1．引言

　　近年來隨著我國公路里程大幅度增長，混凝土路面日益在道路建設(shè)中成為各種公路型與城市型道路優(yōu)先采用的主流路面結(jié)構(gòu)形式，由于其在施工的操作方便性、結(jié)構(gòu)強度穩(wěn)定性、施工程序性及可控性等方面的優(yōu)點而迅速發(fā)展起來。但與此同時，道路的病害問題也日益增多起來，尤其是道路裂縫起砂等病害情況時有發(fā)生，從而導(dǎo)致直接及間接的經(jīng)濟損失巨大，成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點所在�，F(xiàn)就我校的幾條道路發(fā)生的一些裂縫、起砂病害情況的成因、危害以及防治情況做以下探討研究。

　　2．裂縫、起砂病害產(chǎn)生的原因

　　我校曾經(jīng)在夏季利用暑假期間修筑了幾條混凝土，混凝土的標(biāo)號為C25，混凝土的配合比為水：水泥：砂：石=0.46：1.00：1.57：3.09，塌落度為20。40mm，砂率為35％，氣溫為22℃一36℃，拌合方法為機械攪拌，搗固方法為機械振搗，養(yǎng)護情況為標(biāo)養(yǎng)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為JGJ55-2000。其中某條長830米的主要道路產(chǎn)生了6條早期裂縫，后期在檢查井附近還產(chǎn)生了不少不規(guī)則的裂縫，另外的幾條路面也有不同程度的裂縫和起砂病害發(fā)生。路面的裂縫主要是以塑裂和縮裂兩種裂縫形式為主。

　　2.1 塑裂

　　產(chǎn)生于混凝土塑性狀態(tài)，其縫短而細、細而淺。產(chǎn)生這種裂縫的主要原因是：混凝土在硬化初期內(nèi)部溫度高于表面溫度，在混凝土整體內(nèi)外膨脹不均勻的情況下，表面必將產(chǎn)生很大的應(yīng)力，當(dāng)外部混凝土所受拉力一旦超過混凝土當(dāng)時的極限抗拉強度，就將產(chǎn)生裂縫。這種裂縫一般在混凝土硬結(jié)后終止，危害較小，遇荷載作用時就會繼續(xù)發(fā)展。

　　2.2 縮裂

　　在混凝土硬結(jié)以后、全面通車之前形成。由于施工現(xiàn)場溫度、濕度的變化，混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生的不均勻變形的拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度后，混凝土路面收縮開裂。這種裂縫可導(dǎo)致混凝土板的斷裂，成為不合格的混凝土板塊，對水泥混凝土路面質(zhì)量影響極大。

　　3．裂縫形成后對道路的危害

　　水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫要及時治理，否則灌進雨雪水融化后，對道路的破壞將非常嚴(yán)重。進水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個階段：第一階段，初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量凍融松石與瀝青路面的結(jié)合層之間，由于行車碾壓推擠磨擦作用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用擠出；第三階段，形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現(xiàn)擠漿，路面出現(xiàn)坑凹，甚至出現(xiàn)搓板路，隨著時間的推移，將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生，嚴(yán)重時路面粒料被行車推擠帶走，路表面將出現(xiàn)開裂性坑槽。

　　這些病害如得不到及時治理，對社會車輛會形成一種潛在的危害，也極大地縮短道路服務(wù)的壽命。設(shè)計使用壽命15年的道路，可能使用幾年就將需要大修，這樣會給單位造成極大的不便和經(jīng)濟損失。

　　4．裂縫及起砂產(chǎn)生的原因

　　4.1 裂縫產(chǎn)生的原因

　　4.1.1 基層施工質(zhì)量的影響

　　基層能夠給水泥混凝土板提供均勻穩(wěn)定的支承且能防治凍脹，保證整體強度和良好的平整度，延長混凝土板的使用壽命。如果基層強度不均勻，平整度不好，會造成混凝土板底承載力不均勻以及板厚不一致，混凝土板塊受荷載作用后在強弱分界部位就會發(fā)生斷裂。

　　4.1.2 水泥品質(zhì)的影響

　　水泥的品質(zhì)不符合要求，安定性差，引起混凝土的裂縫，水泥熟料的鍛燒不充分會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水化過程很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹，體積變化不均勻，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板，還有氧化鎂及石膏的后果，與氧化鈣類似。為防治水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強檢驗，選用低堿性水泥。

　　4.1.3 骨料質(zhì)量的影響

　　骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，所以骨料質(zhì)量的好壞將影響混凝土的性能。骨料級配良好時，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對減少。使用偏細砂時，會使混凝土收縮值增大，容易產(chǎn)生裂縫，骨料中針片狀石子含量過高，針片狀石子在混凝土中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙率較大，受壓易折斷，從而堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成堿一硅酸凝膠，這種凝膠體吸水后產(chǎn)生膨脹。導(dǎo)致混凝土的開裂和破壞，這種現(xiàn)象稱為堿-集料反應(yīng)。因此選擇骨料時應(yīng)選用連續(xù)級配、干凈、含活性氧化硅少的材料。

　　4.1.4 水泥混凝土配合比的影響

　　（1）水灰比問題

　　混凝土中的拌和水分自由水和化合水兩部分�；�合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)部形成空隙。如水灰比偏大，使混凝土密實度降低，強度也就降低，但水灰比偏小時，和易性差，影響施工操作，也難也振搗密實，使混凝土強度降低。因此要嚴(yán)格控制水灰比。

　�。�2）計量不準(zhǔn)確

　　混凝土配合比是根據(jù)混凝土的強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據(jù)規(guī)定計量誤差：水泥1％，粗骨料3％，水l％，外加劑2％。如果計量不準(zhǔn)確會影響石材料的級配，沒有一個好的級配，混凝土的密度就難以保證。因此，混凝土施工的工程應(yīng)采用拌和站并必須配置一定數(shù)量的自動計量設(shè)備，禁止用體積法計量。

