混凝土公路路面裂痕原因分析及处理方法

2019-04-17孙晓强

四川水泥 2019年2期

孙晓强

（四川省通川岩土工程技术开发有限责任公司，四川成都 610000）

0 前言

在我国众多基础建设工程中，混凝土公路路面是其重要的组成部分。近年来，混凝土公路路面建设规模越来越大，总量已经超过两百万公里，混凝土公路路面由于其成本低、使用周期长等特点被人们普遍接受，但是在使用过程中，由于技术等因素的限制，混凝土公路路面逐渐暴露出了自身劣势，尤其是路面裂缝问题尤为突出，为混凝土路面的使用周期以及道路行车安全带来了严重的隐患。基于此，本文主要内容研究混凝土公路路面裂痕产生的原因以及处理方法具有十分重要的现实意义。

1 有关混凝土公路路面裂痕概述

结合当前我国有关《公路混凝土路面养护技术规范》中的规定我们得知，混凝土公路路面裂痕产生的原因类型多种多样，总体来说，按照裂痕的程度对其进行了三个等级的划分，划分依据是以裂痕的宽度以及裂痕是否造成地面沉陷情况等因素为标准，如下图所示。

图1：裂缝分级表

2 混凝土公路路面裂缝形成的原因

结合当前我国混凝土公路路面的使用情况来看，造成裂痕现象的主要因素有两个方面，首先是由于混凝土自身结构的开裂，主要内容包含有混凝土自身的水化反应以及混凝土自身的应力因素等等。其次是由于混凝土路面由于其路用特性而造成产生裂痕的因素，例如混凝土路面的施工技术以及基层设计、养护条件等因素。我们从以下几个方面对混凝土公路路面产生裂痕的原因进行系统分析[1]。

2.1 公路路面特有的原因

结合我国当前对于混凝土路面结构设计理论来看，理论条件将混凝土基层与混凝土面层之间的接触条件设为光滑，两者之间没有摩擦力等阻力因素，但是在实际施工过程中，由于基层中含有不同类型的物质与原材料，当对混凝土路面面层进行施工时，振捣水泥砂浆会将砂浆颗粒逐步渗透到混凝土基层中，最后在基层内容逐渐凝结形成紧密结构。随后会在水土温度等因素的影响下，混凝土自身会发生变形现象，最终与基层进行结合时会产生诸多阻碍作用，最终导致裂痕在面层与基层的接触面上产生，最终使混凝土的层间结构受到破坏，除此之外，混凝土基层以及公路地基是否均匀平整，以及路面压实情况是否良好都是混凝土路面产生裂痕的众多因素之一[2]。

混凝土公路路面与普通混凝土结构有所不同的是，混凝土路面结构不仅仅只是承受静力荷载而已，由于混凝土路面自身具有高低起伏的特点之外，还有行驶车辆的作用，因此，混凝土路面在使用过程中实际上作用在动荷载环境中，此环境的产生在一定程度上造成了裂缝的产生于生长。结合当前我国道路交通情况来看，几年来，大型车辆的超载情况十分严重，这也是导致混凝土公路路面产生裂痕以及加深裂痕的主要因素之一[3]。通常情况下，在进行混凝土公路路面施工前，会对混凝土路面进行设计，为了路面排水方便，混凝土路面自身会设计有一定的横坡坡度，那么，在车辆行驶过程中，在没有超高路面曲线时，车辆会产生重心偏移现象，最终造成车辆的荷载重心出现偏移，这种荷载力通常会分布在车辆的外轮，这种荷载力不均匀的情况，极易造成水泥路面发生裂缝，此种因素产生的裂缝通常情况下会出现在外轮轨迹区域。

2.2 水泥混凝土自身性质的原因

由于混凝土自身受到集料的反应以及昼夜温度等因素影响，导致混凝土公路路面在使用过程中会逐渐出现裂痕，如果选择的混凝土原材料自身坍塌度过大，也会直接影响混凝土工程的早期强度，进而使混凝土工程无法满足混凝土工程的使用要求以及相关设计要求。除此之外由于水泥内部具有氢氧化钙以及碳酸钙等物质，导致混凝土工程在施工过程中会发生水化反应，最终造成工程自身体积不断壮大，此原理的主要原因是由于放热反应使得混凝土工程自身体积发生变化，当超过一定的应力变化后，最终导致混凝土工程产生裂缝。除此之外，由于水泥在硬化期间自身会发生干燥收缩现象，从而造成混凝土自身发生干缩裂缝。产生干缩裂缝的程度以及时间的快慢主要由混凝土工程的单位用水量以及原材料的颗粒性质等因素影响。

