高速公路水泥砼路面裂縫及影響混凝土強(qiáng)度的原因

摘要：當(dāng)前水泥混凝土路面在高速公路建設(shè)中的應(yīng)用比較普遍，就其在施工和養(yǎng)護(hù)中出現(xiàn)的各種病害、裂縫產(chǎn)生的過(guò)程，混凝土原材料、配合比、水灰比、施工操作等對(duì)質(zhì)量的影響，以及產(chǎn)生外觀質(zhì)量缺陷的原因進(jìn)行了比較全面的評(píng)述。

關(guān)鍵詞：路面；病害；探討

1裂縫

產(chǎn)生裂縫的原因很多，從時(shí)間上可分硬化前和硬化后兩個(gè)過(guò)程。

在硬化前，混凝土還處于塑性狀態(tài)，由于各種組成材料的密度不同而發(fā)生沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發(fā)生在抹面層的時(shí)候。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時(shí)，因水份很快被基層吸收，引起混凝土較大地收縮也會(huì)產(chǎn)生寬而深的裂縫。

為防止沉降裂縫的發(fā)生，可采取以下防治措施：

混凝土澆筑后，在尚未出現(xiàn)析水前，應(yīng)防止強(qiáng)風(fēng)吹拂和烈日曝曬；同時(shí)在澆筑后要及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面水份蒸發(fā)而干燥；在澆筑混凝土前，應(yīng)將路基基層澆濕；采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋；避開(kāi)高溫氣候施工。在高溫天氣下，水泥水化作用加快，內(nèi)部水化熱不易及時(shí)散開(kāi)，從而產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)因水份蒸發(fā)加快，使混凝土迅速干燥而收縮，易產(chǎn)生收縮裂縫。

硬化后，由于施工不當(dāng)或材料質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生裂縫

1．1干縮裂縫

因水份蒸發(fā)，使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生裂縫。它的特征是表面開(kāi)裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒(méi)有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長(zhǎng)度都很小，與發(fā)絲相似。引起干縮裂縫的因素主要有：水泥中的硅酸二鈣可產(chǎn)生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時(shí)需大量的水，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中膨脹值大，干燥時(shí)收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時(shí)干縮性亦大?；炷林械挠盟繉?duì)干縮值有很大的影響，當(dāng)用水量增加一定百分?jǐn)?shù)時(shí)，干縮值成倍增加。骨料的大小和級(jí)配也對(duì)干縮值有密切關(guān)系。級(jí)配良好時(shí)，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對(duì)減少。對(duì)使用偏細(xì)砂時(shí)，會(huì)使混凝土收縮值增大。含泥量大的情況與使用偏細(xì)砂相類似。

1.2由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫這主要是因晝夜溫差太大，而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，由于沒(méi)有設(shè)置伸縮縫和對(duì)混凝土面板進(jìn)行及時(shí)切割，而造成面板拉裂。因?yàn)榛炷敛牧蠈?duì)溫度的變比而引起的伸縮量約為每度0．01毫米，當(dāng)累計(jì)長(zhǎng)度內(nèi)溫度應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。一般在20-40米范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置伸縮縫，以防斷裂。

1.3基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫由于基層的裂縫沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂。

目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎(礫)石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，如在基層上人為地設(shè)置一些伸縮縫，為使上下縫對(duì)齊，會(huì)增加不少施工難度。在2003年8月重慶成渝高速公路白市驛混凝土路面改建工程中，混凝土水穩(wěn)基層設(shè)置了伸縮縫，以二層油毛氈來(lái)處理，油毛氈寬度為50厘米，從施工效果來(lái)看比土工布處理較為理想。

1.4由于材料不良引起的裂縫

水泥安定性不良引起的裂縫。水泥熟料如鍛燒不充分，會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水化過(guò)程很慢，導(dǎo)致水泥己凝結(jié)硬化后仍繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，并選用低堿性水泥。

因拌和物溫度過(guò)高，而出現(xiàn)“假凝”現(xiàn)象，并使混凝土板塊斷裂。水泥拌合后不久，便產(chǎn)生變硬，爾后又變軟，逐步正常硬化。這一過(guò)程中開(kāi)始出現(xiàn)的現(xiàn)象即為“假凝”。這是因?yàn)榘韬衔餃囟冗^(guò)高，使水泥顆粒表面形成一層薄的硬殼，使混凝土拌合物的和易性變差，且影響后期強(qiáng)度。另外，內(nèi)部熱量不易散發(fā)，使體積膨脹，也易引起混凝土裂開(kāi)。因此，為防止混凝土發(fā)生假凝現(xiàn)象，要控制混凝土的拌合物溫度。水及砂中有害雜質(zhì)對(duì)水泥混凝土有腐蝕作用。有害雜質(zhì)與混凝土產(chǎn)生反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)，使混凝土被腐蝕，強(qiáng)度降低，在車(chē)輛荷載的不斷作用下，遭到破壞。

根據(jù)規(guī)定：對(duì)砂、石材料的試驗(yàn)檢測(cè)每料場(chǎng)要做一次，稻田水和水溝水一般情況下不能作拌合用水。砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鈉和氫氧化鉀會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并在集料表面生成一種堿--硅酸凝膠體，這種凝膠體吸水后體積產(chǎn)生膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)較深的網(wǎng)裂，這就是“堿——骨料”反應(yīng)。

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