摘要：水泥混凝土路面早期裂縫為混凝土面板澆注后，未開放交通就出現了段板、裂隙，其對水泥路面的路基強度和穩定性有著嚴重影響，也將損害路面的使用質量。通過對公路養護工程實施水泥路面的實際觀察及其質量控制，摸清了部分的水泥路面施工早期裂縫的成因和發展規律，進而對其進行分析，探討水泥路面早期裂縫的預防措施和對策。從設計入手，嚴格施工過程質量控制，確保公路養護工程中實施的水泥路面的質量。

　　關鍵詞：公路工程論文范文,預防,水泥路面,裂縫

　　0引言

　　水泥混凝土具有剛度大、彎拉強度高、耐腐蝕、耐高溫性強、承載力強、水穩性好、壽命長，并且耐候性、抗滑性、耐油性、耐磨性、抗凍性等優良性能，加上水泥路面平整度衰減慢，交通維持時間長，對粗集料磨光值等要求低，因此同瀝青混凝土路面相比具有經濟效益高，更環保等特點。所以，水泥路面在公路養護工程中，將逐步取代瀝青混凝土路面，且有大力發展的良好趨勢。

　　近年來，隨著通村道路建設步伐的加快，水泥路面在我國以每年幾十萬公里的速度增長。但水泥路面早期裂縫嚴重影響水泥路面的工程質量和使用質量。現以某省道大修工程為例，介紹一些預防水泥路面早期裂縫的具體措施和對策。

　　1 舊路概況

　　由于原線路建設時期的技術標準低，又經多次拓寬改建，路基強度、穩定性特差;尤其過村鎮路段，瀝青路面常年損壞嚴重，且修補無效，嚴重影響公路使用質量和效益。

　　2早期裂縫成因及分析

　　水泥路面早期裂縫為混凝土面板澆注后，未開放交通就出現了斷板、裂縫。在實施大、中修工程中，采取水泥路面處治。通過對施工中出現得早期裂縫現象，進行現場觀察、調查和分析，確定水泥路面早期裂縫成因主要有以下幾點。

　　2.1收縮

　　混凝土自身特性一收縮，這種現象分為干縮、冷縮、塑性收縮、化學收縮和碳化收縮。

　　(1)干縮是指混凝土終凝以后出現的體積減小的現象。

　　(2)冷縮是因水泥水化放熱產生的。水泥水化發生的放熱反應，水泥混凝土升溫，混凝土則相對膨脹，水化熱達到頂峰時產生的峰溫。過后由于降溫，混凝土體積會縮小而產生裂縫。

　　(3)塑性收縮是混凝土處于塑性狀態時產生的體積減小的現象。由于混凝土蒸發失水或因基層干燥吸濕引起濕差。加上不均勻沉降受到限制(如大粒徑集料)，或當面積較大的混凝土，其水平方向的減縮比垂直方向更難時，就會形成不規則的裂紋。混凝土水泥用量愈高，混凝土硬結愈快，塑性收縮就愈大。

　　⑷化學收縮是混凝土中水泥水化過程中產生的化學反應而引起的收縮。與水泥本身化學性質密切相關。

　　⑸碳化收縮是由于混凝土碳化而引起的收縮，是一種特殊的化學收縮。

　　2.2 下臥層因素

　　⑴水泥路面早期裂縫的另一主因，是其與下臥層間的強大的摩阻力(包括靜摩擦力和層間粘結剪應力)。公路養護大修工程中，采用水泥路面進行補強的路段，大部分為水害嚴重或者病害嚴重并難以維修的特壞路段。其補強施工設計，基本上采用在舊路面上直接加鋪水泥混凝土。由于原有路面強度低且不均勻，平整度差，加之表面損壞嚴重，使水泥路面面板承受的撓曲應力不均勻、厚度誤差導致早期裂縫。

　　⑵公路養護大中修工程邊通車邊施工時，如下臥承穩定性差及強度、剛度不足時，剛澆注的水泥混凝土會隨下臥層在行車作用產生的下沉、起浮而活動，影響混凝土強度形成，誘發水泥路面早期裂縫。

