【双层水泥混凝土板纵向裂缝形成原因分析及防治措施】水泥混凝土裂缝怎么修.docx

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1、【双层水泥混凝土板纵向裂缝形成原因分析及防治措施】水泥混凝土裂缝怎么修 摘要：本文对双层水泥混凝土板中上层混凝土板面形成纵向裂缝的原因进行分析，并针对性地提出改进防治措施。关键词：道路双层水泥混凝土板纵向裂缝防治措施近年来，随着城市化的加速进程，原城市道路为适应交通需要进行拓宽或改造工作。其中部分道路采用双层水泥砼板上铺沥青砼的复合式路面结构形式。芜湖市吉和南路改造工程就是将原道路破除后进行拓宽，在原道路土路床上浇筑双层水泥混凝土作为基层，再摊铺改性沥青混凝土做面层。施工过程中，第二层混凝土表面出现纵向裂缝，本文分析了此种情况下形成纵向裂缝的原因，并针对性提出改进防治措施。 1、裂缝形成情况

2、吉和南路双层水泥混凝土作为道路基层，表面只抹光一次。混凝土板下层30cm厚C15标号，上层为24cm厚C35。下层砼板有局部龟裂，极少数横缝，缝长最大12cm左右。上层砼板除极少数上述裂缝外，还出现纵向裂缝。纵向裂缝在浇筑完24小时内明显显现，48小时后基本停止增长。多数板块存在不同数量和程度裂缝。裂缝距板边50cm以上，纵向不规则出现，少数板块的道路横断面上有3条裂缝。裂缝长度1280cm，缝宽小于1mm，深度2.5cm以内。在裂缝处取芯，强度满足设计要求，裂缝深度没有增加。 2、裂缝种类 水泥混凝土路面裂缝主要有：1）按混凝土路面在厚度方向发生的程度分:表层裂缝和贯穿裂缝；2）按裂缝发生的

3、方向分:横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝;3)按裂缝发生时间期分:早期裂缝和使用期裂缝;4)按裂缝损坏程度分:轻微裂缝、中等裂缝和严重裂缝。 本工程裂缝主要在施工阶段，属于早期、表层裂缝，为轻微裂缝。其中现浇板面龟裂和横向裂缝较少，在施工工艺及其它相关材料中有详细论述，本文主要对本工程 混凝土板块质量造成影响的纵向裂缝进行分析。 3、裂缝形成的原因分析 水泥混凝土板面出现早期裂缝有多种原因，主要是变形作用，现从以下方面进行分析： 3.1原材料及配合比 水泥的品质如果不合格，安定性差，会引起混凝土的裂缝。水泥熟料煅烧不充分，会导致硬化后继续水化而体积膨胀，产生裂缝1。骨料是混凝土的主要组成

4、部分，骨料的好坏对混凝土性能影响很大。骨料级配越好，孔隙率越小时，砼用水量和水泥用量就可以减少，水化热降低，收缩值相对减少。使用砂偏细时，会使混凝土收缩值增大，容易产生裂缝。骨料中针片状石子在混凝土中易出现架空现象，含量高时易产生裂缝。骨料中含有活性材料二氧化硅与水泥中碱性氧化物发生反应碱骨料反应，导致混凝土的开裂和破坏2。骨料的含泥量大会造成水泥浆收缩量大，水泥浆与骨料结合也差，裂缝随之增多。混凝土配合比控制不好，尤其是水灰比掌握不准，混凝土时稀时稠，造成混凝土强度不一致，容易引起裂缝。水泥用量过多，混凝土收缩增大，裂缝增加。外加剂品种使用不合适、掺入量过大或过小也是导致裂缝增加的因素之一。

5、 本工程在出现裂缝期间，先后使用三家商品砼。水泥品种均为普通硅酸盐水泥，所用骨料、砂产地相同，级配相当，所用外加剂等材料也相差不大，道路上下两层混凝土板均有裂缝，表明纵向裂缝产生与混凝土材料有一定关系。 3.2温度 混凝土在温度变化、干湿交替等因素的作用下会发生变形。混凝土白天浇筑时气温较高，空气比较干燥，到夜间气温较低，温差较大会使混凝土路面产生收缩与翘曲，但因周边约束条件的限制，使板内产生应力，当应力超过混凝土的强度时，导致裂纹的产生3。此外，在混凝土硬化过程中，水泥放出大量的水化热，造成内外温差大，当养护不利或环境温差较大（一般大于25）时，会在表面或内部产生收缩裂缝，这种裂缝一般从表面

