農(nóng)村水泥混凝土路面裂縫病害分析與處治

　　摘要：裂縫是水泥混凝土路面的常見現(xiàn)象，水泥混凝土路面裂縫一經(jīng)發(fā)展會(huì)造成斷板等嚴(yán)重病害，修補(bǔ)工作較難進(jìn)行，快速修補(bǔ)則更難，及時(shí)的修復(fù)和日常的養(yǎng)護(hù)是延長路面使用壽命的關(guān)鍵。本文通過對縣道麗安三級公路混凝土路面狀況的調(diào)查，對研究路面的裂縫的類型病害的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的修補(bǔ)方案。

　　關(guān)鍵詞：水泥混凝土裂縫；原因分析；修補(bǔ)方案

　　一 前言

　　隨著浙江麗水地區(qū)公路建設(shè)事業(yè)的飛速 發(fā)展，特別是近年村村通工程的實(shí)施，水泥混凝土路面的鋪筑里程與日劇增，但是這種類型的公路也面臨著不少病害，特別是裂縫，在施工期就產(chǎn)生，后來緩慢發(fā)展，會(huì)發(fā)展水泥混凝土路面斷板等病害。筆者曾對縣道麗安三級公路水泥混凝土路面的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)和路況調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土路面破壞的發(fā)展過程一般是：（1） 裂縫大面積增多；（2）板底脫空和板間錯(cuò)臺；（3）板塊斷裂。水泥混凝土路面通常經(jīng)過2個(gè)夏天后，在第二個(gè)冬天將有部分接縫填縫料缺損、填縫料與面板側(cè)壁有微裂縫、填縫料下凹，雨天時(shí)下凹處積水時(shí)間相對較長，路面開始出現(xiàn)少量錯(cuò)臺和板底脫空，同時(shí)伴有唧漿現(xiàn)象；通常當(dāng)板間錯(cuò)臺超過5 mm時(shí)路面面板開始斷裂，裂縫主要集中在車輛前進(jìn)方向距離橫縫0.01 m～0.05 m的范圍內(nèi)。為了能更好的控制水泥混凝土路面的質(zhì)量，文章分析剛性水泥混凝土路面裂縫病害原因分析以及其防治措施，希望能夠?qū)︻A(yù)防病害的進(jìn)一步發(fā)生起到一定的作用。

　　二 病害類型及產(chǎn)生原因分析

　　1 沉降裂縫

　　在硬化前，水泥混凝土還處于塑性狀態(tài)，由于組成材料的密度不同而發(fā)生沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發(fā)生在抹面。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時(shí)，因基層的水分很快被其面層吸收，會(huì)引起大的收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫。

　　因水分蒸發(fā)，使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，使混凝土產(chǎn)生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發(fā)絲相似。

　　2 由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的收縮裂縫

　　這主要是因晝夜溫差太大，而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，由于沒有設(shè)置伸縮縫和對混凝土面板進(jìn)行及時(shí)切割，而造成面板拉裂。因?yàn)榛炷敛牧蠈囟鹊淖兓嬉鸬纳炜s量約為每度0.01毫米，當(dāng)累計(jì)長度內(nèi)溫度應(yīng)為超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。

　　3 基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫

　　由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎（砂）石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，

　　4 由于材料不良引起的裂縫

　?。?） 水泥安定性不良引起的裂縫。

　?。?） 因拌和物溫度過高，而出現(xiàn)“假凝”。

　　（3） 水及砂中有害盡可雜質(zhì)對水泥混凝土有腐蝕作用。

　?。?） 砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞。

　　三 對混凝土病害的防治措施

　　1對沉降裂縫的防治措施

　　（1） 混凝土澆筑后，尚未出現(xiàn)析水前，防強(qiáng)風(fēng)吹拂和烈日暴曬，可以分段用彩條或麻袋片覆蓋在水泥混凝土路面上，起到防風(fēng)吹和烈日的暴曬。

