科技信息 ０建筑与工程０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００９年第３３期 水泥混凝土路面裂缝成因及预防对策 秦奋 （枣庄市远达监理咨询有限公司 山东 枣庄【摘２７ＴＩＯ０） 要】水泥混凝土路面裂缝是混凝土路面主要病害之一，对正在中修的工程进行检查分析，从设计、施工以及管理养护等各个方面介绍 水泥混凝土面板及桥面铺装损坏的原因，并提出预防对策。 【关键词】水泥混凝土路面；裂缝成因；预防对策 １．成因分析 １．１板块脱空及断板 在我国多雨季节里，由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善， 致使道路路面产生裂缝，即混凝土表面呈现碎小的六角形花纹状裂 缝，裂缝很浅，水从水泥混凝土路面接缝处和断板处以及路肩等处渗 入到基层顶面，在车辆的动荷载作用下，从板缝处挤出泥浆，将早期强 度不高的基层中的细料一同带出。周尔复始形成板块脱空，脱空后的 板块缺少必需的支撑和基层对面板的约束，受荷载的作用形成断板， 断板的出现又加速了路面渗水。反复循环，使断板数迅速增加，这种现 象集中在排水设计不合理或施工后排水不畅的段落。另外， 期断板 产生尚有其他的因素：如路基的不均匀沉降，施工停顿时间过长，产生 冷缝但未按工作进行处理。切缝太迟，缝深不足，使面板在较薄处形成 应力集中，产生收缩断裂。 随着改革开放的不断深入．国民经济迅猛增长，交通事业也在蓬 勃发展，汽车的数量急剧增加，重载、超载车辆越来越多，使得混凝土 面板的当量轴次急剧加大，加快了面板的破坏，如店子一韩庄．混凝土 面板断裂速度较前几年成倍增长，而且断板的连续长度也不断加大， 行车道Ｉ二有的长达数百米。 １．２胀缝破坏 填缝材料由于受强烈紫外线的照射等气候影响而逐渐老化，在行 车作用后破碎、脱落而渗水，同时失去伸缩功能。另外由于施工中不能 严格按照施工图和规范要求施工传力杆．部分传力杆因为两端被固 定，在温度发生变化时，无法满足胀缩的要求．胀缝将被挤裂；由于地 基的不均匀沉降、板块脱空等，使相邻板块之间形成错台，当车辆驶过 时，胀缝同样也会遭到破坏。 １．３裂纹（包括龟裂） 水泥混凝土配合比设计的水泥用量、水灰比等不合理，水泥的品 质不稳定，早期养护不及Ｉｔ ；施工中存在操作不规范的行为，如撒干水 泥粉、洒水等以利尽早抹平、收光、在振捣过程式中有过振现象，造成 混凝土表面砂浆过多，这些郜是造成裂纹（包括龟裂）的主要原因。这 些裂纹的存在，当行车荷载作用后，表面的薄层很快会破裂脱落，造成 板厚的后天不足。 １．４桥面铺装混凝土的碎裂 一般情况下．桥梁或明通道的铺装混凝土的设计厚度为１０ｃｍ一 １２ｅｍ，由于预制梁的高度控制不准确、预应力梁张拉时上拱值偏大或 现浇梁的高程控制不严等因素，造成局部地区域的铺装厚度只有 ４ｃｍ一５ｃｍ，使得铺装层非常容易破坏。另外，在桥面铺装施工时由于没 有处理好新老混凝土的结合面，如梁顶过于光滑，没有清洗干净等。桥 面铺装筛应与桥面没有距离无法产生力，造成铺装层混凝土不能与梁 体共同受力，也非常容易破坏。 ２．预防对策 ２．１优化设计 为了更好的解决水泥混凝土板决脱窄、断板等问题，在基层顶面 的横坡设计以及道路的排水设计方面要充分考虑排水顺畅，防止水冲 刷破坏。