摘要：針對道路混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析，提出預(yù)防的對策及措施。
關(guān)鍵詞：交通設(shè)施 道路 砼 裂縫 成因 措施
近年來，隨著基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，道路建設(shè)在各地發(fā)展迅速，越來越多的高等級水泥砼路面建成通車投入使用。但由于道面砼是由多種材料組成的混合體，是一種脆性
材料，在受到溫度、壓力、外力的作用下，都具有出現(xiàn)裂縫的可能性。道面砼裂縫所帶來的危害不容忽視，它除了影響美觀，也給使用壽命帶來影響。但如果采取一定的措施，很多裂縫是可以克服、控制的。
1 . 道面砼裂縫的種類
道面砼受自然環(huán)境及各種因素的影響，其裂縫成因復(fù)雜而繁多，主要原因分以下幾類：
1 . 1 收縮引起的混凝土早期塑性裂縫和干縮裂縫。
1 . 2 溫度引起的混凝土溫度應(yīng)力裂縫。
1 . 3 地基不均勻沉降引起的沉降裂縫。
1.4 外力荷載引起的裂縫。
2 . 各種裂縫的成因分析
2.1 收縮引起的混凝土早期塑性裂縫和干縮裂縫
早期收縮變形引起的裂縫在道面實際施工中經(jīng)常會出現(xiàn)，其中以塑性裂縫與干縮裂縫最為常見。成因如下：
2.1.1 塑性裂縫：一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀很不規(guī)則，而且長短不一、互不連貫，類似干燥的泥漿面，大多數(shù)在砼澆筑初期出現(xiàn)，發(fā)生在澆筑過程中，砼澆筑后4-5 個小時左右。此時，水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，拌合物內(nèi)部的水份一部分分泌出流失，一部分被水泥水化掉，另一部分被蒸發(fā)。如果此時氣溫很高，天氣干燥，風(fēng)速很大則極容易使砼表面游離水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，從而出現(xiàn)裂縫。另外，使用收縮率較大的水泥，水泥的用量過多、使用過量的粉砂等也是引起塑性裂縫的成因之一。這種裂縫一般在初凝前已發(fā)生，如果此時對其表面用鋼抹子進(jìn)行再次拍壓抹平，并立即進(jìn)行表面覆蓋養(yǎng)護(hù)，即可消除該種裂縫的再發(fā)生。
2.1.2 干縮裂縫
干縮裂縫，主要是在砼結(jié)硬以后出現(xiàn)，其特點為表面性裂縫，裂縫寬度較細(xì)，也沒有明顯的規(guī)則。主要成因是砼結(jié)硬以后，隨著表層水分的逐步蒸發(fā)，濕度逐步下降，砼的體積減小，從而出現(xiàn)干燥（縮水）收縮。另外，砼振搗過度，尤其是三軸攤鋪機(jī)振搗過度，使表面形成水泥含量較大的砂漿層，也會助長此類裂縫的出現(xiàn)。
2.2 溫度引起的砼溫度應(yīng)力裂縫
砼具有熱脹冷縮性質(zhì)，在砼硬化過程中，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，道面砼將發(fā)生變形，若變形受到約束，則在結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過砼的抗拉強度時即產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。這種裂縫可以是局部裂縫，也可能出現(xiàn)貫穿性裂縫。主要原因：
2.2.1 道面砼受到太陽曝曬后，溫度明顯高于其他部位，溫度梯度呈非線性分布，由于受到自身約束的作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，從而出現(xiàn)裂縫。
2.2.2 驟然降溫，突遇寒流、遇冷空氣入侵等導(dǎo)致砼外表面溫度突然下降，但因內(nèi)部變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度，從而引起變形，因而出現(xiàn)驟然降溫引起的溫度應(yīng)力，最終導(dǎo)致裂縫。
2.2.3 砼水化熱，水泥硬化產(chǎn)生大量的水化熱，致使砼內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差很大，從而引起裂縫。