　?。?） 及時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止混凝土表面水分蒸發(fā)而干燥。用彩條布或麻袋片覆蓋以后，要根據(jù)溫度、水泥混凝土路面的濕度變化，采取不定時(shí)的時(shí)間撒水，保證養(yǎng)護(hù)。還可以采用在水泥混凝土路面初凝以后，在路面上覆蓋5—7cm的細(xì)砂，每天早晚將細(xì)砂澆濕澆透以后達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。

　?。?） 在澆筑混凝土前，應(yīng)將基層澆濕。水泥混凝土路面在施工前一般要在基層上均勻、透徹的撒上水，還要根據(jù)澆筑混凝土的速度，來確定每一時(shí)段撒水的長度，以保證施工的長度。

　?。?） 采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋。二次抹面既可以保證減少收縮裂紋，又可以保證水泥混凝土外表的美觀。二次抹面的時(shí)間要根據(jù)水泥混凝土的水分和當(dāng)時(shí)的氣溫來決定的，一般是在澆筑完混凝土0.5—2小時(shí)進(jìn)行二次抹面。

　　1 避開高溫氣候施工。因在高溫天氣下，水泥水化作用加快，內(nèi)部水化熱不易散開，而產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)因水分蒸發(fā)加快，使混凝土迅速干燥而收縮，易產(chǎn)生收縮裂縫。

　　2 由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的收縮裂縫這主要是因晝夜溫差太大，而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，由于沒有設(shè)置伸縮縫和對混凝土面板進(jìn)行及時(shí)切割，而造成面板拉裂。因?yàn)榛炷敛牧蠈囟鹊淖兓嬉鸬纳炜s量約為每度0.01毫米，當(dāng)累計(jì)長度內(nèi)溫度應(yīng)為超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。

　　一般在20—40米范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置伸縮縫，以防斷裂。設(shè)置伸縮縫時(shí)要在伸縮縫中添加瀝青麻絮，防止因伸縮縫較大，跑車時(shí)引起伸縮縫的破壞。

　　3 基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎（砂）石穩(wěn)定基層為主。因溫度應(yīng)力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，如在基層上人為地設(shè)置一些伸縮為使上下縫對齊，會(huì)增加不少施工難度。在一部分道路建設(shè)中，基層裂縫一般100米內(nèi)不超過5條，以二層油毛氈來處理，以毛氈寬度為50厘米，人施工效果來看比士工布處理理想。

　　4 由于材料不良引起的裂縫

　　① 水泥安定性不良引起的裂縫水泥熟料如煅燒不充分，會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水過程很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。

　　為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，并選用低、堿性水泥。最好是根據(jù)施工的用量分批進(jìn)如水泥，每批水泥都要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)是否符合施工條件。

　?、?因拌和物溫度過高，而出現(xiàn)“假凝”。這是因?yàn)榘韬衔餃囟冗^高，使水泥顆粒表面形成一層薄的硬殼，使混凝土拌合物的和易性變差，且影響后期強(qiáng)度。另外，內(nèi)部熱量不易散發(fā)，使體積膨脹，也易引起混凝土裂開。

　　因此，為防止混凝土發(fā)生假凝現(xiàn)象，要控制混凝土的混合物的溫度。

　　③ 嚴(yán)格控制水及砂石等質(zhì)量，盡可能減少有害雜質(zhì)對水泥混凝土的腐蝕作用。

　　四 水泥混凝土路面斷板的處理方法

　　水泥混凝土路面裂縫型式多樣，處治時(shí)要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施?？p寬不足0.5mm的非擴(kuò)展性表面裂縫，采用壓注灌漿法；局部性裂縫，且縫口較寬時(shí)，采取擴(kuò)縫灌漿法；對貫穿全厚的裂縫，采用條帶罩面法。對裂縫寬度大于3mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。

　　（一）壓力灌漿法（使用縫寬不大于0.5mm的窄縫）

　　首先用細(xì)鉛絲及壓縮空氣機(jī)清除縫隙內(nèi)的泥土雜物，可用高壓水沖洗，然后沿裂縫每個(gè)30cm設(shè)置灌漿嘴，用膠帶將縫貼好，并涂上松香和石蠟，以防漏漿?？捎镁哿蚋男原h(huán)氧，聚酯類材料在30~40分鐘內(nèi)用壓力灌入縫內(nèi)，直至灌滿。