基层设计汁要有足够大的横坡，一般不小于２０％；在路肩设计 时，应采用透水性好的材料填筑，在路缘石下和边坡防护工程等部位 问隔一定的距离设置泄水孔，以利于地表水和渗入基层顶的水能及时 排出。没有自来水的存在，水泥混凝土板决的唧泥现象会明显减少。一 般道路可以采用贫混凝土基层防止冲刷．高等级道路基层采用二灰碎 石或水泥稳定碎石时，可在基层顶面设置一层沥青下封层作为密封 层。 在桥面铺装设计要充分考虑到施＿［时钢筋网片绑扎的不规范、铺 装厚度的不足。为了保证钢筋网片的整体质量，一般可采用焊接钢筋 网片，其尺寸和在混凝土中的位置易于控制；在混凝土设计时，要充分 考虑到混凝土铺装层的局部厚度不足，所以现在有很多科研人员正在 致力于薄层混凝土耐久性的研究和应用，如可以采用钢纤维混凝土耐 久性的研究和应用，如可以采用钢纤维混凝土来提高混凝土铺装层的 质量。 ２．２施工过程中的质量控制 ２．２．１加强原材料的质量控制 原材料是工程质量的根本 要加强对水泥、碎石、砂、水外掺剂等 质量的控制，特别是水泥的品质，将直接影响混凝土的裂缝或裂纹是 否出现。砂、碎石的含泥量等将影响混凝土的强度。只有合格的原材 料。才能保证生产出合格的混凝土。 ２．２．２认真检查基层的质量 基层采用二灰碎石或水泥稳定碎石时，前者的早期强度不高，一般 在０．６ＭＰａ一０．８ＭＰａ之间，而且其强度的形成过程是一个个长期的物 理一化学反应过程。而水泥混凝土路面的通车时间不可能等到基层强 度达到很高 如果路面早期有渗水，那么混凝土土板块将有淤泥并带出 基层混合料的很多细料 从而形成板块的脱空或断板。所以，对基层质 量的检查十分重要，首先要求基层的强度、压实度符合设计和规范的 要求，严格控制混合料中的细料用量；其次要认真检查基层的横坡度， 保证渗入基层的水顺畅排出；最后要测量基层的高程，前提是宁低勿 高，使混凝土板块的厚度得以保证，特别是行车道外侧的混凝土板厚， 并且要清除基层顶的薄层贴补和松散的基层混合料。如设置下封层， 要检查下封层的完整性，被破坏的地方待补好后方可施工混凝土面 板。另外，还要在浇筑混凝土板块前全面检查路基的沉降情况，及时发 现路基的不均匀沉降，要采取如增加土工织物和其他有效的办法进行 补强。 ２－２．３严格控制混凝土的施工配合比 水泥混凝土施工配合比的准确与否是水泥混凝土的抗强度、抗弯 拉强度达到设计要求的最根本的前提 所以。在施工过程中，要根据 砂、碎石的实际含水量及混凝土的室内配合比适时调整每天生产的实 际用水量及和其材料的用量，特别不能通过增加水泥用量来求得合适 的塌落度而忽视水灰这个重要的指标，过多的水泥用量将造成混凝土 表面的于缩裂缝。 ２．２．４严格控制施工工艺 混凝土的拌和要有足够的拌和时间，拌出的混凝土比较均匀：传 力杆的设置一定要按照施工图设计和规范的要求施工，传力杆要有传 力的效果：桥面铺装钢筋网片的尺寸要合格，网片在混凝土高度方向 上安装的位置要准确；混凝凝土的振捣要按照规范要求振捣密实并不 过振．过振将造成混凝土表面的砂浆过多，致使混凝土表面塑性变形 增大．产生裂缝：在收光、抹面时禁止采用撤干水泥、洒水、加铺泥浆等 不规范的方法。 切缝时间要适时，不宜太迟。目前，混凝土施工施工一般采用振动 梁或摊铺机长线作业，每天施工的段落较长，～定时间后混凝土的内 部应力较大，如果不及时切缝，将会在薄弱处产生裂缝；加之在某些季 节．昼夜温差较大，低温时混凝土内部将产生拉应力，也容易产生收缩 裂缝。