向裂縫或斷板。 （4）、養(yǎng)生不及時混凝土路面在硬化的初期內(nèi)，需要大量水進行保濕養(yǎng)生。由于養(yǎng)生水不足或養(yǎng)生不及時，使混凝土表面暴曬失水，這是混凝土路面極容易產(chǎn)生橫向裂縫或斷板。（5）、板塊分格應(yīng)合理混凝土路面的板塊分格應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計的要求施工。設(shè)計規(guī)范規(guī)定：混凝土路面板塊的長寬比不得大于1.3，板塊面積不得大于25m2。由于板塊分格不合理，不能滿足設(shè)計要求，混凝土路面將會出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫。2、縱向裂縫沿路前進方向出現(xiàn)的裂縫稱為縱向裂縫。水泥混凝土路面的動力荷載傳遞順序為面層、基層、路基。由于路基的填料土質(zhì)、濕度不均勻，膨脹土、粘土壓實度不足等多種原因，

9、導(dǎo)致路基強度不均勻。當(dāng)?shù)缆返幕鶎雍兔鎸愉佒螅M管道面?zhèn)鞯铰坊斆娴暮奢d應(yīng)力很小，只要路基稍有不均勻沉降的現(xiàn)象出現(xiàn)，在板塊自重和行車壓力作用下將產(chǎn)生縱向裂縫。開始裂縫很小，一般小于0.05mm,但隨著雨水侵入使基層軟化、液化，而產(chǎn)生唧泥、淘空，使裂縫加大。縱向裂縫的防治原則是：在新筑路基或舊路加寬改造時，要嚴(yán)格按著新筑路基或舊路拓寬改造的施工程序?qū)嵤?，確保路基的穩(wěn)定性，并在混凝土路面澆筑之前嚴(yán)格檢查基層頂面回彈模量是否符合規(guī)范要求。使之控制縱向裂縫的產(chǎn)生。3、交叉裂縫水泥混凝土在拌和、運輸、振搗、凝結(jié)、硬化的過程中始終存在著水泥的水化反應(yīng)。水化反應(yīng)可分為：初始期、休止期、凝結(jié)期及硬化期四個階段

10、。水泥水化反應(yīng)在混凝土發(fā)生升溫和降溫過程中產(chǎn)生體積的脹縮變形，在內(nèi)部骨料及外部邊界條件約束下使混凝土的自由脹縮變形受阻，而產(chǎn)生拉壓應(yīng)力。由于安定性不足的水泥中殘存著一些過燒的Cao和Mgo,它們的水化速度較慢，往往是在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體積膨脹、開裂甚至潰散，在澆筑后的混凝土路面上出現(xiàn)大面積龜裂。因此，在水泥混凝土路面施工中要嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量，嚴(yán)格按混凝土的設(shè)計配合比操作，保證混凝土強度。4、板角斷裂與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱為板角斷裂。板角是混凝土路面的薄弱部位，由于板角很難振搗密實，板角強度相對較小。相鄰板角之間無傳力桿，傳荷能力較差。當(dāng)車輪荷載作用在板角時很容

11、易出現(xiàn)板角斷裂。，預(yù)防板角斷裂的措施：采用水穩(wěn)性好的基層；橫、縱縫填縫前要清理干凈，填料要飽滿；施工中板角、板邊要振搗密實。二、裂縫與斷板的修補措施1、一般裂縫此裂縫的處理可采用環(huán)氧樹脂修補圬工工藝方法進行。詳見“環(huán)氧樹脂修補圬工工藝”。2、斷板裂縫這類裂縫處理可視裂縫走向，確定切割寬度，切縫應(yīng)與混凝土路面分格的橫縫平行，切割深度為12厘米，將切割區(qū)內(nèi)的原混凝土鑿除并清洗干凈，并將底部的裂縫鑿成“V”型槽，用環(huán)氧樹脂膠拌和水泥砂漿灌實。然將槽底部用1：1水泥砂漿鋪平，并放置方孔為5mm的鋼絲網(wǎng)，再澆注抗折強度不小于4.5Mpa的細石混凝土進行振搗壓實，經(jīng)收水抹面后覆蓋養(yǎng)生。細石混凝土中應(yīng)摻配膨

12、脹劑，其比例為水泥重量的15%?；炷谅访娴牧芽p或斷板按上述措施修補后，應(yīng)建立觀測點，觀測修補后的道路使用情況。附：混凝土路面修補工藝及參考表。環(huán)氧樹脂修補砼工藝一、配合比工藝1、先將水泥、中（粗）砂與水按其設(shè)計配合比進行配制。2、將環(huán)氧樹脂與稀釋劑攪拌均勻。當(dāng)環(huán)境溫度低于20度時，可用溫水溶法，（即將拌和物裝入器皿內(nèi)置入水中加溫）使樹脂溶化，加熱溫度不超過40度。3、將硬化劑加入已稀釋的樹脂溶液中，迅速攪拌。如使用間苯二胺（或乙二胺）作硬化劑時，應(yīng)用溫水溶法預(yù)先將硬化劑加熱溶化，但溫度不得超過65度。4、將加好硬化劑的樹脂倒入拌和好的粗細填料中，將含有環(huán)氧樹脂的砂漿混合物，邊和拌邊壓入裂縫中。5、加入硬化劑后的樹脂料，一般不宜加熱。如氣溫過低影響操作或拌和時，間苯二胺（或乙二胺）有產(chǎn)生結(jié)晶析出現(xiàn)象時，可用溫水溶法稍微加熱，但不得局部加熱或加熱過高，以防拌和物早期凝固。6、含有環(huán)氧樹脂的拌和物，應(yīng)在淺槽內(nèi)拌和，便于及時散除化學(xué)熱。環(huán)氧樹脂拌和物的配合比為：水泥：砂：環(huán)氧樹脂：間苯二胺（乙二胺）：水=1：3：0.25：0.02：0.45。本配合比為重量比。拌和物應(yīng)在30分鐘內(nèi)用完。二、方法選用1、裂紋寬小于0.15mm,一般不作修補，必須進行封閉時，可涂二層