　?。ǘ┍砻纨斄训男扪a(bǔ)方法

　　1 對于表面裂縫較多及表面龜裂，可把裂縫集中區(qū)劃為一個(gè)施工面。

　　2 將其施工面中的裂縫鑿成一塊3cm-6cm深的凹槽。直至較穩(wěn)固結(jié)構(gòu)層。

　　3 把混凝土碎屑吹除干凈。

　　4 澆筑所選擇修補(bǔ)材料，振搗、壓實(shí)、抹平。

　　5 按所用材料的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?？捎镁酆衔锷皾{及其他粘結(jié)性良好的修補(bǔ)材料。如環(huán)氧修補(bǔ)砂漿，無收縮環(huán)氧灌漿料等。

　?。ㄈ┚植啃暂^寬裂縫的修補(bǔ)方法

　　1 可采用擴(kuò)縫灌漿法進(jìn)行修補(bǔ)，施工步驟如下：

　?。?）。先順著裂縫用沖擊電鉆將縫口擴(kuò)寬成1.5cm的溝槽，形成帶狀槽，槽深根據(jù)裂縫深度確定，最大深度不得超過2/3板厚。

　?。?）。用壓縮空氣徹底清除殘?jiān)?，槽?nèi)鋪設(shè)潔凈的5~10mm的石子。灌入選擇的灌漿材料，振搗、壓實(shí)、抹平。

　?。?）按所用材料的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。可用聚合物砂漿及其他粘結(jié)性良好的修補(bǔ)材料。如環(huán)氧修補(bǔ)砂漿。無收縮環(huán)氧灌漿料等。

　　2 裂縫鑿槽嵌補(bǔ)法

　　沿裂縫鑿出V形槽，槽兩邊混凝土面修理平整，槽內(nèi)清除干凈，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)粘結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿等化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑。

　　修復(fù)時(shí)現(xiàn)對表面鑿毛，將破損的松散物全部清除，沖洗干凈，涂刷同標(biāo)號的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），再澆筑水泥混凝土。

　?。ㄋ模┴灤┬粤芽p修補(bǔ)方法

　　條帶罩面法：

　　1.沿裂縫兩側(cè)各約20cm處，鋸出兩條深5~10cm的切縫（視裂縫寬度和深度而定）。

　　2.鑿出該范圍的混凝土。

　　3.然后沿裂縫兩側(cè)15cm，每隔50cm鉆一直徑2.5cm深7cm的鈀釘孔。

　　4.用空氣壓縮機(jī)或高壓水沖洗干凈，再均勻涂刷水泥砂漿。

　　5.鈀釘孔填滿砂漿，將去污除銹的鈀釘插入口內(nèi)安裝。

　　6.然后澆筑早強(qiáng)混凝土。振搗、壓實(shí)、抹平，養(yǎng)護(hù)。

　?。ㄎ澹┙怯缣幜芽p修補(bǔ)

　　沿裂縫15cm處，鋸出一條切縫，深度大于8cm.將裂縫處路面鑿除， 直至較穩(wěn)固結(jié)構(gòu)層。鑿除面保持粗糙，將破損的松散物全部清除，沖洗干凈，涂刷同標(biāo)號的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），槽內(nèi)可鋪一層20x25cm的鋼筋網(wǎng)，再澆筑水泥混凝土。并做好與鄰近板的接縫?？p內(nèi)可充填瀝青膠。

　　五 結(jié)束語

　　農(nóng)村水泥混凝土路面病害的成因，不僅與設(shè)計(jì)施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護(hù)等聯(lián)系緊密。因此要消滅這些通病，延長水泥混凝土路面的使用周期，提高投資效益，需要設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理等各部門各負(fù)其責(zé)，分頭把關(guān)，按照行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際，嚴(yán)格履行各自職能，就一定能建成一條高質(zhì)量的農(nóng)村公路，方便人民群眾的生產(chǎn)和生活。