切缝要有足够的深度，一般为混凝土面板厚度的１／４，切缝不能 太浅．否则在薄弱处仍会出现应力集中，产生裂缝。 混凝土的养生工作是一项重要的工作，是混凝土质量保证的重要 环节，也是施工过早，混凝土表面的砂浆容易起皮、脱落，平整度也很 差。如果养生不及时，混凝土表面失水过快，造成干缩裂缝；如果养生 不够，混凝土没有足够的水分进行水化反应，水化热较高，造成混凝土 ２９７ 科技信息 Ｏ建筑与工程Ｏ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２００９年第３３期 被“烧灼”。人员容易忽视的一个方面 沥青混凝土硬肩下的填充材料 泥脱空。 定要用透水性能好的材料，防止因使用材料不当，造成基层顶形成 般情况下，水泥混凝土路面使用３年一４年后，会出现一批断板， 定“蓄水槽”，无法排出自由水，出现淤泥，从而造成断板。 此时要对原有的混凝土路面进行一次大修，将已经产生的断板立即更 ２．３在使用期板块脱空或断板的预防 换，否则，大量的水分渗入到基层 ，再加上超载车辆或大型车辆的数 一一一２＿３．１保证路面排水系统的通畅 量增多，将会造成断板的速度成倍增长，意味着要花更大的投入来进行 水冲刷是混凝土路面损害的主要病害，保证路面排水系统的通畅 修理所以要及时更换已断裂的板块。对板块脱空未断裂的板块应及 显得尤为重要。沥青混凝土硬肩的修补要严格控制它的高度，不能高 时灌浆 出水泥混凝土的最低点（设高超段除外），保证路面横坡的自然排水功 能；及明清理堵塞边坡泄水孔的杂物；多雨地区可以适当降低路缘石 高度加速排水。 ３．结语 由于设计、施工、使用过程中存在的某些不足，也由于混凝土内在 原冈及温度变形，湿度变化，地基不均匀沉陷变形的影响，在水泥混凝 ２．３＿２认真检查和发现胀缝的破坏情况及板块的裂缝情况并及时 土路面上难免发生各种类型的裂缝，国家为之付出更大的代价进行维 处理： 修。力求从工程设计时就要充分认识水冲刷破坏的严重程度并在设计 胀缝破坏主要是指接缝的地方凼温度等影响因素而产牛的挤碎、 中加以改进。施１：单位在工程施工前要建立完善的质量保证体系．施 错台等，或者因为胀缝所用的填充材料 气侯等闲素影响产生老化、 工监理尤其是旁站监理要注意控制施工过程中可能出现的质量问题。 脆裂；混凝土板块的裂缝产生的原 较多，前而已做分析 在凋查后， 管养人员对已经出现的病害要认真调查，及时维修。水泥混凝土路面 对已被破坏的胀缝中的填缝料进行清理换填，管养人员要特别注重填 的裂缝是可以避免的。 缝料有它的使用期限，如沥青及塑料胶泥类填缝料使用１年一２年 后，聚胺脂和橡胶类填缝料使』Ｉｊ ２年３年膈均应补灌或重灌 【参考文献】 混凝土板块的裂缝应尽早灌缝密封，若不能及时密封，路面表面 ［１］公路工和技术标准－ＪＴＪ００１—９７北京人昆交通 的水分极易通过板缝渗入基层 形成板块脱空、断板破坏。 ［２］吴初航，等水泥混凝土路面施工及新技术．北京：人民交通出版社，２０００年，第 ２．３．３加强对超载车辆的管制 版 公路的管养部门配合有关的职能部门要加强对超载车辆的检查 ［３］方福寿．路面工程．北京人民交通社． 和控制这些车辆驶入，这些车辆对有“桥头跳车”的桥梁伸缩缝会造成 ［４］，刘朝晖．河南省部分水泥混凝土路面损坏原因分析．公路，２０００，８． 极大的破坏 ２＿３＿４及时更换已断裂的板块防ｉｔ大 渗水引起更多板块的淤 ［责任编辑：张艳芳】 （上接第２８４页）３．