摘要：在公路运行的过程中，水泥混凝土路面出现裂缝是水泥混凝土公路在使用过程中时常出现的问题之一，会严重影响路面的使用性能以及行车的安全。基于此，本文介绍了水泥混凝土路面的施工工艺，进而深入分析了路面裂缝产生的种类及成因，最后提出了相关的路面维修与养护措施，希望能为水泥混凝土路面裂缝处理提供一定的施工参考。
关键词：公路路面；水泥混凝土；施工工艺；成因；维修与养护
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、维修养护费用少、夜间能见度好等特点，在各级公路建设中广泛应用。但是近年来，由于气候环境，施工水平，汽车超载现象严重等问题，加速了路面的破坏，导致路面在建设和使用过程中也出现了不少问题，水泥混凝土路面的裂缝就是其中之一。在这样的背景之下，如何克服公路水泥混凝土路面裂缝已成为当前公路施工中最重要的课题。为保证路面施工质量，控制施工裂缝的发生，笔者探讨了混凝土路面出现裂缝的成因并提出相应的维修与养护措施：
1 水泥混凝土路面的施工
1.1 与其他类型路面相比，混凝土路面具有的优点
（1）强度高，混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。
（2）稳定性好，混凝土路面的强度能随着时间的延长而逐渐提高，不存在沥青路面的那种“老化”现象。
（3）耐久性好，混凝土路面一般能使用20～40年，而且它能通行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。
图1 混凝土路面的施工程序
1.2 混凝土路面的施工程序
（1）模板安装。模板安装前，先进行定位测量放样，每10m设中心桩，核对路面标高，面板分块，接缝和构造物位置。其施工模板应采用刚度足够的槽钢或钢制边侧模板。钢模板的高度与面板的设计厚度相等，长度一般为3～5m。相邻模板连接应该紧密平顺，底部不得漏浆，不得前后有错位、高低错台等现象。
（2）传力杆设置。通常在完成模板安装之后，紧接着设置各种接缝的传力装置，包括拉杆、胀缝板、传力杆等，通常采用传力杆钢筋架安装固定，且胀缝板不允许混凝土连浆，必须完全隔断。
（3）制备与运送混凝土混合料。混凝土混合料的制备与运送是混合料质量保证的重要方面。混凝土强度的增长主要依靠水泥的水化作用，当水结冰时，水泥的水化作用即停止。因此，混凝土路面应尽可能在气温高于+5℃时施工，在昼夜温差低于+5℃和最低气温低于－3℃施工时，应采用高等级快凝水泥，或掺入早强剂，或增加水泥用量。
在持续5昼夜寒冷和昼夜平均气温低于+5℃，夜间最低气温低于－3℃时，应停止施工。
（4）摊铺和振捣。小面积施工时，可采用小型机具铺筑混凝土路面，当运送混合料的车辆运达摊铺地点后，直接倒向安装好侧模的路槽内，并用人工找补均匀，摊铺过程中要注意防止出现离析现象。
混凝土混合料的振捣器具，应由平板振捣器、插入式振捣器和振捣梁配套作业。平板振捣器在同一位置停留的时间，一般为10～15s，以达到表面振出浆水，混合料不再沉落为宜。平板振捣后，用带有振捣器、底面符合路拱横坡的振捣梁，两端搁在侧模上，沿摊铺方向振捣拖平
随后用直径75～100mm的无缝钢管，两端放在侧模上，沿纵向碾压一遍。
（5）制筑接缝。胀缝，先浇筑胀缝一侧混凝土，取出胀缝模板厚，再浇筑另一侧混凝土，钢筋支架浇在混凝土内。压缝板条使用前应涂抹废机油或其他润滑油，在混凝土振捣后，先抽动一下，最后在终凝前将压缝板条抽出。缝隙上部浇灌填缝料，留在缝隙下部的嵌缝板是用沥青浸制得软木板或油毛毡等材料制成。
横向缩缝及纵缝，在结硬的的混凝土中用锯缝机切割出要求深度的槽口。这种方法可保证缝槽质量和不扰动混凝土结构。要掌握好切割时间，过迟因混凝土过硬而使锯片磨损过大且费工，而且更主要的可能在切割之前混凝土会出现收缩裂缝。过早混凝土因还未结硬，切割时槽口边缘易产生剥落。
（6）表面整修与防滑措施。混凝土终凝前必须用人工或机械抹平其表面。用小型电动抹面机收光，装上圆盘即可进行粗光；装上细抹叶片即可进行精光。为保证行车安全，混凝土表面应具有粗糙抗滑的表面。在已硬结的路面上，用刻纹机将路面锯割成深2～5mm，间距12～24mm的小横槽。
（7）养生与灌缝。为防止混凝土中水分蒸发过速而产生缩裂，并保证水化过程的顺利进行，混凝土应及时养生。通常在混凝土抹面2h后，当表面已有相当硬度，用手指轻按不现痕迹，即可开始养生。浇洒一层水，然后铺上塑料养生膜，再铺盖土工布，洒水，从而阻止混凝土中水分的蒸发，保证混凝土的水化作用。