　　2.3 設計因素

　　⑴下臥層設計問題：公路養護工程設計考慮的因素比較多，往往顧此失彼，不可避免地存在不足或者缺陷。如對舊路基出現的病害就很少考慮。

　　⑵面板尺寸設計：面板每塊的長度、寬度和厚度比列不合理，以致水泥路面在凝結期間，不能抵抗自身收縮、外界環境及行車的影響所產生應變。

　　⑶橫向施工縫設計：水泥路面橫向施工縫基本設計為埋設傳力桿。前班施工的水泥路面已經凝固，與傳力桿粘結力較高(雖說涂有隔離膜,設計有套筒)，在夜間氣溫降低時，傳力桿會隨著前班水泥路面的冷縮拉動，從而拉裂后澆注的面板。

　　⑷縱向施工縫設計：為防止面板側移，縱向施工縫設計基本為埋設長70cm的Φ14螺紋鋼筋。后半幅澆注的混凝土，由于前半幅預埋的拉桿會隨著車輛的作用上下抽動而拉裂面板。

　　2.3 配合比設計因素

　　混凝土強度是水泥路面裂縫的一個重要因素，而影響強度的主要原因是混凝土的組成，如水灰比、含砂率、集料尺寸或級配等。

　　⑴水灰比影響，當水灰比小，和易性就差;水灰比增大，強度就會降低。

　　⑵含砂率，在實際施工中，適當提高含砂可提高混凝土的抗彎拉強度，但同時也會降低混凝土的抗壓強度。

　　⑶集料尺寸偏大且級配偏粗時，混凝土抗壓強度就高,抗彎拉強度就低。

　　2.5施工原因

　　水泥路面施工是工程質量的核心環節。施工材料的優劣，施工季節的選擇，合理的施工機械、施工工藝等關系到面板的質量和壽命。

　　(1)配合比控制。水泥劑量、水灰比、砂率等指標直接影響混凝土強度;拌制混凝土機械設備性能差，拌制混凝土前未檢測集料，特別是細集料的含水量，致水灰比與設計偏離較大，造成混凝土離析或者和易性差，影響強度的均勻性。

　　(2)集料含泥、有機質超標，影響水泥與集料的界面粘結、集料礦物質成分亦關系著水泥與集料界面的粘結力，如親水性較強的石灰石、石英石等集料就與水泥界面粘結力大;顆粒大小不均勻，含水量不穩定，可影響混凝土的均勻程度。

　　(3)混凝土拌和。混凝土拌和時間控制不嚴格，為趕工程進度，拌和時間不足易出現混凝土拌和均勻。

　　(4)混凝土運輸發生漏漿、超時、離析現象，影響混凝土凝結強度的均勻性，引發面板早期裂縫。

　　(5)混凝土澆注振搗不均勻、施工間斷。澆注的混凝土由于強度不均勻、結合不良或者收縮不一致而形成早期裂縫。

　　(6)水泥路面收面、養護覆蓋時間不及時，造成面板表面風干干裂。

　　(7)縮縫切割不及時，或者切割縮縫深度不足，造成混凝土內應力集中，導致面板從薄弱處形成規則裂縫。

　　3 預防早期裂縫措施

　　針對水泥路面早期裂縫成因，在2008年的西寶南線水泥路面施工中，首先從設計入手，嚴格施工過程控制，采取有效的預防措施，減少了早期裂縫的產生，提高水泥路面質量。

　　3.1 舊路面的處理

　　減少混凝土的自身收縮時與下臥層間的摩阻力，是預防水泥路面早期裂縫的措施之一。

　　(1)對舊路面進行必要的整平，將原路面沉陷、坑槽、壅包進行整平處理，所處理的部位必須穩定、密實、表面平整;不能出現凹凸，以免增大面板與基層間的摩擦力;確保水泥面板厚度比較統一。

　　(2)對吸水性強的下臥層進行有效隔離處理，如干燥砂礫墊層上澆注混凝土，則采用塑料膜隔離，以防水泥漿、分水流失。

　　(3)對穩定性差的舊路面進行換填處治，如龜裂嚴重、翻漿的路面應進行清理，換填穩定性良好的材料，以免水泥面板受行車影響而開裂。

　　3.2 舊路基的處理

　　路基是路面的基礎，應確保路基的穩定性。

　　(1)對舊路面彎沉進行檢測，將彎沉值超標(彎沉值大于120)路段進行換填、補夯、強壓處理。

　　(2)對局部邊坡穩定性差的路段進行邊坡加固處理;如設置下擋墻、開挖臺階分層夯實換填。

　　(3)對地下水活動頻繁、路面出現大面積翻漿路段設置盲溝，并換填透水性物質。

　　3.3水泥混凝土路面設計

　　(1)板塊尺寸設計。混凝土板塊設計長寬、寬度、厚度尺寸應和設計混凝土強度、交通荷載大小、交通流量有關，亦應遵守一定的比例關系，但也不能超過限定的標準。建議尺寸比例：厚：寬：長：=1:15:20以內;長度為垂直路線中線方向。鋪筑長度>4.5m時，就要增設縮縫，縮縫采用假縫。施工縫采用平縫，并設置拉桿，防止面板產生位移;當鋪筑長度>5m時，應設縱向施工縫，防止在溫度應力作用下出現縱向無規則裂縫。

