水泥混凝土路面裂縫的成因分析及防治

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文水泥混凝土路面裂縫的成因分析及防治水泥混凝土路面裂縫的成因分析及防治 摘要:本文依實(shí)際工程的施工為例，對(duì)水泥混凝土路面產(chǎn)生各種裂縫的原因進(jìn)行了詳細(xì)地分析與探討，找出裂縫的成因，在路基的成型、施工、控制及水泥混凝土的施工工藝、原材料的選擇、配合比的控制等各個(gè)方面對(duì)預(yù)防裂縫提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。 關(guān)鍵詞: 路基沉降 水灰比、路面接縫、氣溫變化 配合比 裂縫 防治 中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 某廠區(qū)新建道路工程，路面設(shè)計(jì)為汽20和汽30兩種等級(jí)，厚度為240MM與300MM，面層混凝土28d抗彎強(qiáng)度分別為不小于4.5Mpa5.0Mpa,寬度分

2、12m、9m、7m三種，路拱為直線型，分單坡、雙坡兩種形式?；鶎硬捎枚疑暗[基層（配比為石灰：粉煤灰：砂礫8：17：75，厚度:兩層200mm），路基壓實(shí)系數(shù)0.93，屬重型標(biāo)準(zhǔn)。面層采用水泥混凝土（普通硅酸鹽水泥），其中石料強(qiáng)度不低于二級(jí)，且應(yīng)有一定級(jí)配，砂以中偏粗砂為宜，相應(yīng)混凝土砂率不大于0.30?；炷撩姘宀捎玫群袷剑繨TG D40-2002規(guī)范規(guī)定自行劃分板塊，表面構(gòu)造深度為0.6mm，并且以規(guī)范要求設(shè)置縱、橫縫（平縫、脹縫、縮縫），縱縫與脹縫處設(shè)置鋼筋與傳力桿。面層總面積達(dá)50000m2,共11條道路縱橫交錯(cuò)，交叉路口較多。施工期間在5月8月份，采用機(jī)械攪拌、機(jī)械碾壓。在施工時(shí)加

3、強(qiáng)了工序間質(zhì)量控制與管理并對(duì)施工工藝在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)時(shí)行了改進(jìn)，仍在混凝土澆筑后出現(xiàn)面板裂縫(包括面板的干縮裂縫)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，絕大部分裂縫發(fā)生在混凝土面板澆注后的12天內(nèi)，位置大多在距縮縫1米的范圍內(nèi)，個(gè)別也有在面板縱縫處開(kāi)裂的。且縫寬隨時(shí)間的推移由細(xì)發(fā)展到寬，細(xì)的只有0.1mm，縫深度有的貫通板面，嚴(yán)重時(shí)面層也會(huì)斷裂?？傮w上橫向縫較縱向縫居多。 1、原因分析 造成面板開(kāi)裂的因素很多。路面是大面積薄壁結(jié)構(gòu)，大平面薄壁結(jié)構(gòu)是最易于開(kāi)裂、斷裂和斷角的結(jié)構(gòu)。當(dāng)混凝土面板的抗拉、抗折強(qiáng)度低于混凝土的收縮和變形應(yīng)力時(shí)，裂縫就會(huì)產(chǎn)生，而隨著時(shí)間、氣溫等環(huán)境變化以及雨水、養(yǎng)護(hù)用水等浸入，或者行車(chē)作用，會(huì)導(dǎo)致裂縫

4、程度加重。根據(jù)裂縫的檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，水泥混凝土面層裂縫主要有表層、貫通裂縫兩種，其產(chǎn)生的原因分析如下： 1.1表面裂縫 水泥混凝土路面表層裂縫主要表現(xiàn)形式為龜裂，縫深度較淺。主要是由混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度（抗拉、抗彎）、砼配合比、原材料、施工方法等造成的。 混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、配合比、原材料不當(dāng)有幾個(gè)方面：a水泥量大b砂率過(guò)小或過(guò)大c外加劑使用不當(dāng)（摻量大，混凝土在重力作用下產(chǎn)生離析或者早強(qiáng)劑的使用）d原材料使用不當(dāng)（水泥品種泌水性大、砂粒徑小、碎石級(jí)配差等）e混凝土塌落度大、和易性差、水泥漿分離，由極限拉伸值較大而產(chǎn)生裂縫。 1.2貫通裂縫 是指貫穿板厚的縱橫裂縫，由于施工分幅與施工縫留設(shè)基本相同，使得

5、縱向裂縫較少。形成的原因有：a路基土質(zhì)承載力不足，碾壓壓實(shí)度局部未達(dá)標(biāo)或基底水浸b二灰基層集中攪拌不均勻，配合比誤差大或未分層?；鶎咏M成料生石灰粉內(nèi)部有未篩分的石灰大顆粒，且發(fā)生顆粒較集中部位c面層混凝土澆筑遇大風(fēng)、雨天施工，混凝土振搗不到位d面層壓面晚、切縫時(shí)間掌握差e未使用早強(qiáng)型減水劑f養(yǎng)生時(shí)間短，通車(chē)早g溫度、濕度等幾個(gè)方面。 2、減少水泥混凝土裂縫的預(yù)防措施 針對(duì)以上分析的原因，力求極大程度減少混凝土裂縫為目的，達(dá)到混凝土面層施工能早期預(yù)防裂縫產(chǎn)生為最終目標(biāo)，結(jié)合以往工程實(shí)際情況以及裂縫處理的先進(jìn)方式方法，具體措施及方法如下： 2.1 保證路基最佳密實(shí)度 為保證路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