灌缝工作宜在混凝土初步结硬后及时进行。灌缝前，首先将缝隙内泥浆杂物清除干净，然后浇灌填缝料。理想的填缝料应能长期保持弹性和韧性，耐磨、耐疲劳、不易老化，常用的填缝料为聚氯乙烯胶泥。
2 水泥混凝土路面施工裂缝成因分析
影响水泥混凝土路面损坏的因素有很多，气候、水、路基土、施工水平、材料性能、行车荷载以及路面结构等等。其裂缝的出现大多数是在混凝土路面形成的初期，或者是交付使用的最初阶段，产生裂缝的根本原因在于混凝土面板的抗拉极限应力低于破坏应力。
2.1 按裂缝宽度及边缘碎裂情况分为轻、中和重3个
我们肉眼能看出来的裂缝一般都是中度以上裂缝，此外，修补后的裂缝如出现填封料脱落老化等，按重度裂缝损坏计，这主要原因是裂缝经扩缝之后宽度已经达到1cm以上。
轻：裂缝宽度较窄、小于3mm，裂缝处未剥落，裂缝未贯通板厚。
中：裂缝宽度3～10mm，裂缝边缘有碎裂现象。
重：裂缝较宽，大于10mm，边缘有碎裂并伴有错台出现。
2.2 按照水泥混凝土面板的裂缝形式分为5大类
（1）龟背状裂缝
图2 龟裂
其属于表面裂缝，是由混凝土混合料早期过快失水干缩和碳化收缩引起。主要是混凝土浇筑后表面覆盖不及时，在炎热或大风天气下，表面游离水分逸失，体积极剧收缩，导致开裂；混凝土在拌制时水灰比过大，模板垫层过于干燥，吸水大；混凝土配合比不合理，水泥用量或砂率过大；混凝土因过度振捣产生离析而导致裂缝等。
（2）横向裂缝。主要是切缝不及时，切缝深度过浅；切缝未到边缘或一条缝分多次切割；混凝土路面板厚度与强度不足，在交通荷载和温度应力作用下产生强度裂缝；混凝土路基不均匀沉陷而导致板底脱空而断裂；混凝土配合比不合理或失控；养护不及时而使水分蒸发过快；施工时振捣不均匀等。
图3 横向裂缝
（3）纵向裂缝。主要是路基发生不均匀沉降；基层不稳定；强度裂缝等。
图4纵向裂缝
（4）交叉裂缝。主要是混凝土强度不够，尤其是抗折强度偏低；路基的强度和水稳定性差；水泥的水化反应和碱骨料反应所致。
（5）板角断裂。产生的主要原因是混凝土振捣时，在模板四角周边漏振或振捣不实；水泥质量差，强度不足；模板拆除过早或拆模时损坏边角；板边、角在养生期间有施工机械碾压或外力作用；基层材料不合要求，板角隅处的地表水下渗后，在交通荷载作用下，逐步产生塑性形变积累，使角隅处应力集中，板下产生唧泥淘空和不均匀沉降，导致板角断裂。
图5 板角断裂
3 混凝土路面裂缝处理措施
3.1 填缝料的填补
填缝料常因高温被挤出而失落，日久老化而失去弹性，因此，一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料，使缝隙填料保持饱满不渗水，避免杂屑物等不可压缩的材料混入。
3.2 裂缝的修补
对较小裂缝，应及时将裂缝内的尘土清除干净，再灌满沥青砂封缝；或用环氧树脂胶结。对严重的裂缝，宜先将松动部分凿掉并清除干净后，在干燥情况下，用液体沥青涂刷缝壁，再填入沥青砂捣实、熨平，并以细砂覆盖。裂缝的修补工作宜在秋末冬初缝隙较宽时进行。
3.3 碎裂、剥落、局部磨损和坑洞的修补
先将尘土碎屑清除干净，再用1：2水泥砂浆或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高，能与多种材料粘结快硬，不需养生，并有耐酸抗渗作用。或先涂敷环氧树脂或水泥浆，然后用掺有早强剂的混凝土填补。
3.4 断裂的处理
根据断裂位置把混凝土凿成深约0.05～0.07m的长方形槽，刷洗干净后，用水泥砂浆涂抹槽壁和地面，然后以混凝土填补。
4 结语
总之，裂缝是水泥混凝土路面问题中极易发生的一种常见病害，会严重影响路面的使用性能与安全。为了能使公路建设更好地服务于社会经济发展，我们必须从根本上对水泥混凝土路面裂缝成因进行综合分析，并对其科学地开展维修与养护工作，以保障水泥混凝土路面的施工质量，从而延长混凝土路面的使用寿命。
参考文献：
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[3] 林贞华.浅谈水泥混凝土路面早期裂缝的原因及处理方法[J].建筑工程技术与设计.2014（16）
论文作者:邱定思
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/27
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 路面论文; 水泥论文; 强度论文; 成因论文; 水化论文; 《基层建设》2015年31期论文;