浅谈水泥砼路面早期裂缝的形成及预防

　　摘要：砼路面经常出现早期不规则的裂缝，如何消除和防治早裂病害，对道路工作者来说是一项必须努力攻克的课题。

　　关键词：水泥砼路面;早期裂缝;预防

　　水泥砼路面的突出优点是：强度高，使用周期长，正常维护费用低;其突出缺点是：一次性投资大，对损坏难以修复。早期裂缝是水泥砼路面常见病害之一，由于它是以裂缝形式出现，修补较困难。整块敲掉，又实属可惜，重新浇筑将会影响工期和浪费资金。混凝土路面的开裂原因很多，在施工过程中主要是环境条件、组成材料的质量及用量、施工缺陷。

　　一、早期裂缝的分类及根源

　　(一)沉降裂缝

　　这种现象一般发生在砼浇筑后，大多发生在单位用水量多，坍落度大的情况下。砼浇筑后，水泥和骨料自然下沉，同时引起泌水，在沉降过程中发生的裂缝。产生沉降裂缝主要原因，是砼浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降，使该处砼产生拉应力和剪应力时，该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3小时产生，属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理，可重新加压抹平，使裂缝闭合，能达到较好效果。

　　沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的。但沉降有一定限度，随着各粒子间的相互接触，水泥浆的逐步凝结，将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比。即单位用水量愈大，泌水率愈大，沉降量也愈大。

　　(二)干缩裂缝

　　水泥砼浇筑后，在硬化的过程中，由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小，加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩，随着砼何体积收缩产生拉应力，当拉应力大于当时砼的抗拉强度，而产生干缩裂缝。裂缝的主要特征：表面开裂，纵横交错，没有一定规律;缝宽和长度都很小，与发丝相似，不注意时较难发现。干缩裂缝是砼路面早期裂缝中最常见危害之一。因内外研究资料表明，砼的干燥收缩也是砼特性之一，正是因为这一特征，能使砼密实，提高砼与钢筋之间的粘结力。但是干缩量超过一定程度就会产生裂缝。干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系，根据对干缩裂缝的认识，对其成因分述如下：

　　(1)在冬季或夏季施工，往往由于养护不及时，让砼风吹日晒，造成砼表面水分蒸发速度过快，超过了泌水速度，因而产生干缩裂缝。

　　(2)对于塑性砼来说，从凝结到硬化结束，就是早期收缩期间，也是砼快速失去塑性的过程。此时，如果砂率过大，石料含泥量过多，或是采用干缩量较大的水泥，都会造成砼过量收缩而产生裂缝。

　　(三)温度裂缝

　　水泥砼具有热胀冷缩的性质。由于水泥水化作用，是伴随发热的化学反应，所以，在硬化的过程中释放大量热能，使温度上升。经参考有关实测资料，在通常温度范围内，砼温度上升1℃，每米膨胀毫米。这种温度变形，对大面积砼板块，极为不利。砼路面板的内部温度增高有时可达到40~60℃，使内部砼产生显著的体积膨胀，而板面砼随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩，互相制约，产生很大拉应力，而外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时，板块就会产生裂缝。

　　经几年来现场观察温度裂缝的结果是：横向裂缝多于纵向裂缝，板中裂缝多于板边裂缝，缝宽大小不一，受温度影响大。另外，在某些路段，因踞缝不及时，而在靠近设计伸缩缝处，发生了走向较规则的温度裂缝现像。

　　(四)化学裂缝

　　由化学作用而产生的裂缝，包括水化反应和碱骨料反应，它们会使砼表面出现有序的网状裂缝和内部裂缝。

　　(五)施工中的其他因素

　　1、基层问题

　　水泥砼的基层质量直接关系到它的使用寿命。基层塑料变形量过大，就会使底板出现脱空现象而促成水泥砼路面裂缝。

　　2、切缝不及时

　　应力集中处就是裂缝出现处，也是结构的薄弱部位。目前广泛采用的切缝工艺就是使砼板块断面减少，制造人为的薄弱部位，把应力集中引导至切缝处的断面上，形成规则的裂缝。因此切缝不及时，应力集中就会发生在砼板块的薄弱部位，这样出现的裂缝必然是不规则的。