6、开裂，很少产生贯穿形成通缝。 双层水泥混凝土路面板的温度应力是受到板本身、上下板以及地基对板温度变形的约束引起的。混凝土在浇筑后13天内产生的水化热占整个水化热量的50%以上。本工程道路上层板混凝土在下层板水化热（高峰期）还在进行时浇筑（一般下层浇筑完成后，第二天施工上层混凝土板），温度状况引起上下层板截面的温度应变平均值和斜率（应变梯度）不同，从而可视为在板间虚拟轴向力作用下产生截面应变，即上层板受到下层板温度变形产生徐变。同时上层混凝土板变形也受到环境温差，产生自身应力的影响。 3.3路基 路基质量直接影响着道路面层质量。路基、沟槽没有分层填筑分层压实，旧路改造中在新旧路堤接头部位，若没有

7、按规范加强处理，路基断开后，很快在路面形成反射裂缝。 3.4施工因素 3.4.1湿度 在风速较大、气候干燥时混凝土养护不及时，会使混凝土表面失水过快，混凝土收缩，促使表面裂缝增加。 3.4.2振捣抹光 振捣时，水泥浆体上浮粗骨料下沉形成密度梯度，振捣不匀就会形成密度不匀，造成强度薄弱区，可能会出现裂缝。抹光不到位，亦使表面可能出现裂缝。 3.4.3切割 混凝土成型后，没有按规范切缝，切缝时间过晚，混凝土板块收缩，产生裂缝。 3.5交通影响 吉和南路为芜湖市南北向交通主干道之一，施工过程中不得中断交通，道路半幅通行，另半幅施工。形成裂缝的原因之一是道路混凝土在初、终凝时，过往车辆将震动波传到混凝

8、土，在其表面形成裂缝。当车辆将震动波通过砂石基层传至下层混凝土，由于阻尼作用，使下层混凝土受到影响较小，表面没有或没有显现出裂缝；而上层混凝土施工时，由于下层混凝土的刚性传导，直接将震动波在上层混凝土面上显现出来。一块混凝土板表面上看似无规则的几条裂缝，可能其间距是为震动波的波长（本文不对此裂缝间距和震动波长关系做深入探讨，但过往车辆产生的震动波是表面产生裂缝原因之一）。 4、预防措施 4.1原材料及配合比要求措施 购置混凝土材料时应考察供应公司，对面层高标号混凝土需提前对原材料要求进行交底，严格把关。道路混凝土一般使用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不使用矿渣等高水化热品种水泥。有条件的情况下，

9、可以使用延性较好的道路专用普通硅酸盐水泥。道路混凝土应优先使用中砂和级配良好的碎石材料，控制含泥量，避免使用细砂和卵石，不用含碱性物质过多的砂石料4。外加剂不仅可以改善混凝土的工作性,而且可以提高混凝土的强度,节约水泥和拌和用水,降低工程造价。 本工程是在夏季施工，上层采用C35混凝土，标号高，水泥用量大，为降低水灰比，应采用高效减水剂，避免水化热过大，产生温度裂缝。特别是，多数道路混凝土采用非泵送浇灌，塌落度小，施工班组为增加混凝土流动，便于施工，现场加水拌合，改变了水灰比，降低了混凝土强度，也促使混凝土表面增加裂缝。施工时，应加强对班组交底，教育，混凝土的塌落度应由试验室调整，现场不得随意

10、加水。 4.2温度控制措施 一般而言，外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。当气温下降，特别是气温聚降，会大大增加外层混凝土与其内部的温度梯度，因而会造成温差和温度应力，使混凝土出现裂缝。因此应控制混凝土表面与外界气温温差（不应超过25度）。在夏季，可以选择在夜晚浇筑，使混凝土材料初始温度就低；必要时采用冷水将原材料降温后，再拌合；同时也可采取降低运输距离、运输时间、降低仓面温度、在温度高时拆除模板等综合措施，来降低混凝土和外界温差。成型后的混凝土宜及时覆盖养生，养护应铺约3cm厚麻包袋淋水，降低混凝土面温度5。冬季时，为避免混凝土温度下降过快，需采用保温措施。 为避免受到下层混凝土板块变形影

