水泥混凝土路面裂縫產生的原因和防治

1、.WD.WD.WD.陜西交通職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文題 目 水泥混凝土路面裂縫產生的原因及防治措施系 部 公路工程系 專 業(yè) 道路橋梁工程技術施工學 號 010130904140 班 級 路橋1045班 姓 名 張 濤 指導教師 魚 峰 2013 年 5 月 20 日水泥混凝土路面裂縫產生的原因及防治措施摘要：由于施工、原材料及養(yǎng)護等諸多環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，致使道路水泥混凝土路面產生裂縫，影響車輛通行甚至危及行駛安全，本文總結了近年來水泥混凝土路面施工現(xiàn)場控制經歷和工程實踐中的經歷，對水泥混凝土路面裂縫產生原因進展了一些探討，同時提出一些施工中的防治措施。關鍵詞：混凝土路面 裂縫 原因 防治措施A

2、bstract: Due to construction, raw materials and conservation, and many other aspects of problems, resulting in road cement concrete pavement cracks influence on traffic or endanger the safety of traveling, this paper summarizes the experience in recent years, cement concrete pavement construction si

3、te control experience and engineering practice,cement concrete pavement cause of the cracks done some research, prevention and control measures put forward some construction at the same time.Keywords: concrete pavement crack causes prevention and control measures目 錄1前言 52裂縫對混凝土路面的危害 63水泥混凝土路面優(yōu)缺點及裂縫的

4、分類 63.1優(yōu)缺點 6 3.2水泥混凝土路面裂縫的分類 64水泥混凝土路面產生裂縫的原因 6 4.1路面厚度設計問題7 4.2溫度引起裂縫7 4.3濕度變化引起的塑性收縮裂縫7 4.4原材料不合格因素7 4.5混凝土配合比因素 8 4.6混凝土路面施工工藝因素 8 4.7水泥混凝土面層養(yǎng)生不標準 95 水泥混凝土路面裂縫防治措施 9 5.1原材料的質量 9 5.2混凝土混合料的振搗 10 5.3施工中混合料含水量的控制 10 5.4混凝土的養(yǎng)生 10 5.5混凝土板的切縫 11 5.6溫度的控制 11 5.7外加劑 116 水泥混凝土裂縫的處理方法 12 6.1外表修補法 12 6.2灌漿、

5、嵌縫封堵法 12 63 混凝土置換法 127 完畢語 138 參考文獻 149 致謝 151 前言：水泥混凝土路面具有強度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、抗滑性好、養(yǎng)護維修費用小的特點， 在道路建設方面得到了廣泛的應用。但受施工變異性影響后，混凝土會產生裂縫，導致強度及剛度降低，縮短混凝土構造物的使用壽命。裂縫防治措施是水泥混凝土路面施工中常見的一種質量通病，它不僅影響混凝土路面外觀質量，更重要的是縮短了水泥混凝土路面使用壽命，增加維修和養(yǎng)護的難度和費用。因此，研究分析水泥混凝土路面裂縫產生原因，并采取有效的防治措施，具有十分重要的意義。2 裂縫對混凝土路面的危害水泥混凝土路面所表達的優(yōu)點都以施工質量

6、有保障為前提。水泥混凝土路面自身缺點，加上質量達不到要求，都會大大地減少設計使用壽命造成不應有的經濟損失和不良的社會影響。水泥混凝土路面的裂縫斷板問題已成為公路建設者普遍關心和探討的課題。產生斷裂的板塊被裂縫分成兩塊或數(shù)塊破壞了路面的整體性和抵抗沖擊、振動的能力，并使基層與混凝土板之間產生往復交變的相對位移。加上裂縫處的滲水影響，導致基層構造的破壞?；鶎悠茐牡慕Y果反過來使面層產生更大的斷裂。如此惡性循環(huán)。隨著時間的推移，導致混凝土路面使用功能喪失。3 水泥混凝土路面優(yōu)缺點及裂縫的分類3.1 優(yōu)缺點。優(yōu)點：使用周期長，強度高，正常維護費用低；缺點：一次性投資偏大，損壞難以修復。3.2 水泥混凝土

