淺析水泥混凝土路面裂縫成因及預防措施

張慧 張勐

摘要：水泥混凝土路面裂縫防治作為一項重要的施工內容，其施工水平的高低直接影響到整個公路工程的質量好壞，因此施工單位必須全面了解裂縫產生的原因，并對施工規范嚴格執行，對施工原則認真遵守，只有這樣才能確保采取的防治措施科學有效，才能進一步提升公路路面施工質量，延長公路使用壽命，確保行車安全。

關鍵詞：水泥混凝土路面;裂縫成因;預防措施

路面作為多種混合料鋪筑的路基頂層，在公路結構中屬于荷載傳遞部位，其質量的優劣直接決定著整個公路的施工質量。近年來，隨著交通量的不斷增加，早期修建的公路工程逐漸出現各種病害問題，如水泥砼路面中裂縫現象最為嚴重。裂縫是混凝土硬化環節，因混凝土脫水將產生收縮現象，或因溫差過大等因素，導致不均勻脹縮現象，進而形成裂縫。裂縫的長期存在，不僅會引起行車跳動，甚至會阻礙交通運行。為更好地解決水泥砼路面裂縫問題，必須先了解其產生的原因，只有這樣才能保證采取的措施科學有效。

一、水泥混凝土路面裂縫成因分析

（一）溫度應力

混凝土在硬化期間水泥放出大量水化熱，使混凝土內部溫度升高，水泥水化熱在1-3天內可放出熱量的50%，由于混凝土內部和表面的散熱條件不同，形成內外溫差，造成溫差變形和溫度應力。溫度應力和內外溫差成正比，溫差越大，溫度應力也越大砼的早期抗拉強度較低，當這種溫度應力超過混凝土抗拉強度時，產生裂縫。

（二）材料的影響

水泥質量的穩定性是十分重要的因素。水泥的安定性差，凝結硬化時的收縮量大，使混凝土板面產生許多小裂紋，在外部荷載及自然因素作用下擴展為裂縫。不同標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。砂石材料中若有過量的泥土和石粉，會削弱水泥的膠結力，延緩水泥硬化，降低混凝土的強度，在使用使容易產生裂縫。

（三）配合比的影響

水灰比偏大，使混合料中被水占有的空間較大，只有其中一小部分參與水化反應，剩余水分逐漸蒸發，在混凝土中形成空隙，并使混凝土干縮。用水量越大孔隙率越大，T縮率也越大，這樣就明顯降低了混凝土的強度。水泥用量不合理使用，使混凝土收縮量增大。由于水泥本身固有的收縮特性，使混凝土中水泥用量增大，致使收縮量也增大，在施工時便容易產生裂縫。砂石料的級配不合理使抗折強度降低，因為不同級配的混合料其抗折和抗壓強度有較大的差異。砂偏細，導致水泥用量過大。砂在同樣重量的前提下，粒徑越小，砂?？偙砻娣e越大，這就需要較多的水泥來包裹砂粒表面積，從而增高水泥用量，引起水泥混凝土收縮量增大。

二、水泥混凝土路面裂縫預防措施

某公路改造項目總長度為215.25km，屬于雙向四車道，于2011年投入使用。其路基寬度分別為21.5m，24.5m，為水泥混凝土路面，設計中其下行線為30cm路面面層、20cm貧混凝土基層厚度;上行線為28cm路面面層厚度，22cm貧混凝土基層厚度。5Mpa為其面層混凝土設計彎拉強度，3Mpa為基層彎拉強度，15Mpa為抗壓強度，運行至今，路面已經出現了大量裂縫問題。

（一）材料選擇

按照材料功能，可將裂縫修補材料分為2大類，如補強材料與密封材料。由于強度問題路面產生貫穿裂縫的情況，可選取補強材料進行修補，一般為改性環氧樹脂類材料、乳化環氧樹脂乳液等;由于干縮、溫縮等問題路面表面出現裂縫，但結構強度與設計要求相符的情況下，可選取密封材料進行修補，通常為橡膠瀝青、灌漿材料等。

