水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施

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(kuò)散荷摘載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)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(dá)到設(shè)計(jì)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(duì)路面出現(xiàn)的裂縫與斷板進(jìn)行認(rèn)真觀測(cè)、分析、確定裂縫原 因，制定切實(shí)可行的修補(bǔ)方案。一、裂縫分類(lèi)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(jiǎn)稱(chēng)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

2、的早期過(guò)快失水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(huì)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雖增加， 經(jīng)蒸發(fā)后混凝土表面形成凹面，此時(shí)混合料顆粒間產(chǎn)生較強(qiáng) 的表面張力。當(dāng)混凝土表面尚未充分碩化，不能抵御這一張 力時(shí)，混凝土表面則發(fā)生裂縫。在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)，混 凝土表面將出現(xiàn)大面積細(xì)微的龜裂。2、碳化裂縫當(dāng)混凝土的水泥用雖較低、 水灰比較大時(shí)，空氣中的二 氧化碳易滲透到混凝土中

3、，混凝土的碳化反應(yīng)在空氣相對(duì)濕 度為30%-50%寸最為激烈，此時(shí)混凝土的碳化收縮將引起混 凝土表面龜裂。根治這類(lèi)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(qiáng)度乂可控 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(chē)方向的不規(guī)則裂縫稱(chēng)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(xì)水等狀態(tài)存在。當(dāng)這

4、些水再混凝土碩化過(guò)程中失 去時(shí)，水泥漿體就會(huì)發(fā)生收縮，當(dāng)收縮受到限制時(shí)而發(fā)生收 縮應(yīng)力時(shí)，才會(huì)引起混凝土的干燥收縮裂縫。水泥漿干縮的內(nèi)部?jī)?nèi)部限制：主要來(lái)源于混凝土中的骨 料對(duì)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(chēng)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)變與混凝土碩化干燥過(guò)程中的自由收縮應(yīng) 變不相適應(yīng)時(shí)，混凝土才會(huì)發(fā)生裂縫。配合比：在混凝土中的水泥用雖、集料粒徑、細(xì)骨料 含雖等因素對(duì)混凝土的干縮都存在應(yīng)響，但最重要的影

5、響因 素是混凝土的單位用水雖。混凝土的單位用水雖愈小，收縮 就愈小。單在實(shí)際施工中，過(guò)小的單位用水雖，往往滿(mǎn)足不 了混凝土路面施工的要求。因而在實(shí)際施工中，混凝土的現(xiàn) 場(chǎng)拌和，是以塌落度控制水灰比、單位用水雖。干縮裂縫引發(fā)的路面橫向裂縫，出現(xiàn)在混凝土水化碩化 的早期。有資料表明：水泥混凝土收縮雖的14%-34%t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(kāi)裂。水泥的水化反映是一個(gè)放熱的過(guò)程。在混凝土碩化過(guò)程 中，釋放大雖熱能，使溫度上

6、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，25分鐘后增溫，在水泥終凝12小時(shí)后，水話(huà)溫度可達(dá) 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(shí)，板面冷卻收縮。此時(shí)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(qiáng)度小于此拉應(yīng)力時(shí)，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(guò)高溫時(shí)間段的施工措施，使得 面層表面失水過(guò)快，而混凝土內(nèi)部和底部大雖水分卻不能及 時(shí)排出，由于水分的作用使混凝土上、下表面出現(xiàn)溫差，在

7、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。防治這類(lèi)病害的方法很多，比較簡(jiǎn)單的方法是：在混凝土路面 的收水抹面后及時(shí)覆蓋朔料布，根據(jù)施工期氣溫情況確定覆 蓋時(shí)間。此方法可以解決混凝土早期養(yǎng)護(hù)用水，并使此時(shí)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(shí)的原因水泥混凝土路面縮縫(橫縫)切割時(shí)間應(yīng)視施工期溫度而定，當(dāng)氣溫在 30攝氏度時(shí)，切縫時(shí)間應(yīng)在混凝土澆筑 的12-15小時(shí)后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時(shí)，切縫時(shí)間可在 混凝土澆筑5-7小時(shí)后進(jìn)行。當(dāng)施工氣溫在20-25攝氏度時(shí), 切縫時(shí)間應(yīng)在混凝土澆筑1

8、5-21小時(shí)后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時(shí)，可在混凝土澆筑8-11小時(shí)后進(jìn)行。切縫深度應(yīng)為混凝土路面厚度的1/4 (厘米)。由于切縫不及時(shí)，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(shí)混凝土路面在碩化的初期內(nèi)， 需要大雖水進(jìn)行保濕養(yǎng)生。由于養(yǎng)生水不足或養(yǎng)生不及時(shí)，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(jì)的要求施工。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：混凝土路面板塊的長(zhǎng)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，混凝土路面 將會(huì)出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫。2、縱向裂縫沿路前進(jìn)方向出現(xiàn)的