7、路面裂縫的分類：1、沉降裂縫:砼澆筑以后，水泥與骨料在下沉過程中，受到鋼筋與其它埋件的局部阻礙、模板移動和根基沉降，致使該處砼產生拉應力和剪應力，由此所產生的裂縫；2、干縮裂縫:水泥砼澆筑以后，在其硬化過程中，由于水泥水化生成物體積比原來的體積小，再加上游離水在空氣中被蒸發(fā)和凝膠體失水出現(xiàn)緊縮，伴隨著砼體積收縮而產生拉應力，此拉應力大于當時砼的抗拉強度而產生的裂縫；3、溫度裂縫:水泥水化作用時，伴隨發(fā)熱的化學反響，因此，在硬化過程中會釋放大量熱能，致使溫度升高，出現(xiàn)內部膨脹與外部收縮互相制約，由此會產生很大的拉應力，外部砼所受拉應力超過砼當時的抗拉強度而產生的裂縫。4 水泥混凝土路面產生裂縫的

8、原因水泥混凝土路面產生裂縫有多種原因，主要是變形作用，如溫度和濕度的變化、原材料不合格、混凝土路面施工工藝、根基不均勻沉降等因素。41 路面厚度設計問題路面厚度設計的依據(jù)是設計年限內的累計當量軸次。實際上不管是按標準車的軸載還是非標準車的軸載，車輛的實際軸載遠大于設計軸載。由此得知，設計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設計依據(jù)的設計年限內的累計當量軸次。即現(xiàn)階段新建路面早期開裂破壞情況較多的癥結之一是公路在短期內(如l2年)已到達設計年限內的累計當量軸次。42 溫度引起裂縫混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，而混凝土是熱的不良導體，內部溫度升高產生膨脹，而外部那么因熱量散失

9、而收縮，在混凝土外表引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到根基或老混凝土的約束，叉會在混凝土內部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土外表引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。43 濕度變化引起的塑性收縮裂縫塑性收縮是指在塑性階段的混凝土因外表失水而產生的收縮?；炷猎谛掳锠顟B(tài)下，拌合物中顆粒問充滿水，假設養(yǎng)護缺乏，外表失水速度超過內部水向外表遷移的速度，就會造成毛細管中產生負壓，使?jié){體產生收縮。影響混凝土塑性收縮開裂的內部原因是水灰比、細摻料、混凝土的溫度、凝結時間等，外部因素是風速、環(huán)境溫度、相對濕度等。44 原材料不合格因素施工中嚴格把住材料關，是保證混凝土質量

10、的前提。水泥的品質如果不合格，安定性差，會引起混凝土的裂縫。水泥熟料的煅燒不充分會產生較多的游離氧化鈣，它的水化過程很慢，導致水泥已凝結硬化后繼續(xù)水化而產生體積膨脹，體積變化不均，使水泥混凝土路面出現(xiàn)龜裂、斷板。骨料是混凝土的主要組成局部，起骨架作用，骨料的好壞對混凝土性能影響很大。骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小時，混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，砂漿含量減少，水化熱降低，收縮值相對減少。使用砂偏細時，會使混凝土收縮值增大，容易產生裂縫。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，孔隙率較大，影響混凝土強度，易產生裂縫。骨料中含有活性材料二氧化硅與水泥中堿性氧化物發(fā)生

11、反響，生成堿一硅酸凝膠，這種膠體吸水后產生膨脹，導致混凝土的開裂和破壞，這種現(xiàn)象稱為堿一骨料反響。骨料的含泥量大會造成水泥漿收縮量大，水泥漿與骨料結合也差，裂縫隨之增多。45 混凝土配合比因素嚴格控制混合料組成配合比，使施工配合比與設計配合比相符合。在施工中要經常檢查骨料的級配和雜質，發(fā)現(xiàn)所購進的骨料級配與原試驗級配不符時，必須及時調整施工配合比，同時還要檢查含泥量，使其不能超標。而在施工中最應注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在攤鋪時又不注意攤鋪的均勻性。就會造成水灰比的不同片塊。在其交界結合部，由于凝固收縮率或受熱膨脹率不同，在結合部位形成裂縫和斷板的情況；如果水灰比過大?；旌狭媳?/p>

