浅析水泥混凝土路面裂缝的原因及防治方法-论文网

　　浅析水泥混凝土路面裂缝的原因及防治方法
　　袁迎锋李加庆
　　（淄博政达市政建设监理有限责任公司山东淄博255000）
　　【摘要】水泥混凝土路面产生裂缝的原因很多，本文对其主要原因进行了详细分析，并且提出了防治方法。
　　【关键词】水泥砼路面；裂缝；原因分析；防治方法
　　水泥混凝土是以水泥为结合料，将矿物集料胶结成为具有一定力学性能的一种复合材料。其材料来源广、力学性能好、强度高、稳定性好、经济效益高，近年来在公路建设中得到了广泛的使用。但是正如我国著名混凝土专家周铁梦认为“混凝土的裂缝是不可避免的。”由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使混凝土裂缝成了土木、水利、桥梁、隧道等工程中最常见的工程病害。轻者使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性等，严重的将威胁到人民的生命、财产。
　　1水泥混凝土路面裂缝产生的原因分析
　　1.1水泥的影响
　　水泥对混凝土的性质有很大的影响，不同标号，厂牌，品种、批号的水泥有不同的品质和特性，各品种的水泥混杂使用，其硬化时间及收缩量不一致，形成早期细微裂缝，水泥标号的高低直接影响混凝土标号，水泥抗折强度越低，浇成混凝土的抗折强度就越低，混凝土早期抗折强度过低是混凝土路面发生早期裂缝的主要原因。路面层或者基层应用水泥如果不能满足强度要求或者水泥水化热过大，不仅会造成面层、基层容易产生裂缝，而且由于物理反射作用，还会把基层的裂缝反射到面层，加重对道路的破坏程度，从而影响混凝土路面的使用性能。
　　1.2混凝土材料级配的影响
　　良好的级配，无论是对于混凝土的强度，还是对于混凝土的工作性，都有着重要的作用。集料过粗，粒径控制不够严格，往往会影响混凝土的抗弯拉强度和抗折强度，使板体的整体强度降低，在外部荷载，尤其是行车荷载的作用，混凝土板因强度不够而产生裂缝；集料过细，不仅会影响混凝土的强度，而且会加大混凝土板体的比表面积，从而提高了混凝土表面产生裂缝的几率；同时，集料中如含泥量超过规范要求的含量，那么工程交付使用后，会使混凝土板体内部存在应力集中区域，在行车荷载作用下，也往往会使混凝土路面产生裂缝及其集料脱落现象。
　　1.3温差影响
　　混凝土属于堆聚结构的复合体，具有热胀冷缩的性质。由于混凝土是热的不良导体，混凝土板体内部与底部难以将混凝土水化初期产生的热量散发出去，而板体表面降温较快，从而使得混凝土内外形成温差梯度。由于混凝土内部温度高，板体产生膨胀，但是受到混凝土集料的束缚；表面温度低，要产生收缩，但是受到板块与外部整体的制约。当其问的弯拉应力超过混凝土自身的抗弯拉强度时，就使得混凝土板体产生裂缝。
　　1.4碱集反应的影响
　　集料在满足级配的前提下，必须质地坚硬，洁净，不允许含有过多的碱性物质或者有机质，否则该类物质与周围环境中碱及其组成混凝土的集料在相对潮湿的环境下会产生膨胀反应。这类反应会破坏混凝土的体积安定性，从而引发混凝土的膨胀开裂，甚至破坏，并且这些破坏会继续发展下去，维修困难。
　　1.5水灰比的影响
　　当采用同一品种与强度等级的混凝土时，混凝土的强度取决于水灰比的大小。水灰比过小，会影响混凝土拌和物的和易性和施工操作，从而会影响混凝土的强度：水灰比过大，不仅会加大混凝土离析，流浆与分层程度，而且会导致混凝土硬化后产生过大的徐变，导致混凝土强度降低，以至混凝土板作为承力结构时，会由于强度不足而产生裂缝。
　　1.6施工影响
　　由于混凝土是水泥，水，砂子与石子的非均质复合体，易产生分层，离析现象，从而影响混凝土的强度。比如拌和不均匀，运输中产生离析，浇注自由倾落高度过大，振捣时漏振或者过振，都会影响混凝土的密实度，那么板体受力时，有效受压面积减小，导致应力集中现象，就会引发混凝土板体产生裂缝。混凝土面板下的基层应平整，坚实，抗变形能力强，整体性好，透水性小和耐冲刷。如果基层施工质量不能满足要求，尤其是平整度控制差，标高不顺适、浇注面层造成混凝土面层厚薄不均，当混凝土板收缩或翘曲时，板体不能自由伸缩，最终导致开裂，特别是在厚薄交界的薄弱处最先产生裂缝。