9、裂縫稱(chēng)為縱向裂縫。水泥混凝土路 面的動(dòng)力荷載傳遞順序?yàn)槊鎸?、基層、路基。由于路基的?料土質(zhì)、濕度不均勻，膨脹土、粘土壓實(shí)度不足等多種原因， 導(dǎo)致路基強(qiáng)度不均勻。當(dāng)?shù)缆返幕鶎雍兔鎸愉佒?，盡管道 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(chē)壓力作用下將產(chǎn)生縱向裂 縫。開(kāi)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?？v向裂縫的防治原則是：在新筑路基或舊路加寬改造 時(shí)，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 頂面回彈模雖是否符合規(guī)范要求。使之控制縱

10、向裂縫的產(chǎn) 生。3、交叉裂縫水泥混凝土在拌和、運(yùn)輸、振搗、凝結(jié)、碩化的過(guò)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)期及碩化期四個(gè)階段。水泥水化反應(yīng)在混凝土發(fā) 生升溫和降溫過(guò)程中廣生體積的脹縮變形，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(guò)燒的Cao和Mgo,它們的水化速度較慢，往往是在水泥碩化后再水化，引 起水泥漿體積膨脹、開(kāi)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)雖，嚴(yán)格按混凝土的設(shè)計(jì)配合比操作，保證混 凝土強(qiáng)度。4、板角斷裂與混凝土板角

11、兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱(chēng)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(shí)，板角強(qiáng)度相對(duì)較小。相鄰板角之間無(wú)傳力桿，傳荷能 力較差。當(dāng)車(chē)輪荷載作用在板角時(shí)很容易出現(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(mǎn)；施工中板角、板邊要振搗 密實(shí)。二、裂縫與斷板的修補(bǔ)措施1、一般裂縫此裂縫的處理可采用環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)拷工工藝方法進(jìn)行。 詳見(jiàn)“環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)拷工工藝”。2、斷板裂縫這類(lèi)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”型糟，用環(huán)氧樹(shù)

12、脂膠拌和水泥砂漿灌實(shí)。然將糟底部用1: 1水泥砂漿鋪平，并放谿方孔為 5mm勺鋼絲網(wǎng)，再澆注抗折強(qiáng) 度不小于4.5Mpa的細(xì)石混凝土進(jìn)行振搗壓實(shí)，經(jīng)收水抹面 后覆蓋養(yǎng)生。細(xì)石混凝土中應(yīng)摻配膨脹劑，其比例為水泥重 雖的15%混凝土路面的裂縫或斷板按上述措施修補(bǔ)后，應(yīng)建立觀 測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)修補(bǔ)后的道路使用情況。附：混凝土路面修補(bǔ)工藝及參考表。環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)磴工藝一、配合比工藝1、先將水泥、中（粗）砂與水按其設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行配制。2、 將環(huán)氧樹(shù)脂與稀釋劑攪拌均勻。當(dāng)環(huán)境溫度低于20 度時(shí)，可用溫水溶法，（即將拌和物裝入器皿內(nèi)谿入水中加溫）使樹(shù)脂溶化，加熱溫度不超過(guò) 40度。3、將碩化劑加入已稀釋的樹(shù)脂溶液中

13、，迅速攪拌。如 使用間苯二胺（或乙二胺）作碩化劑時(shí)，應(yīng)用溫水溶法預(yù)先 將碩化劑加熱溶化，但溫度不得超過(guò) 65度。4、將加好碩化劑的樹(shù)脂倒入拌和好的粗細(xì)填料中，將 含有環(huán)氧樹(shù)脂的砂漿混合物，邊和拌邊壓入裂縫中。5、加入碩化劑后的樹(shù)脂料，一般不宜加熱。如氣溫過(guò) 低影響操作或拌和時(shí)，間苯二胺（或乙二胺）有產(chǎn)生結(jié)晶析出現(xiàn)象時(shí)，可用溫水溶法稍微加熱，但不得局部加熱或加熱 過(guò)高，以防拌和物早期凝固。6、含有環(huán)氧樹(shù)脂的拌和物，應(yīng)在淺糟內(nèi)拌和，便于及 時(shí)散除化學(xué)熱。環(huán)氧樹(shù)脂拌和物的配合比為： 水泥：砂：環(huán)氧樹(shù)脂： 間苯二胺（乙二胺）：水=1： 3: 0.25 : 0.02 : 0.45。本配合 比為重雖比。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(bǔ)，必須進(jìn)行封閉 時(shí)，可涂二