12、偏稀，在其凝固成型時收縮率就大一旦縮縫設置和施工仍按正常進展就會造成縮縫間距相對過長從而易在較大的收縮應變作用下形成裂縫如果進一步開展。還可以形成貫穿的混凝土路面斷板因此，在施工中要嚴格把住混合料的配比關，特別是水灰比這一關。46 混凝土路面施工工藝因素攪拌時間不夠，材料拌和不均勻；振搗不密實，有漏振或過振情況都將導致混凝土整體強度不一致因此在施工中水泥混凝土必須振搗均勻密實。如果水泥混凝土振搗不均勻，將造成水泥混凝土的密實度不均勻。在密度小的區(qū)域內混凝土面板下部多成蜂窩和空洞狀，形成了承受應力的薄弱部位或區(qū)域。從而易使面板產生斷板。在混凝土澆筑過程中要始終保持施工作業(yè)的連續(xù)性，一旦出現(xiàn)連續(xù)作

13、業(yè)必須設置一道施工縫，并布置傳力桿，以防止因不設施工縫而出現(xiàn)斷板的現(xiàn)象。在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況，應及時采取措施。對已形成強度的混凝土板應加快切縫進度，減少冷收縮裂縫的產生。47 水泥混凝土面層養(yǎng)生不標準夏季氣溫高風力大使水分損失較快，加上灑水不及時、不均勻，造成混凝土強度降低，水析出速度過快造成拉應力迅速增加，在未到切縫時間時產生斷板。所以在施工中要注意盡量防止在溫差大天氣或大風天氣施工 或者當混凝土澆筑完畢后立即采用遮陽、灑水、噴灑養(yǎng)護劑等措施使混凝土體的外表始終保持潮濕，確保晝夜溫差不至太大，以預防面板斷裂。嚴格控制開放交通的時間，加強養(yǎng)生和養(yǎng)護。水泥混凝土路面澆筑完畢后必須到達

14、設計強度前方可開放交通。并對其及時進展養(yǎng)生、灑水、清掃，保證外表的濕度，夏季高溫季節(jié)更要及時覆蓋防止陽光曝曬，確?；炷谅访鏉駶櫋⒄麧嵎乐挂蛉彼B(yǎng)生而產生干縮裂縫或斷板。5 水泥混凝土路面裂縫防治措施51 原材料的質量在實際施工過程中為防止早期裂縫的產生首先應該把好原材料的質量關。水泥廠送至工地的水泥必須附有出廠質量檢驗報告，并應對每批水泥進展抽檢一旦發(fā)現(xiàn)品種不對、水泥安定性不好、有過期凝結或有質量問題的水泥就不能使用。由于泥土含量對于混凝土強度和耐久性影響極大所以沙、石材料尤其是細料中的泥土含量必須控制在一定的范圍內，有條件的情況下應對砂、石料進展水洗。在選擇混凝士骨料時應盡可能采用彈性模量

15、較高的石料。在同等條件下采用低彈性模量骨料拌制的混凝土的干縮和徐變比采用高彈性模量骨料的混凝土大25倍左右，通常致密的石灰石、石英石比砂巖或卵石具有更高的彈性模量應該優(yōu)先采用。52 混凝土混合料的振搗澆筑混凝土時應該用大功率的平板振動器充分振搗振搗時以能夠把混凝土中的水泥漿提出為準。振搗混凝土時另一個應注意的問題是振搗的均勻性。振搗不好的部位，往往是混凝土板容易出現(xiàn)早期開裂的地方。53 施工中混合料含水量的控制目前，水泥混凝土路面施工中大多采用干硬性混凝土。相比之下干硬性混凝土的混合料中粗集料含量較多。水泥和水的用量較少。通過前面的分析可以看出這些特點對于混凝土路面早期裂縫的減少是有利的。但干