结论 应选用２５Ｃｒ一１３Ｎｉ—Ｍ０型焊材， 其他选用２５Ｃｒ一１３Ｎｉ型焊材．并注意含 不锈钢复合钢管焊接时焊接工艺的制定： 碳量。基层焊接选用Ｅ３０９。 ３．１当管直径≥８００ｍｍ时，先焊外侧基层焊缝．考虑焊接操作条 当基层材料为Ｃｒ－Ｍｏ钢时 要根据设计温度考虑是否选择Ｎｉ基 件，开外侧坡口，如图２，第一层焊缝采用 ＦｌＧ焊，其余采用手工电弧 焊材。 焊，焊接材料与基层相适应；内侧砂轮清根，焊接过渡层两层，并超过 复层与基层结合部，最后焊接复层，当复层为ＯＣｒｌ３，ＯＣｒｌ ３ＡＩ，４１０Ｓ 【参考文献】 时．复层焊接应采用高ｃｒ＿Ｎｉ焊材 ［１］陈伯蠡焊接工程缺欠分析与对策．北京：机械工业出版社，１９９８． ３．２当管直径＜８００ｒａｍ时，采用图５的焊接坡ｕ，先焊复层，再过 ［２］陈伯蠡．焊接冶金原理．北京：机械工业出版社，１９９１． 渡层，最后焊接基层。焊接时，复层和过渡层焊接材料选用与复层相适 ［３ 中国机械工程学会焊接手册２材料的焊接北京：机械工业出版社，１９９２． 应的高Ｃｒ—Ｎｊ焊接材料，即复层材料为含Ｍｏ小锈钢（３１６、３１６Ｌ）时， ［责任编辑：王静］ （上接第３００页）６．２安全性町靠性评定 １＃～４＃粮库按《工业厂 对防水层老化、空鼓、渗漏部位宜尽早进行修补，以防渗漏进一步扩 房可靠性鉴定标准ＧＢＪ１４４—９０》的有关规定评定：结构布置和支撑系 大。 统可评为Ａ级，承重结构系统和维护结构系统皆可评为Ｂ级 １＃～４＃ ６．３．６有条件时对屋面保温层进行改造，以减少“温度起伏”带来 粮库单元可评为二级，即安伞可靠性略低于国家现行标准规范要求， 的不利影响 目前屋架问接缝处的裂缝可暂不处理．待有条件时，结 目前尚不影响正常使用，但个别项…越采取措施 合屋面维修进行屋面保温改造，以减少温度起伏裂缝。但在山墙与屋 ６－３处理意见及建议 架交接处的裂缝，应及时处理，以防继续恶化。 ６．３．１封闭地面和散水裂缝，做好室外地睡排水 鉴于粮库部分 基础施工未座落在砂卵石层上，为防Ｉ 再次发生地基不均匀下沉事故 【参考文献】 和防止地面和散水裂缝进一步扩展，建议将现有裂缝用沥青油膏或聚 １］黄熙龄，滕延京 王铁宏，等．建筑地基基础设计规范．北京：中国建筑工业出 氯乙烯油膏进行封闭，并做好 向排水设讨‘，严禁地基再次浸水 版社．２００２ ６－３－２砖砌空斗密肋墙应进行加固处理 鉴丁墙体裂缝比较严 ［２ 张有才，段敬民 主编建筑物的检测、鉴定、加固与改造北京：冶金工业出版 重，降低了墙体的承载能力，破坏了墙体的整体性，加之砌筑砂浆强度 社．２００１ 较低，砌筑质量较差，考虑到散装粮仓的侧压力和７度设防的要求，该 ［３］郑建国，主编湿陷性黄土地区地基处理工程实录．北京：中国建筑工业出版 粮库墙体应进行加固处理。 社．２００３． ［４］罗字生，汪国烈，主编湿陷性黄土研究与工程北京：中国建筑工业出版社， ６．３＿３砼地圈梁需进行适当加固处理该粮库砼地圈梁砼强度偏 ２ｏ０１ 低，离散性大，某些部位砼酥松、剥落，呵在加固墙体的同时，一并进行 ［５］冯立强，主编建筑物病害诊治与工程质量检测实例．兰州：兰州大学出版社， 加固处理。 ２００３． ６．３．４檐口砼裂缝需进行封闭处理檐口砼裂缝应采用高弹性防 水油膏进行封闭处理，以防裂缝进一步扩展和恶化。 ［责任编辑：翟成梁】 ６．３．５屋面防水层需进行一次全面检查，并对渗漏处进行修补