（二）施工工藝

第一，路面表面裂縫寬度在0.5mm以上，且屬于非擴展性時，可選用壓注灌漿法進行施工，如噴嘴灌入法、注射器注射法等。

第二，路面表面裂縫寬度在0.5到3mm之間，且屬于非擴展性時，可選用直接灌漿法。

先清理干凈縫內的雜物，如泥土等，并將縫口用鋼絲刷進行刷洗，保證縫內清潔。隨后將0.3mm厚的聚氨酯底膠層鋪設到縫中與路面上，一般每平方米可使用0.15kg底膠，選取涂刷法鋪筑底膠。然后向縫內注入灌漿材料，固化后強度滿足設計要求，即可通車。

第三，路面表面裂縫寬度在3mm以下，但裂縫位置屬于未剝落的輕微裂縫，可選取擴縫灌漿法施工。沿著裂縫方向通過擴縫機進行溝槽設置，其寬度為1到2cm，且按照裂縫具體深度進行溝槽深度的確定，一般需控制在75%板厚以內。如施工中存有碎屑等雜物，需選取清縫機進行清理，并將干凈的石屑（0.3到0.6cm粒徑）填入溝槽內。隨后選取配比合理的材料通過灌縫機向擴縫內灌入。

（三）斜向植筋法

如面板只有1條裂縫及縱縫沉降不顯著時，可選取植筋補強灌縫封水法進行施工。要求先對其脫空現象進行確定，如存有脫空問題需先做好灌漿施工，再進行施工，具體施工流程如下：

（1）鉆孔。在與板邊相距60cm左右時，進行斜孔鉆孔施工，孔徑必須控制在20mm以上。鉆孔可選取300量角器輔助施工，確保在-2°到+2°之間控制孔角偏差，33cm為鉆孔間距。按照板厚進行鉆孔深度的確定，要求不得將面板穿透，保證在 15cm以上控制鋼筋水平投影長度。一般可在裂縫兩側交叉位置開孔，鉆孔方向需垂直于鉆孔位置的裂縫，并選取鋼尺進行各個孔位的測量定位。

（2）清孔。大量粉塵在鉆孔時產生，應做好排塵工作。不僅要及時清理干凈孔口粉塵，還需選取空壓機將孔內的粉塵清理干凈。施工中應避免孔內由水滲入。如無法徹底清理干凈孔內的粉塵，將對鋼筋和混凝土之間的粘結性能造成極大的影響。

（3）植筋。一般選取粘度較低的改性環氧樹脂膠作為路面植筋施工的材料，且選取Φ25螺紋鋼筋用于植筋施工鋼筋?？變确蹓m清理干凈后，需先將膠液倒入孔內，所需量應達到孔深一半左右，隨后在孔內放入Φ25螺紋鋼筋，保證鋼筋下半部分被膠液浸末。鋼筋頂部放入位置與孔口相距60mm時，則表明鋼筋植入深度達到設計要求。此時膠液若無法溢出孔口，需再次將膠液灌入，此次深度應滿足與孔口相距30mm位置。如膠液溢出，需及時將多余膠液清理干凈。隨后通過膠液與細砂攪拌進行回填、平整施工，保證孔口環氧樹脂顏色類似于附近混凝土顏色。

三、結束語

綜上所述，伴隨改革開放的不斷深入，我國進一步加大了對公路建設投資的力度，推動了公路建設事業的快速發展。伴隨一條條公路的建成及運行，水泥砼路面病害問題也成為了人們普遍關注的焦點。裂縫、沉降、錯臺、麻面等都是現階段水泥砼路面常見的病害類型。其中裂縫是混凝土結構最為常見的病害，貫穿裂縫、深層裂縫不僅會對路面結構整體性造成嚴重破壞，還能夠導致混凝土受力條件產生較大程度的改變，進而對整個道路的質量、行車的安全性產生極大的危害。為此，必須做好水泥砼路面裂縫防治工作。

參考文獻：

[1]王娟，李偉臣.水泥砼路面裂縫產生的原因及防治措施[J].科技信息，2010年36期.