高溫干旱地區(qū)水泥混凝土路面裂縫病害預(yù)防探討

潘曉波

摘 要：近年來，隨著國家對“四好農(nóng)村路”以及“現(xiàn)代絲綢之路”的建設(shè)，水泥混凝土路面公路在我國西部高溫干旱地區(qū)建設(shè)持續(xù)增多，但隨著時(shí)間的推進(jìn)，水泥混凝土路面的病害問題也日漸突出，如開裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺等，尤其是裂縫病害尤為嚴(yán)重。高溫干旱地區(qū)水泥混凝土路面的裂縫原因是多方面的，但從原材料、施工工藝等各方面上嚴(yán)格把關(guān)，采用綜合的防治措施，高溫干旱地區(qū)水泥混凝土路面裂縫是可以有效預(yù)防的。

關(guān)鍵詞：高溫干旱 水泥混凝土路面 裂縫 預(yù)防 措施 控制

一、根據(jù)以往水泥混凝土路面施工的經(jīng)驗(yàn)，引起裂縫問題的原因，主要有如下幾個(gè)方面

1、溫度的應(yīng)力變化導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫。中國西部高溫干旱地區(qū)，夏季30℃-45℃的氣溫條件下，地表溫度可達(dá)到60℃左右時(shí)，甚至個(gè)別地區(qū)達(dá)到近70℃。由于水泥混凝土路面板塊內(nèi)溫度應(yīng)力的作用，板塊四角發(fā)生翹曲，板塊發(fā)生盆狀變形，四周的板塊填縫材料被擾動。長期高溫天氣及晝夜較大溫差變化下，水泥混凝土板塊也在不斷發(fā)生變形，而這些變形會受到板底與下承層的摩擦阻力作用、水泥混凝土板的自重以及車輪荷載等約束作用，水泥混凝土板體內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)路面板體就會裂縫。

2、路面混凝土澆筑成型后，由于水泥的水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā)，使得內(nèi)部溫度逐漸升高，表面散熱快，從而形成內(nèi)外溫差，在此階段混凝土強(qiáng)度比較低，溫度產(chǎn)生的應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度，會在水泥混凝土表面產(chǎn)生裂縫。在水泥混凝土硬化過程中，由于水的水化和蒸發(fā)使混凝土產(chǎn)生收縮，收縮過程中受地基和外部結(jié)構(gòu)的約束會產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，也會產(chǎn)生收縮裂縫。在高溫干旱地區(qū)施工的水泥混凝土路面，由于水份蒸發(fā)過快和晝夜溫差較大，更易產(chǎn)生裂縫。

3、水泥混凝土強(qiáng)度偏低。由于施工條件的復(fù)雜性、原材料不符合要求、施工工藝不妥、混凝土配合比不合理、施工時(shí)偷工減料、水灰比大、振搗不密實(shí)、過振、養(yǎng)護(hù)不規(guī)范、齡期不足或過早開放交通等原因，路面強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。水泥混凝土路面在軸載的反復(fù)作用下產(chǎn)生的荷載應(yīng)力與其它應(yīng)力共同作用達(dá)到或超過其允許應(yīng)力時(shí)，便產(chǎn)生裂縫。

4、在施工當(dāng)中的其他不當(dāng)行為造成的裂縫，如路基沉降裂縫；水泥混凝土路面下的各結(jié)構(gòu)層密實(shí)度差造成不均勻沉降，混凝土板脫空，在車輪荷載的作用下路面水泥混凝土板會產(chǎn)生過大的彎拉應(yīng)力而使板塊斷裂；下承層表面平整度差不僅會增加其與水泥混凝土板底摩阻力，而且造成水泥混凝土板厚不均，易在較薄弱路面水泥混凝土板處開裂；水泥混凝土路面切縫時(shí)間太遲或切縫深度不足，或者切縫間距過長造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中，在水泥混凝土板的薄弱處形成裂縫。

二、在高溫干旱地區(qū)水泥混凝土路面施工中可以采取以下措施預(yù)防裂縫病害

1、加強(qiáng)對原材料性能和質(zhì)量控制。水泥、砂、碎石、水等原材料在使用前進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)，不合格的不得使用。粗、細(xì)集料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，使得級配合理。水泥混凝土溫差應(yīng)力裂縫最根本原因是水泥的水化熱高而引起的，施工要選用水化熱低的水泥，選用合理有效的外加劑。減水劑可改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少水泥用量。緩凝劑可以延緩水泥混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，由于混凝土的強(qiáng)度會隨齡期的增長而增大所以當(dāng)放熱峰值出現(xiàn)時(shí)，混凝土強(qiáng)度也增大了，從而減小了裂縫出現(xiàn)的幾率。

2、減輕溫度應(yīng)力效應(yīng)。降低骨料的溫度，砂、碎石料要搭棚遮陽。降低拌和水的溫度，可用部分冰塊代替水。合理安排水泥混凝土路面施工時(shí)間，選擇低溫季節(jié)或氣溫較低的夜間施工?；炷帘砻嫘拚麜r(shí)避免陽光直射，整修后要覆蓋養(yǎng)生，采取保溫、保濕措施，防止混凝土白天過多的升溫，造成夜間降溫時(shí)收縮過大。

4、加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。路基和基層的密實(shí)度、穩(wěn)定性、均勻性應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，軟弱地基做好加固處理防止地基沉降?？刂葡鲁袑拥臉?biāo)高、平整度，混凝土強(qiáng)度、路面厚度等嚴(yán)格要求。配制水泥混凝土?xí)r嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇合適的砂率，防止因水灰比過大、水泥用量過大或砂率過大，混凝土振搗時(shí)，需注意不密實(shí)的部位的振搗，同時(shí)防止混凝土過度振搗或抹平而導(dǎo)致水泥和細(xì)集料過多上浮于表面。水泥混凝土路面板切縫時(shí)間要控制得當(dāng)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%-30%時(shí)進(jìn)行切縫，切縫深度控制在1/3-1/4板厚。

5、水泥混凝土路面養(yǎng)生。為防止水泥混凝土中水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生縮裂，并保證水泥水化過程的順利進(jìn)行，水泥應(yīng)及時(shí)覆蓋養(yǎng)生，防止炎熱或大風(fēng)天氣表面游離水分蒸發(fā)過快、體積急劇收縮而導(dǎo)致的開裂，加強(qiáng)養(yǎng)生期內(nèi)的灑水保持表面濕潤?；炷翉?qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以上時(shí)，方能開放路面交通。

三、結(jié)束語

水泥混凝土的裂縫是不可避免的，路面裂縫的產(chǎn)生和許多因素有關(guān)，高溫干旱地區(qū)實(shí)際情況更為特殊，水泥混凝土路面可能產(chǎn)生的裂縫情況和裂縫程度更高，但只要我們從各方面引起重視，水泥混凝土路面施工中采取控制措施預(yù)防裂縫，同時(shí)加強(qiáng)通車運(yùn)行階段的道路養(yǎng)護(hù)力度，對后期裂縫及時(shí)采取有效的措施并加以處理，即可以達(dá)到延長路面的使用壽命，產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。