　　4.1.5 外部環(huán)境的影響

　�。�1）溫度的影響

　　混凝土因溫度升降而產(chǎn)生的變形稱為溫度變形，它對大體積和大面積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的水化熱，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱較慢。于是內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，內(nèi)脹外縮的結(jié)果必將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，嚴(yán)重時會使混凝土出現(xiàn)裂縫。因此可見溫度的影響是至關(guān)重要的，溫差應(yīng)力是不可避免的，因此對大體積混凝土工程施工中應(yīng)控制混凝土的溫度。

　�。�2）養(yǎng)護條件的影響

　　混凝土澆筑初期，一般要在表面灑水覆蓋，目的是防治表面裂縫。但試驗結(jié)果表明，延長初期潮濕養(yǎng)護時間僅能推遲干縮的開始，不能減少短期的干縮。但當(dāng)混凝的抗拉強度大于干縮的應(yīng)力時，就可以停止潮濕養(yǎng)護了，混凝土也不會開裂。

　　4.2 水泥地面起砂和起皮的原因

　　使用低標(biāo)號水泥或過期結(jié)塊水泥，砂過細或含泥量大，砂漿無配合比，攪拌砂漿不計量，加不量過多，使用已超過3h以上的砂漿，壓實抹光的時機不當(dāng)，在已完工后的地面上拌砂漿或轉(zhuǎn)運砂漿和混凝土，造成地面很多灰疙瘩，鏟除后脫皮。水泥砂漿地面剛完工，就在地坪上操作和堆放重物，很少澆水養(yǎng)護等都是導(dǎo)致地面起砂的重要原因。

　　5．道路裂縫及起砂的預(yù)防和治理

　　5.1 裂縫的防治

　　早期的塑裂由于產(chǎn)生在混凝土的塑性狀態(tài)，如果能在施工中安排專人對新澆筑的混凝土面板進行看護，及時觀察、及時進行抹面處理即可解決。

　　而縮裂，應(yīng)該做為控制水泥混凝土路面的主要質(zhì)量通病進行治理，主要應(yīng)采取以下技術(shù)措施：

　　5.1.1 小施工現(xiàn)場溫度差、濕度差，抑制收縮。

　　（1）合理地安排作業(yè)時間，盡量避免在中午氣溫高峰時間進行施工，盡可能地把施工時間安排在早上或傍晚。周圍環(huán)境的氣溫變化相對較小。

　�。�2）保證施工用水的溫度。必要時還要對碎石適當(dāng)灑水降溫，以降低拌和物與周圍環(huán)境的溫度差。盡量避免在裂日下作業(yè)，無法避免時可設(shè)置遮陽棚。

　　（3）因為大風(fēng)對拌和物的水分蒸發(fā)量比高氣溫還要大，所以大風(fēng)天氣應(yīng)停止水泥混凝土路面的施工。如不可避免，則要采取必要的防風(fēng)措施。

　�。�4）注意養(yǎng)護環(huán)節(jié)。應(yīng)在混凝土筑完成，收漿后即開始進行養(yǎng)護，同時覆蓋并及時灑水保持濕潤狀態(tài)。

　　5.1.2 嚴(yán)格按照規(guī)范施工，確保正確的配合比。

　　（1）對砂子中夾雜的泥團要篩出，包裹有粘土的碎石要清洗或剔除。

　　（2）保證水泥的質(zhì)量，特別是必須保證水泥的安定性。水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當(dāng)超過一定限量時，就會破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強度下降。

　　（3）控制好施工水灰比，嚴(yán)格按配合比投料。水泥混凝土的強度主要取決于其內(nèi)部起膠結(jié)作用的水泥石的質(zhì)量，水泥石的質(zhì)量取決于水泥的特性和水灰比。水灰比對強度的影響是很大的。

　　5.1.3 及時進行切縫，引導(dǎo)裂縫在切縫位置開裂。

　�。�1）及時、盡早鋸切橫縮縫，縫深必須嚴(yán)格達到設(shè)計要求深度，在縮裂發(fā)生前及早形成弱斷面，使裂縫在薄弱環(huán)節(jié)展開。

　�。�2）路面有各種檢查井處，為了避免井框部位形成不規(guī)則早期收縮裂縫，要沿井框周圍規(guī)則地切開橫向縮縫。

　　5.2 起砂的防治

　　地面是人們活動的場地，因此地面要求具有耐磨性。水泥要選用高C25的普通硅酸鹽水泥，不得使用測試不合格的劣質(zhì)水泥和儲存期超過三個月有結(jié)塊的水泥。砂應(yīng)選擇含泥量小于3％的中砂。拌制砂漿要按配合比認(rèn)真計量，攪拌均勻，隨拌隨用，拌好的砂漿要在3h內(nèi)用完。在初凝前拍實抹平，終凝前抹光。尚未硬化的地面上，不準(zhǔn)進行其它工程操作，更不準(zhǔn)在上面拌砂漿。地面必須濕養(yǎng)護7d。

　　6．結(jié)束語

　　本文通過對本校施工的道路路面開裂、起砂病害的個別案例，對混凝土路面普遍存在的開裂、起砂現(xiàn)象進行了詳細的原因分析及防治機理剖析，從客觀上發(fā)現(xiàn)了問題結(jié)癥所在并從根本上解決問題，具有普遍適用性和推廣性。

　　依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻：

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　　[2]張可文《施工技術(shù)[M]》北京：石油工業(yè)出版社，2004。

　　[3]國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范[S]》GBJ97-87。

　　[4]國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[s]》GB50164-92。