　　(2)拉桿設計。公路養護工程中水泥路面的拉桿設計長度、應相對較長些，一般在100cm～120cm之間，擺放的位置要左右錯開約30cm～50cm，不能等齊，以免在行車作用下，使拉桿端部應力集中在一條縱向方向上。

　　(3)傳力桿設計。盡量加設π性鋼筋網片、或者角隅鋼筋在施工端頭處，防止施工間斷處通過傳力桿的應力傳遞而損壞面板。

　　(4)混凝土強度設計。強度設計亦應和交通荷載大小相適應，一般抗折強度應控制在4Mpa～6.0Mpa之間。

　　3.4水泥混凝土配合比設計

　　混合料的配合比設計強度要比混凝土路面的設計強度提高10%～15%，確保混凝土抗彎拉強度極耐久性、耐磨性、和易性符合設計要求;混凝土組成設計中一定要根據實際情況，合理選擇集料尺寸、優化級配，使混凝土不僅有足夠的抗壓強度、抗折強度，而且要經濟合理。

　　本項目設計混凝土抗折強度為5Mpa，生產配合比為水泥：砂：碎石=1:1.64:3.25;水灰比0.45;水泥用量為391kg/m3.28d抗折強度為5.61MPa。

　　3.5 主要施工工藝措施

　　(1)施工機具的選擇

　　①拌和機械：一般情況下應選擇強制式混凝土拌和設備，自動計量加水、水泥、和砂石。拌和設備的型號應和混凝土攤鋪能力相匹配，盡量避免堆料、段料現象。

　　②運輸機械：根據運距選擇機械類型，應盡量選用混凝土運輸專用車輛。無條件時，選用震動小、速度快、自卸方便的小型運輸車輛。

　　③模板：選用高度小于混凝土設計厚度1cm的U型鋼，并配備三角形鋼混頂架穩定。

　　④選用三輥軸機組。

　　(2)混凝土拌和現場管理

　　小型強制拌和機械上料一定要遵守各類材料的上料順序，確保上料配合比穩定。要求原材料計量誤差在：水泥±1%、粗細集料±3%、水±3%以內。為了確保上料準確，要求先上粗集料(碎石)，然后上水泥，最后上細集料(砂)。

　　⑶混凝土澆筑工藝

　　水泥混凝土澆注主要是掌握澆注工藝的均衡性、連續性，均衡性就是攤鋪、振搗、收面等工藝在時間、工作能量上要保持相對一致，避免不均勻現象出現;連續性就是要保持施工連續，不得無故間斷，如果施工間斷，則應采取措施防止不連續現象可能引起的質量問題，如設置施工縫等。

　　⑷覆蓋養生

　　晝夜溫差<20℃時，直接采用廢棉布加 濕覆蓋養生。晝夜溫差>20℃，或者刮風天氣，則建議采用塑料布進行覆蓋養生。

　　(5)縮縫切割

　　及時切割混凝土板縮縫對預防早期裂縫極為重要，切縫時間應控制在溫度×時間=240℃·h以內，最長不超過360℃·h否則就會導致裂縫產生。

　　4 裂縫預防措施實施效果

　　通過大量調查分析，依照前述施工措施，在2008年的大修工程中進行了試驗段施工，徹底消除了早期裂縫的產生，取得明顯的工程效果。

　　5 結束語

　　水泥路面施工質量的保證，是一個系統的工程過程。僅對水泥混凝土路面早期裂縫的預防提出了個人的建議。但各地區由于施工氣候、環境、材料、機械、施工隊伍等方面的差異，都會影響工程效果。希望廣大工程技術同仁，積極參與水泥混凝土路面施工經驗的總結、交流，推進水泥混凝土路面質量提升步伐，創造更好的經濟效益和社會效益。

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