2.3 地基不均勻沉降引起的沉降裂縫
地基不均勻沉降而引起的沉降裂縫，往往在竣工一段時間后才出現(xiàn)，對道面砼板塊的影響巨大，會使砼出現(xiàn)斷板，危害很大。原因多方面：
2.3.1 路基填筑使用了不適宜的材料，從而造成土基不能被壓實。
2.3.2 軟土地基處理不當(dāng)，給路基的穩(wěn)定帶來隱患。
2.3.3 路基填方松鋪超厚，密實度達(dá)不到要求。
2.3.4 路基填筑的有效寬度不夠，補填時未按要求挖臺階分層填筑壓實，造成路基滑坡，層層沖刷。
2.3.5 填挖交界處未按要求挖臺階分層填筑壓實。
2.3.6 道面縮縫、脹縫、施工縫等防水排水措施不佳，造成地表水滲入地基，從而影響地基的穩(wěn)定。
2.4 外力荷載引起的裂縫
外力荷載引起的道面裂縫很少見，一般是在道面砼結(jié)構(gòu)還未達(dá)到設(shè)計強度時，被施工機(jī)械、車輛或重物的碾壓、撞、砸等造成，屬施工保護(hù)不當(dāng)引起，較易防治。
3 . 各種裂縫的控制和預(yù)防
3.1 塑性裂縫和干縮裂縫控制預(yù)防
3.1.1 塑性裂縫的預(yù)防措施：
?、倥渲苹炷?xí)r，嚴(yán)格控制水灰化和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率，同時還要搗固密實，以減少收縮量，提高砼抗裂度。
?、跐仓徘?，將基層和模板澆水濕透。
?、刍炷翝仓?，對裸露表面應(yīng)及時用潮濕材料復(fù)蓋，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。
?、茉跉鉁馗摺穸鹊突蝻L(fēng)速大的氣候下施工時，澆筑混凝土后應(yīng)及早進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤，因道面
施工面積大、持續(xù)時間長，宜澆搗完一段養(yǎng)護(hù)一段，此時，要加強表面壓光工作，養(yǎng)護(hù)工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面有細(xì)微裂紋時，應(yīng)及時抹壓一次，再覆蓋養(yǎng)護(hù)。
?、蓓硼B(yǎng)護(hù)可采用覆蓋麻袋、塑料薄膜等措施。
?、拊O(shè)置擋風(fēng)設(shè)施。
3.1.2 砼干縮裂縫的預(yù)防措施和塑性裂縫預(yù)防措施一致，可參考上述措施。另外，要注意以下兩方面的工作。
?、夙诺乃嘤昧?、水灰比、砂率不能過大，應(yīng)嚴(yán)格控制砂石含量，避免使用過量的粉砂，砼應(yīng)振搗實密實，并注意對板面抹壓，尤其是砼初凝后、終凝前的光面抹壓，以提高砼抗拉強度，減少收縮量。
②加強砼的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，養(yǎng)護(hù)宜采用麻袋、塑料薄膜等，并適當(dāng)灑水保持濕潤，避免發(fā)生過大的濕度變化。
3.2 溫度應(yīng)力裂縫的預(yù)防
3.2.1 及時鋸切縮縫，誘導(dǎo)溫差裂縫在接縫位置展開。道面砼的橫縫切縫，一般是每隔5m 切一道，縫深8cm，它是大面積砼防止溫差效應(yīng)出現(xiàn)無規(guī)則裂縫的措施之一。如果能在砼溫度應(yīng)力裂縫產(chǎn)生之前及時切縫，就能先于裂縫產(chǎn)生之前形成一個弱斷面，從而誘導(dǎo)裂縫在弱斷面處展開，避免在板面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。而切縫時間的掌握則是預(yù)防工作的關(guān)鍵，切縫過早會造成邊緣剝落，切縫過遲則裂縫會先于切縫出現(xiàn)，造成板面的開裂。如何掌握切縫時間,本人認(rèn)為，可結(jié)合以下幾種方法，根據(jù)實際情況定。
?、俑鶕?jù)有關(guān)規(guī)范提供的砼最佳切割抗壓強度值切割，碎石砼最佳切割抗壓強度為6.0-12.0Mpa，礫石砼最佳切割抗壓時間為9.0-12.0Mpa。有條件的可每班做幾組試塊，根據(jù)不同的時間、不同的溫度進(jìn)行試壓，從而摸索出在不同的溫度下砼抗壓強度隨時間增長的曲線圖來指導(dǎo)切縫。
