混凝土路面斷板開裂的原因及預(yù)防措施

1、混凝土路面斷板開裂的原因及預(yù)防措施水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)效益高等 優(yōu)點(diǎn)，在目前公路建設(shè)中廣泛的使用。本文總結(jié)某環(huán)山公路水泥混凝土路面夏季施工中的經(jīng)驗(yàn)，就水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫和斷板的原因及防止措施進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的分析。一、環(huán)境條件南方某環(huán)山公路混凝土路面施工時(shí)間為2006年7月至8月，施工期間多以晴天為主,晝夜溫差大，午間最高氣溫 42 C,晚間最低氣溫15 C左右。二、裂縫和斷板的產(chǎn)生環(huán)山公路混凝土路面的前期施工階段由于工期緊迫沒有回避高溫時(shí)段的烈日暴曬而澆筑混凝土，覆蓋養(yǎng)護(hù)之前就發(fā)現(xiàn)有塊板有微裂縫，為防止太陽(yáng)直接曝曬于板塊表面，施工人員及時(shí)用編織

2、布及塑料布進(jìn)行遮蓋，在中午陽(yáng)光的直射下，塑料布下混凝土在氣溫及水化熱的雙重作用下，溫度上升很快，并且很快達(dá)到60 C左右。同時(shí)，沒有及時(shí)采取措施盡快根據(jù)混凝板的實(shí)際情況提前進(jìn)行切縫，在養(yǎng)護(hù)期過后揭開覆蓋物清掃路面時(shí)發(fā)現(xiàn)有出現(xiàn) 多處裂縫和二處斷板，裂縫和斷板大多數(shù)為橫向。三、裂縫和斷板產(chǎn)生的原因（一）冷縮裂縫在夏季施工時(shí)冷縮裂縫的產(chǎn)生包括由于氣候溫差大和人為因素造成了混凝土大溫差兩方面，特別是人為的大溫差使表面迅速收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力造成裂縫和斷板。和一般材料一樣，水泥混凝土具有熱脹冷縮性能，混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體性限制條件下發(fā)生的，故熱脹屬于變形壓縮，而冷縮則屬于拉伸變形很容易開

3、 裂。水泥的水化過程是一個(gè)放熱過程。在混凝土硬化過程中釋放大量熱能，致使溫度上升，在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度上升1C,每m膨脹0.01mm。這種溫度變形對(duì)大面積板塊極為不利。（二）干縮裂縫在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化學(xué)結(jié)合水，層間物理吸附水以及毛細(xì)水等狀態(tài) 存在著，當(dāng)這些水在混凝土硬化過程中失去時(shí)，水泥混凝土本體就會(huì)收縮，這些就是干縮。 但是這是自由收縮，還不會(huì)導(dǎo)致裂縫的發(fā)生，惟有收縮受到限制而發(fā)生收縮應(yīng)力時(shí)，才容 易產(chǎn)生干燥收縮裂縫，水泥漿干縮的內(nèi)部限制主要是混凝土中骨料對(duì)水泥漿的限制。在普通水泥混凝土中，水泥漿的收縮率被限制了90%，所以混凝土內(nèi)部經(jīng)常存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。

4、干縮裂縫一般為表面裂縫或不規(guī)則斷板。混凝土面板在澆筑完成后。經(jīng)過表面修整抹面后應(yīng)盡快采取措施避免日光曝曬新澆筑的混凝土，使其表面減少蒸發(fā)量，防止混凝土面板表面迅速失水而產(chǎn)生干縮裂縫。本段混凝土在中午澆筑后，為防止陽(yáng)光暴曬，雖然采用了編織布及塑料布覆蓋，但在施工時(shí)在覆蓋前就已經(jīng)損失了不少水分，是該施工過程產(chǎn)生干縮裂縫的一個(gè)重要因素。（三）切縫不及時(shí)由于高溫季節(jié)施工，又是在覆蓋升溫的情況下，水泥混凝土強(qiáng)度提高較快，應(yīng)加強(qiáng)觀察提前進(jìn)行切縫，使混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力釋放在切縫端。水泥混凝土路面施工后在當(dāng)時(shí)溫度條件下一般都要在16-18小時(shí)才可以切縫，而有些混凝土路面板塊由于在上午施工，經(jīng)過中午烈日高溫影響

5、，再加上人為覆蓋增溫，因此混 凝土板強(qiáng)度形成較快，作為施工人員，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)注意觀察，一旦強(qiáng)度允許，應(yīng)及時(shí)切縫， 避免由于切縫不及時(shí)而造成裂縫和斷板。四、預(yù)防措施路面的裂縫和斷板的產(chǎn)生使其使用性能下降，嚴(yán)重影響了公路運(yùn)輸?shù)男б婧托熊嚢踩?，因此，必須采取措施，加?qiáng)對(duì)水泥混凝土路面裂縫和斷板的控制。（一）設(shè)計(jì)階段預(yù)防裂縫和斷板的產(chǎn)生為了防止水泥混凝土路面的裂縫和斷板，各有關(guān)部門應(yīng)認(rèn)真及時(shí)地組織設(shè)計(jì)人員和有 關(guān)專家，根據(jù)水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)理論及規(guī)范要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?，環(huán)境、地形、 沿線工程地質(zhì)和水文條件，特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應(yīng)情況， 進(jìn)行深入細(xì)致地研究和討論，提出符合實(shí)