　　2水泥混凝土路面修补常见方法
　　随着施工技术的发展，现在混凝土裂缝修补的方法有很多，如：树脂灌注法、表面封闭法、钻孔嵌塞法、柔性封闭法、表面附加钢筋法、灌浆法、干嵌填法、钉合法、聚合物浸入法(重力渗入和真空渗入)、迭合面层和表面处理法等等。下面介绍六种常见的混凝土裂缝修补原理的基本要点：
　　2.1树脂灌注法：
　　环氧树脂是最常见的裂缝灌注材料。它具有较高的机械强度，并能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀，树脂可以灌入到0.05mm的裂缝。除某些特殊的环氧树脂之外，当裂缝是活动的、有渗漏的、不能干透的或者裂缝数量极多时，通常不易采用树脂灌注法。北京冶建工程裂缝处理中心开发的具有国际领先水平的YJ一自动压力灌浆技术是树脂灌注法的最佳工法之一。
　　2.2聚合物浸入法：
　　(1)重力渗入法低粘度的液态树脂可用来密封路面、桥面的不小于0.1mm的裂缝。将树脂涂刷到表面上，或者在水平表面上沿裂缝构筑临时的围堤，使树脂溢于裂缝表面。(2)真空渗入法更适合封闭多重无规则表面裂缝。先将裂缝表面密封，抽去真空，使裂缝中和孔隙中的空气全部排除。再在大气压力下用纯环氧树脂浆料注入裂缝表面中。
　　2.3钉合法：
　　当必须恢复主裂缝断面的抗拉强度时，使用钉合法比较适宜。特别比较适宜在不会损坏周围结构的场合下用来锁闭活动裂缝。用相对薄而长的金属“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入事先开好的槽沟中，用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固定。
　　2.4表面封闭法：
　　这是最简单和最普通的裂缝修补方法。用于修补对结构影响不大的静止裂缝，通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳的侵入。
　　2.5灌浆法：
　　(1)普通水泥灌浆大体积水坝、厚混凝土墙、或者水工结构的岩石基础上的裂缝，有时通过注入硅酸盐水泥砂浆来密闭。(2)聚合物灌注基于氨基甲酸乙酯或者丙烯酰胺聚合物的灌浆料，和水反应后形成固态沉淀物或泡沫材料，起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用。
　　2.6钻孔嵌塞法：
　　这种方法通常用来灌注墙体中的裂缝。如果要求密封防水，孔中应填入柔性沥青来代替砂浆；如果灌注栓塞的作用比较重要，孔中则要灌注环氧树脂。
　　3结束语
　　综上所述，裂缝是水泥混凝土路面中普遍存在的一种现象，它的出现会降低水泥混凝土路面的抗渗能力，影响路面的使用功能、承载能力和使用寿命，因而在公路施工过程中，要严格按规范要求施工，认真分析水泥混凝土裂缝形成的原因，根据不同的情况，采取正确的方法予以防范和处理；同时，要转变混凝土路面的养护观念，切实做好路面的经常性养护、预防性养护和周期性养护，做到“四勤”(即勤扫，经常清扫，保持清洁；勤灌，根据不同季节，及时填充或铲除填缝料；勤消，高于路肩的土和草经常消除；勤疏，雨后及时疏通路面两侧边沟)，有效地遏制裂缝的出现和发展，保障公路安全运行。
　　参考文献：
　　【1】交通部.公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2003年7月.
　　【2】交通部.公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].北京:人民交通出版社,2001年9月.
　　【3】张敬波等.水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治[J].黑龙江交通科技,2005(05).
　　【4】边玉成.水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施[J].科技信息,2007(08).