?、诟鶕?jù)《道路施工工程師手冊》提供的參考切縫時間進(jìn)行，如下表：
③以施工溫度與施工后時間的乘積在250-350 度小時之間時切縫，根據(jù)溫度推算時間，指導(dǎo)切縫。
用以上三種方法根據(jù)溫度的不同初步確定切縫時間后再結(jié)合現(xiàn)場觀察和試切來最后確定，現(xiàn)場觀察就是用手指甲在砼表面劃痕，如不出現(xiàn)痕溝，只露灰白劃痕，且指甲有磨損，則可考慮試切，試切后看切口有無崩邊、邊緣剝落，如無異常則可進(jìn)行正式切縫。切縫時要間隔分切，如：100m 長砼，橫縫間距為5m，則應(yīng)先從中間切縫，把砼分為50m 一段，然后再從每段中間切一道使之分為每段25m 長的兩小塊，最后才逐條切縫。如果遇氣溫突變，則要考慮相應(yīng)提前一點切縫。
3.2.2 采取有效措施，降低道面砼中心與砼表面的溫差。
?、俦M量選用低熱和中熱水泥配置砼，盡可能在保證強度的條件下降低單位水泥用量，以減小水化熱。
?、谙募臼┕?，在砼中摻緩凝型減水劑，減緩水泥凝結(jié)時間，以利散熱，并減小水泥用量。
?、郾荛_正午烈日高溫高峰期，盡可能利用夜間作業(yè)。
?、芟奶鞂艛嚢栌玫乃苓M(jìn)行掩埋覆蓋，防止日曬。采用簡易的遮陽措施（如采用篷布等）覆蓋集料，避免集料在烈日下曝曬。施工前對骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷卻，以降低攪拌和澆筑時的溫度。
?、蓓艥仓盎鶎幽０逡m當(dāng)灑水，砼在表面修整過程中，要避免烈日直射，以免使溫度上升太快及出現(xiàn)干燥，備一些防曬棚遮陽。
⑥澆筑砼后及時進(jìn)行表面覆蓋，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，防止早期失水過快。
⑦冬季施工則相應(yīng)采取一些砼表面保溫措施，如麻袋覆蓋、用溫水養(yǎng)護(hù)等。盡可能減小裂縫出現(xiàn)。
3.3 地基沉降裂縫的預(yù)防
地基不均勻沉降作用引起的沉降裂縫，原因復(fù)雜，預(yù)防措施要針對主要原因，制定相應(yīng)的措施，主要是加強土方回填碾壓，軟土地基處理等措施。以及做好道面排水、封水措施（本篇因篇幅有限，不便做專題論述，因此本文不做深討）。但施工時應(yīng)著重做好以下幾點：
3.3.1 清表要徹底。不適宜的材料應(yīng)全部清除且按規(guī)范要求搞好基底壓實。
3.3.2 軟基處理要慎重。并采用合理的施工方案和施工工藝。
3.3.3 路基填筑過程中，要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好填料，控制松鋪厚度和粒徑，控制壓實含水量與最佳含水量之差在規(guī)定的范圍內(nèi)，每層填筑要用平地機(jī)等機(jī)械整平后壓實，形成橫向路拱，做好臨時排水措施等。
3.3.4 臺背回填施工，要求選用監(jiān)理工程師或圖紙要求的回填料，保證每層填筑厚度及壓實度，回填時在臺背可考慮做排水管和土工格柵。排水管間距不得大于2 m ，土工格柵層間距最好為50-80cm。
3.3.5 路面施工時，認(rèn)真搞好施工縫、縮縫、脹縫的處治，防止路面水滲入路基。
3.4 外力荷載引起的裂縫預(yù)防措施
加強產(chǎn)品保護(hù)，在砼道面達(dá)到設(shè)計強度的40% 時方可允許行人通行，養(yǎng)護(hù)期以砼抗折抽樣強度達(dá)到3.5Mpa 為止，通常不少于14 天。養(yǎng)護(hù)期間除試驗用設(shè)備及鋸縫設(shè)備外，其他運輸車輛和施工設(shè)備不允許在路面上行駛，養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后，可開放交通，但車輛荷載不得大于設(shè)計荷載，以防道面被損及出現(xiàn)裂縫。
4.結(jié)語
道面砼的裂縫成因很多，預(yù)防措施也有多種，本篇不能一一列舉，但本人認(rèn)為，只要認(rèn)真按有關(guān)道面砼施工規(guī)范施工，在材料管理、施工工藝管理方面加強質(zhì)量管理，有針對性地對天氣、氣溫等自然因素等采取必要的相應(yīng)對策和預(yù)防措施，就能最大限度地把道面砼的裂縫控制到最低限度。