3 混凝土路面裂痕的预防措施

3.1 时间把握

在高温季节对混凝土路面工程进行施工时，由于温度过高，导致混凝土在进行路面摊铺工作过程中自身水分蒸发量极大，因此，在进行施工时要对原材料进行妥善保存，对在烈日下进行暴晒的砂石原材料等要采取一定的覆盖措施以及要对其采取洒水湿润措施。在低温季节进行混凝土公路路面工程时，由于在施工过程中需要运用到大量的石子与砂石等材料，在此过程中只有水能加热，其余原材料无法进行加热处理，基于此，在进行混凝土公路路面施工工作时，要对原材料做好挡风措施，为其设置保暖棚等装置，并且要根据冬季施工的特点采取一系列相关措施，避免在工程建设期间由于温度因素导致水泥混凝土发生断板现象[4]。

3.2 严选材料

众所周知，在混凝土工程建设过程中原材料的好坏会直接影响到混凝土的质量，在进行公路路面施工过程中，混凝土工程的原材料主要包括有沙石、水、水泥等，在对原材料进行选择过程中，首先，不能使用有污染的水，可以选择使用饮用水，在使用非饮用水时，水内硫酸的含量不能超过0.27%，含盐的含量不能超过0.5%，并且非饮用水的酸碱性应该大于4。在对水泥原材料进行选择过程中，应该选择大型厂家所生产的 425号的硅酸盐水泥，因为硅酸盐水泥自身的干缩性较小，在选择水泥这一原材料的过程中，应该注意水泥标号的高低直接影响着混凝土的标号。在对砂石进行选择时，应该避免选择含泥量较大的沙子，应该选择优质的河沙，沙子的颗粒细度应该在3.0左右为最佳。石料应该选择自身强度较高的材料，只有这样才能整体提高混凝土工程的强度，对于石料的软弱颗粒以及片状等类型的石头不能超过相关标准规范的数值。石头自身的质地硬度不应低于 2级的机械碎石等，最大石头直径不应该查过四十厘米，最小不应超过五厘米，两者的总量都不应大于百分之五[5]。

3.3 合理设计

在开展混凝土公路路面施工前，应该对此工程进行严密设计，包括混凝土公路路面、路基的结构组合设计以及混凝土公路路面的平面尺寸等。设计单位应该及时组织相关专家以及设计人员，对混凝土路面设计提出切实可靠的碾压方案以及合理的路面结构、轴载设计参数等，对于路面的排水系统也要加以重视，对于混凝土的原材料比要加以严格的控制，以防止混凝土公路路面在使用过程中发生裂缝。

3.4 精心施工

想要有效防范混凝土公路路面裂痕的产生，就要在混凝土公路路面施工时进行严格把控，主要内容包含有以下几个方面，首先要根据相关设计标准以及数据规范施工过程中，对混凝土公路路面工程中的基层质量以及路基质量要进行严格控制，保证混凝土公路路面平整密实，公路基层强度要达到相关标准，其次，在施工过程中，要对混凝土的搅拌时间进行严格控制，以及混凝土的原材料配比要严格按照相关数据进行配比，通常情况下，搅拌混凝土时运用强制搅拌机的时间不能超过60S，自落式的搅拌机搅拌时间不能超过90S。除此之外，在进行浇筑混凝土环节，要保证振捣工作顺利进行，要保证在混凝土浇筑工作中振捣均匀，其次振捣工作进行时，其间距与时间要严格按照相关标准进行，从而保证混凝土工程的施工连续性，如果在建筑工作期间出现间断情况，要在混凝土公路路面设置一定的施工缝，并且对其布置传力杆[6]。最后，在对混凝土公路路面基层进行施工时，基层的主要作用是用来约束面层的底面，因此，混凝土自身的平整密实度会直接影响到混凝土公路路面工程的质量，与此同时，在混凝土基层成型之后，要及时对混凝土进行摊铺工作，防止基层暴露时间过长而导致干缩裂缝。如果基层出现裂缝现象，那么在摊铺混凝土时要对其进行处理，否则将会给混凝土公路路面工程整体带来影响。

3.5 科学养护

在混凝土公路路面浇筑工作完成之后，施工人员应该根据施工情况有效掌握路面的切缝时间以及切缝的深度与长度，在完成相关工作后，要及时进行洒水工作与覆盖工作，并且对其进行保湿养护处理，至少要保证混凝土公路路面要在20天左右都处于潮湿状态，在非雨季节，想要保持混凝土路面湿润，需要对其采用喷塑养护工艺，此工艺在冬季可以为混凝土公路路面工程起到保温作用，在夏季可以有效防止水分过快挥发，除了上述防护措施之外，在路面施工完后，还未达到相关强度时，应该禁止相关车辆通行，防止混凝土路面产生裂痕。