16、硬性混凝土的和易性、工作性不太好，在減水劑使用不當?shù)那闆r下更是如此。這些給路面施工時混凝土的攤鋪和振搗都會帶來不便，尤其是在采用小型機具進展混凝土施工的情況下。54 混凝土的養(yǎng)生混凝土澆筑完成后。養(yǎng)生工作的好環(huán)是決定混凝土板是否出現(xiàn)早期裂縫的重要因素。一般水泥混凝土在相對濕度大于94 的環(huán)境中硬化體積會有所膨脹。在此濕度以下硬化那么是收縮的。而實際中水泥混凝土路面施工環(huán)境的相對濕度都處于94 以下。盡管如此，假設養(yǎng)生合理，最大限度地減少水分蒸發(fā)直至水泥混凝土具有一定的抗拉強度、可以有效地減少早期裂縫。水泥混凝土路面早期養(yǎng)護的主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以到達兩個方面的效果，一方面使混凝土免

17、受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進展，以期到達設計的強度和抗裂能力。混凝土常見的裂縫大多數(shù)裂縫是不同深度的外表裂縫，其主要是溫度梯度造成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止外表早期裂縫尤其重要。適宜的溫濕度條件是相互關聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，外表混凝土最容易且直承受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。55 混凝土板的切縫及時切縫是防止混凝土板早期出現(xiàn)嚴重通裂的主要措施切縫的時間應該盡可

18、能地早些，許多文章提及了有關切縫時間的問題需要特別注意的是切縫的時間不是固定不變的即使在同一個工地也是如此，它應該隨著環(huán)境的變化而及時調整。56 溫度的控制為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。(1)拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進展外表保溫，以免混凝土外表發(fā)生急劇的溫度梯度；施工中長期暴露的混凝土澆筑路面，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。(2)合理控制切縫時間；合理的安排施工工序，防止根基過大起伏，防止過大的高差和側面長期暴露。57 外加劑為保證混凝土工程質量，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之

19、一(1)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25 。(2)水泥用量也是控制混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。(3)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。還可以提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。(4)混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。(5)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱根基上，防止因水泥長期不凝而帶來的塑性

20、收縮增加。(6)摻外加劑的混凝土和易性好，外表易抹平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少枯燥收縮。6 水泥混凝土裂縫的處理方法61 外表修補法在裂縫的外表涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土外表涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，還可以采用在裂縫的外表粘貼玻璃纖維布等措施。62 灌漿、嵌縫封堵法利用壓力設備將水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。63 混凝土置換法先將損壞的混凝土剔除，然后再在原位置澆筑新的混凝土。7 完畢語對混凝土構造產生裂縫的原因及防治措施進展了探討。由于

21、設計、施工、使用過程中存在的某些缺乏，也由于混凝土內在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形的影響，在水泥混凝土路面上難免發(fā)生各種類型的裂縫。但只要嚴格執(zhí)行施工操作規(guī)程和技術要求，在施工中切實抓好各個環(huán)節(jié)，通過改善混凝土的質量和路面構造并采取有效的澆注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂縫現(xiàn)象是可以防止的?？傊T發(fā)水泥混凝土路面產生裂縫的原因，既有單一因素，也有綜合因素，所以探究裂縫成因時，應綜合進展分析研究，尋找開裂真實原因，研究制定防治措施，加強施工管理，以確保水泥砼路面質量，減少裂縫造成的損失。8 參考文獻：1 公路水泥混凝土路面設計標準JTG D4020022 公路養(yǎng)護技術標準JHG

22、 H1020093 JTG E422005公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程4 JTG E302005公路工程集料試驗規(guī)程5 菊麗艷?；炷亮芽p抑制措施的研究進展混凝土。20026 邱邑俊.淺談水泥混凝土路面裂縫的防治j.黑龍江科技信息,2011.7 黃秒芬，李學魁，沈超.淺談水泥砼路面裂縫成因及防治措施j.科技創(chuàng)新與應用,2012.8 馮躍濤.試論水泥砼路面早期裂縫危害及潛在問題的探討j.科技信息，2010.9 致謝： 在本次論文的撰寫中，我得到了魚峰教師的精心指導，不管是從開場定方向還是在查資料準備的過程中，一直都耐心地給予我指導和意見，使我在總結學業(yè)及撰寫論文方面都有了較大提高；同時也顯示了教師高度的敬業(yè)精神和責任感。魚峰教師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人。在此，我對魚峰教師表示誠摯的感謝以及真心的