6、際的軸載設(shè)計(jì)參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)、材料組成、路基 填料、碾壓方案和要求，以設(shè)計(jì)出適宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系統(tǒng)，提出合理 經(jīng)濟(jì)的水泥混凝土配比設(shè)計(jì)及施工要求。（二）施工中預(yù)防斷板的產(chǎn)生1、嚴(yán)格控制混合料組成配合比，使施工配合比與設(shè)計(jì)配合比相符合。在施工中要經(jīng)常檢查骨料的級(jí)配和雜質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所購(gòu)進(jìn)的骨料級(jí)配與原試驗(yàn)級(jí)配不符時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整施 工配合比，同時(shí)還要檢查含泥量，使其不能超標(biāo)。而在施工中最應(yīng)注意的是水灰比的控制， 如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時(shí)又不注意攤鋪的均勻性，就會(huì)造成水灰比不同的片塊，在 其交界結(jié)合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同而造成裂縫和斷板的產(chǎn)生；如果水灰比 過大，混合料便偏稀

7、，在其凝固成型時(shí)，收縮率就大，一旦縮縫設(shè)置和施工仍按正常進(jìn)行，就會(huì)造成縮縫間距相對(duì)過長(zhǎng)，從而易在較大的收縮應(yīng)變作用下形成裂縫，如果進(jìn)一步發(fā)展, 還可以形成貫通的混凝土路面斷板，因此，在施工中要嚴(yán)格把住混合料的配比關(guān)，特別是 水灰比這一關(guān)。2、施工中嚴(yán)格把住材料關(guān)，是保證混凝土質(zhì)量的前提。材料是構(gòu)成混凝土路面的主 體，如果由于施工中管理不嚴(yán)，購(gòu)進(jìn)材料質(zhì)量低劣，那么這樣的材料組成的混凝土路面面 板的彎拉應(yīng)力就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，很容易在施工期間產(chǎn)生不規(guī)則斷裂，或在使用過程出現(xiàn) 更多的病害。3、在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實(shí)。如果水泥混凝土振搗不均勻，將造成水 泥混凝土的密實(shí)度不均勻。在密度小的區(qū)域

8、內(nèi)混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了 承受應(yīng)力的薄弱部位或區(qū)域，從而易使面板產(chǎn)生斷板。4、施工中及時(shí)正確地切縫是預(yù)防斷板的有力措施。當(dāng)水泥達(dá)到終凝后，水泥混凝土 即告凝固成型，這時(shí)水泥混凝土體收縮變形也在不斷進(jìn)行，并產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，當(dāng)混 凝土路面面板與基層之間的摩擦力大于這個(gè)成型凝固產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí)，在混凝土面板 承受拉應(yīng)力最薄弱的位置就會(huì)被拉斷而產(chǎn)生斷板。而如果能夠及時(shí)準(zhǔn)確地切縫，就能引導(dǎo) 混凝土面板凝固收縮力在切縫處規(guī)則拉斷面板，從而避免在其他位置產(chǎn)生斷板。5、在基層施工中，使基層表面平整，也是預(yù)防混凝土路面斷板的一個(gè)措施。當(dāng)基層 表面凹凸不平，不僅會(huì)使面板與基層間的摩擦力增大，

9、而且使面板下面的摩阻力形成不均 勻的片狀區(qū)，這樣在不均勻片狀區(qū)的邊緣部位和摩阻力集中的區(qū)域就最容易形成斷板。6、 在施工中應(yīng)盡量避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)。公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF30 2003 )第10.4.1條規(guī)定：施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫高于 30 C,拌和物攤鋪溫度在3035 C,同時(shí)空氣相對(duì)濕度小于80 %時(shí)，混凝土路面應(yīng)按高溫季節(jié)施工的規(guī)定進(jìn)行。”第10.4.2 (1 )條規(guī)定：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫大于等于30 C,應(yīng)避開中午高溫時(shí)段施工。溫差效應(yīng)過大或突變，容易造成混凝土面板強(qiáng)度形成的不同步。7、正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求，按設(shè)計(jì)進(jìn)行， 使傳力桿與道路中心線