11、响，适当推迟上层混凝土浇筑时间，错开上下层混凝土板块水化热高峰时间。 4.3路基质量影响控制 新老路基接头部位加宽进行处理，按规范要求分层碾压，夯实，确保路基压实度或弯沉值达到施工图设计要求。在沿道路纵向方向排水沟槽回填，应加强处理，包括加宽，放台阶回填；换填级配砂石；甚至在局部直接浇灌混凝土，总之要确保该部位路基质量的稳定性。 4.4施工过程控制措施 4.4.1湿度 在夏季气温高、蒸发快或风速大时，应用麻包袋覆盖成品混凝土板面，淋水保湿，保持混凝土表面湿润，混凝土面不得裸露在强光下暴晒，造成局部开裂。 4.4.2振捣、抹光 混凝土打棒应使用熟练工人，加强技术交底，混凝土振捣应均匀有序，避免过

12、振，不得出现漏振现象。抹光应及时有效，严格按施工工艺操作。 4.4.3切缝 切缝是混凝土达到足够强度的时候，在混凝土表面采用切割机械切缝,以使混凝土面层产生的裂缝有规则地沿着此薄弱环节展开,同时释放混凝土表面由于各种作用积聚的应力。一般来说，切缝应在拆模后12小时左右，也可根据气温条件调整，但原则是宜早不宜迟。切缝应规则，缝深度应符合要求，满足6cm深度。 4.5交通影响处理 若另半幅道路交通不能中断，应调节混凝土浇筑时间。特别是在浇筑上层混凝土时，应尽量安排在夜晚，车流量少时进行；并应避免交通高峰期与混凝土的初、终凝时间重合；商品混凝土供应商也应根据不同的浇筑时间段，调整不同初、终凝时间的配

13、合比。 5裂缝处理措施 本工程纵向裂缝主要集中在上层水泥混凝土面出现，经后期观察裂缝未出现较大变化，混凝土的强度也满足设计要求。因该层水泥混凝土板亦为道路基层，其上还有稀浆封层、玻纤格栅，及沥青混凝土面层，故若水泥混凝土不出现断板或较大裂缝等质量问题，可进行一般处理，继续使用。处理方法如下： 5.1环氧树脂法 对宽度小于0.3mm的裂缝作表面防渗修补。修补时先在裂缝部件作表面处理然后采用高压喷枪将环氧树脂或树脂砂浆注入板块裂缝使断裂的板块在胶粘剂粘接下形成整体。 5.2摊铺卷材法 本工程设计在混凝土板切缝位置，铺设SBS改性沥青防水卷材。部分裂缝较宽，缝叉口多，缝深度较浅的，亦可铺设卷材，防止

14、渗漏。不再裂缝缝合处理。 在施工沥青混凝土面层前，对全路段水泥混凝土板面进行了检查。在混凝土完成的40、50天后，纵向裂缝的长度、宽度、深度没有明显增加，基本保持在最初出现的两天时的状态。在增加对裂缝等处混凝土板取芯频率试验对比后，发现混凝土的强度和没有裂缝处的强度没有大的区别，俱满足设计值。为混凝土外观质量及防水要求，对个别纵向裂缝进行了针对性处理，处理结果经监理、设计及其他相关单位评定后，认为裂缝不影响混凝土板质量，可以作为道路基层使用，同意验收。 吉和南路于2009年7月沥青混凝土面层摊铺完成后通车，作为城市主干道已经使用15个月左右，对道路面层观察，没有出现混凝土板的反射裂缝。混凝土板

15、面的纵向裂缝没有对道路质量造成破坏，部分裂缝的处理也是有效的。 6结束语 6.1本工程混凝土板纵向裂缝是由多种因素综合引起的。特别是与混凝土原材料、施工工艺及车辆通行有很大关系。 6.2经过原因分析，在工程后期进行了针对性处理，纵向裂缝已经极少出现，裂缝长度也很短，预防措施基本达到效果。 6.3本工程纵向裂缝问题的解决可以作为一种施工经验进行总结，并推广到类似工程进行应用。 参考文献 1JTGE30-2005，公路工程水泥混凝土试验规程S.北京：电子工业出版社. 2JTGE42-2005公路工程集料试验规程S.北京：人民交通出版社. 3谈至明，姚祖康.层间约束引起的双层水泥混凝土路面板的温度应力J.交通运输工 程学报，2001,1(1):25-28 4王小东.对水泥混凝土路面裂缝的原因及防治的探讨J.黑龙江科技信息， 2009,14:220-220 5刘桂玲，赵伟.水泥混凝土路面裂缝的原因及防治J.黑龙江交通科技，2008,10：37-37 第 10 页 共 10 页