　　3.配合比不确立

　　水灰比的大小与砼的强度有关，也与干缩裂缝有关。水多，砼的干缩性就大，水泥量多，则塑性变形就大。骨料含泥量大，骨料表面形成泥浆薄膜的颗粒就多，骨料与水泥石间的胶结力就会降低，砼内部的薄弱部位就增多。配料不准，生产出的砼强度就不均匀，强度弱区应力就容易集中。这些都使砼产生早期裂缝的机率增大。

　　4.气温条件

　　气温的急剧变化，昼夜温差大，或因大风造成急剧冷缩或干缩，加快了应力集中的速度，加剧了砼早期裂缝的形成。特别是北方地区，砼路面一般都在夏季施工，白天气温很高，夜间气温较低，温差大使砼收缩不均，当这种收缩受到约束时，砼路面就会开裂。

　　5.养生问题

　　水泥砼的养生，是保证砼质量的重要工序之一。如果养生不及时，会出现砼表面水分蒸发过快，形成干缩裂缝。

　　6.施工问题

　　(1)原材料质量控制不好。骨料针片状含量大，砂含泥量高，致使砼内部有缺陷。

　　(2)计量不准。集中表现在加水凭经验，水灰比时大时小，致使砼形成强度的差异，使早期裂缝机率增大。

　　(3)运输的影响。高、撒、抛、掷在工地上已是屡见不鲜的事情，致使砼发生“离析”，导致砼板块早期裂缝的概率大大加强。

　　(4)施工组织的不连续。在浇筑砼过程中，因停电、机械故障、休息停拌等因素，使之不能连续作业。已浇砼的接茬面出现初凝，再浇砼时，先浇砼与后浇砼之间就会出现一个人为的薄弱面，引起应力集中，形成一条不规则的裂缝。

　　三、裂缝的防治

　　1.选用符合施工规范的原材料，严格控制施工配合比，加强试验工作，确保施工配合比的准确性。在高温情况下尽量避免混凝土的浇筑，同时在混凝土凝固前摊铺完成。

　　2.重视基层施工。基层是砼面层的底面约束。基层密实度高，产生裂缝的机率就小。基层平整度好，基层与面层间的磨擦力就小。基层施工中，一定要保证密实度和平整度达到要求，同时基层成型养生结束后，要及时摊铺砼，以防基层暴露时间过长而产生干缩裂缝。

　　3.及时切缝。切缝的时间以砼的强度来控制，一般以砼抗压强度达到6MPa--12MPa时为适宜的切缝时间，施工中常常根据施工温度来确定切缝时间：平均气温20℃左右时，18小时—24小时为宜;平均气温15℃左右时，24小时一30小时为宜;平均气温10℃左右时，36小时—48小时为宜。切缝深度一般为板厚的1，3～1，4，最小切缝深度为5era，适当地加大切缝深度能有效的防止早期不规则裂缝。由于种种原因而切缝不及时，采用间隔切缝或间隔压缝都可以避免产生早期裂缝。

　　4.适时地收水抹面。收水抹面的目的一是增加砼表面的密实度，二是使砼表面产生的细微裂缝愈合。但过度地抹压也是造成微裂的原因。收水抹面一般以三遍为度。

　　5.适时涂沥青。纵缝施工时，对已浇砼板的缝壁均匀地涂刷一层沥青，以减小侧面约束的磨擦阻力，并将先浇砼与后浇砼板隔离开。

　　6.注意气温变化，加强砼的养生。夏季施工做好防雨、遮阳工作，避开烈日高温施工，减少温差对砼的影响;用温养法养护要及时覆盖，不能漏盖，每天均匀洒水，保证砼表面湿润，养生时问不少于14天。

　　7.检查好各种设备。砼施工前要仔细检查各种机具的完好程度，检查电路、水路、运输道路是否畅通无阻。严禁机具带病运行，确保砼浇筑的连续性。

　　参考文献：

　　[1]JTG B01-2003.公路工程技术标准[S].

　　[2]JTG D40-2002.公路水泥砼路面设计规范[S].

　　[3]JTG F30-2003.公路水泥砼路面施工技术规范[S].