6、，就必須把沉降量減小到最小，尤其要避免發(fā)生嚴(yán)重的不均勻沉降。為減少填方路基因地基沉降而造成的路基變形，在填筑路基前，先清除地基表面的農(nóng)作物、樹(shù)木雜 草以及腐殖土或建筑垃圾，然后用重型壓路機(jī)械多遍碾壓，使地基壓實(shí)度不小于95%，從而減少路基的塑性變形和滲透系數(shù),增加穩(wěn)定性，同時(shí)加強(qiáng)最佳含水率的控制手段。 2.2 提高基層的強(qiáng)度與穩(wěn)定性 二灰基層適于水泥混凝土道路基層，石灰土宜作為底基層，不宜作為水泥混凝土路面的基層?；鶎訌?qiáng)度的均勻性及平整度對(duì)混凝土面板質(zhì)量影響較大。2.3 施工溫度、濕度對(duì)混凝土的影響 (1)早期:自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，由于彈性模量的變化，在內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。 (2

7、)中期:這個(gè)時(shí)期溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起。 (3)晚期:混凝土完全冷卻以后，溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起且與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。2.4 控制溫度和改善約束條件 (1)控制溫度: 1)采用改善骨料級(jí)配等措施以減少混凝土中的水泥用量;2) 熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；3)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度; (2)改善約束條件: 1)合理地分縫分塊;2) 合理的安排施工工序;3) 添加外加劑 2.5 嚴(yán)格控制混凝土的配合比和水灰比 水泥:不以水泥的強(qiáng)度等級(jí)使用水泥，而以水泥實(shí)測(cè)抗折強(qiáng)度按不同交通等級(jí)來(lái)使用，同時(shí)參考抗壓強(qiáng)度，優(yōu)選順序

8、依次為道路水泥、硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥 集料；為了減小變形，控制開(kāi)裂，路面所用的粗集料級(jí)配與國(guó)標(biāo)完全不同。規(guī)定路面即使級(jí)配合格也不得使用統(tǒng)料。規(guī)定碎石公稱最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm。 （3）外加劑：路面與其他結(jié)構(gòu)相比是薄壁結(jié)構(gòu)，防裂要求其28d收縮率比由135%降低為120%；高效減水劑與普通減水劑的界限減水率由12%增大為15%。 （4）粉煤灰等摻合料路面使用的粉煤灰等級(jí)必須是、級(jí)粉煤灰，不得使用 級(jí)灰。 砂的細(xì)度：細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.03.5之間，以保證路面有足夠的抗滑橫向力系數(shù)，不允許面層使用細(xì)度模數(shù)小于2.0的細(xì)砂或特細(xì)砂。 （5）其他材料：主要有鋼筋、接縫材料、傳力桿套帽，塑料

9、薄膜、養(yǎng)生劑等。 2.6 混凝土路面的接縫 2.6.1 脹縫:脹縫應(yīng)與路面中心線垂直，段內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)和傳力鋼筋。 2.6.2 縱縫：兩幅面板處的縱縫，用螺紋鋼筋制成的拉桿連接，拉桿位置在1/2板厚處。 2.6.3 縮縫: 為抵抗混凝土的冷縮應(yīng)力而設(shè)置的縮縫，均應(yīng)使用切縫法。切縫法主要是用切縫機(jī)切割，且深度要一致。切縫時(shí)間要及時(shí)，過(guò)早會(huì)破損混凝土，過(guò)晚面板會(huì)斷裂。 2.6.4 施工縫:其位置應(yīng)與脹、縮縫的設(shè)計(jì)位置相吻合，其設(shè)置方法和要求與脹縫相同,施工縫應(yīng)盡可能減少。 2.6.5 填縫:填縫要及時(shí)，在混凝土養(yǎng)護(hù)期后立即進(jìn)行。 2.7 混凝土的早期養(yǎng)護(hù) 實(shí)踐證明，混凝土常見(jiàn)的裂縫，大多數(shù)是不同深度

10、的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成。混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。另一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行而達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。 結(jié)束語(yǔ)：綜上所述：混凝土是一種非勻質(zhì)脆性材料，由骨料、水泥、水以及存留在其中的部分氣體組成，在具有一定的溫度和濕度情況下，混凝土硬化并產(chǎn)生體積變形，由于組成混凝土的材料其變形不一致，互相約束產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成在骨料與水泥石粘結(jié)面之間或水泥石本身之間產(chǎn)生不規(guī)則也不連貫的微細(xì)裂縫，在外界因素影響下，還可能發(fā)展成宏觀裂縫。目前對(duì)混凝土道路出現(xiàn)裂縫嚴(yán)重的面板只有鏟掉重澆新板，面板裂縫輕微且不再發(fā)展的，可以采取修補(bǔ)。 由于設(shè)計(jì)、施工、使用過(guò)程中存在的某些不足，也由于混凝土內(nèi)在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形等，影響混凝土道路的施工質(zhì)量，在水泥混凝土路面施工時(shí)難免發(fā)生各種類型的裂縫.關(guān)于水泥混凝土路面的裂縫現(xiàn)象的諸多理論和工藝隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)。特別是水泥混凝土路面施工的新材料、新技術(shù)和新工藝水平在施工中的使用，將對(duì)水泥混凝土路面裂縫的防治起