10、及路面平行。如果傳力桿安裝偏斜，則在傳力過程中會(huì)將混凝土頂 破，從而形成裂縫和斷板。8、在混凝土面板底面與基層頂面間設(shè)置滑動(dòng)層，減少面板與基層間的摩阻力，這樣可以防止面板被拉斷。當(dāng)基層表面與混凝土面板底面的摩阻力很大，混凝土面板收縮和膨 脹不能自由滑動(dòng)時(shí)，就使板內(nèi)的拉應(yīng)力增加，此時(shí)基層的裂縫也極容易反射到混凝土面板 上而形成斷板?；瑒?dòng)層設(shè)置形式一般有：(1)在基層上灑瀝青透層油；(2)設(shè)1厘米厚的砂子（或?yàn)r青砂）滑動(dòng)層；（3）用塑料薄膜設(shè)置滑動(dòng)層。以上方法也可以組合使用。9、嚴(yán)格控制開放交通的時(shí)間，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須達(dá)到設(shè)計(jì) 強(qiáng)度后方可開放交通，并對(duì)其及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、灑水，清

11、掃，確保混凝土路面濕潤(rùn)、整潔， 防止因缺水養(yǎng)護(hù)而產(chǎn)生干縮裂縫或斷板。10、混凝土面板要在切縫處埋置接縫板，并在接縫板位置上再行切縫，這是預(yù)防混凝土早期斷板的有效措施。接縫板的高度是混凝土板厚的2/ 3，并應(yīng)在基層頂面放置，這樣就在此處形成了最薄弱條件，當(dāng)混凝土面板產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，裂縫就在此處產(chǎn)生，從而避免 了混凝土面板的早期斷板。五、結(jié)束語(yǔ)在設(shè)計(jì)施工前，應(yīng)詳細(xì)準(zhǔn)確地勘明當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢茫h(huán)境、地形、沿線工程地質(zhì)和水 文條件，特別是交通量的組成和車輛的類別以及地方材料的供應(yīng)情況，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的 設(shè)計(jì)參數(shù)，并為施工單位選用正確的施工方案提供依據(jù)，以免造成不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)和施 工工期的延誤。剖析水泥路

12、面開裂斷板現(xiàn)象水泥混凝土路面因其平整度好、耐久性長(zhǎng)、干凈、易于清掃等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于市政 道路建設(shè)中。但由于施工、溫度、原材料等各方面原因，均會(huì)造成水泥混凝土路面的開裂、 斷板、甚至錯(cuò)臺(tái)，從而影響混凝土路面的使用年限。現(xiàn)就路面開裂、斷板原因及防治分析 如下。開裂斷板的原因一、混凝土本身的原因：1、由于水泥混凝土路面是由一定厚度和寬度的混凝土板組成的，具有熱脹冷縮的性 質(zhì)，因此容易產(chǎn)生翹曲就容易造成混凝土板的斷裂等破壞現(xiàn)象。2、混凝土強(qiáng)度不夠。一般道路的混凝土強(qiáng)度應(yīng)該達(dá)到C30，最低強(qiáng)度也應(yīng)在 C25，如果強(qiáng)度不夠就容易裂縫；3、攪拌所使用的水泥、砂、石子比例不符合規(guī)定；4、原材料控制不嚴(yán)格，砂

13、、石子的含泥量高，降低了水泥與骨料間的界面粘結(jié)力。二、路基方面的原因：1、混凝土路面雖整體強(qiáng)度較高，剛性大，但變形能力小，因此要求基礎(chǔ)的壓實(shí)度應(yīng) 均勻。如果基礎(chǔ)壓實(shí)度不均勻，發(fā)生不均勻沉降，就容易使路面板失去支承脫空，從而造 成板體在該處發(fā)生斷裂。 2、基礎(chǔ)平整度差，基礎(chǔ)平整度達(dá)不到規(guī)范要求，導(dǎo)致混凝土路面板厚薄不均勻。3、施工時(shí)路基過于干燥，導(dǎo)致表面出現(xiàn)干縮性裂縫。三、氣溫方面的原因：在渭北高原的初春和深秋季節(jié)施工時(shí)，由于氣溫不穩(wěn)定晝夜溫差大，混凝土板受熱伸 脹產(chǎn)生正翹曲應(yīng)力，夜晚溫度降到零度附近，混凝土板受冷收縮，產(chǎn)生負(fù)翹曲應(yīng)力，正、 負(fù)翹曲應(yīng)力相互交替作用，就容易導(dǎo)致還未養(yǎng)護(hù)成型的混凝土板發(fā)生斷裂，一般將這種縫 稱之為溫度縫。四、施工操作方面的原因：1、拌制混凝土混合料水灰比失控，早期產(chǎn)生裂縫機(jī)率增加；2、振搗不密實(shí)、拆模過早，均會(huì)造成混凝土板扭曲變形；3、混凝土熟料供應(yīng)不連續(xù)，突然中斷且中斷時(shí)間超過半小時(shí)以上形成施工縫，人為造成混凝土板裂縫。開裂斷板的防治為保證水泥混