土木工程知識(shí)點(diǎn)-水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因

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1．普通水泥砼特性：

⑴彈性：砼彈性與面板厚度和車輛行駛速度、質(zhì)量及砼本身強(qiáng)度有密切關(guān)系：面板越厚，抗變形能力越強(qiáng)，強(qiáng)度越高彈性越強(qiáng)。

⑵收縮：表現(xiàn)為砼體積的減小變化。①干縮：砼終凝后出現(xiàn)體積減縮，是由于置于未飽和空氣中的砼因水分散失引起的面層砼干燥時(shí)的體積變化并不等于散失水的體積。影響因素一是集料，集料越多，干縮越?。欢菨癫?，砼水分逸失發(fā)生在表面層，與砼內(nèi)部的濕度形成濕差，當(dāng)干燥以不對(duì)稱發(fā)生時(shí)，引起翹曲，使砼板斷裂。②冷縮：由水泥水化熱產(chǎn)生，發(fā)生放熱反應(yīng)，升溫時(shí)砼膨脹，當(dāng)水化熱達(dá)到最大峰時(shí)產(chǎn)生峰溫，導(dǎo)致收縮。冷縮裂縫是貫通結(jié)構(gòu)性裂縫。③塑性收縮：指砼處于塑性狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生體積減小的現(xiàn)象，可以導(dǎo)致板表面開裂。主要是蒸發(fā)失水或因基層干燥吸濕引起的。如果砼澆筑后采取好的養(yǎng)護(hù)措施就可避免。產(chǎn)生的裂縫一般是由于上部均勻沉降受到限制（如大顆粒集料）或當(dāng)路面面積較大的砼基水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，會(huì)形成不規(guī)則的深裂縫。典型的裂縫通常相互平行，間距為0.3～1.0m，并具有相當(dāng)?shù)纳疃取?/p>

2．裂縫產(chǎn)生根本原因分析

⑴溫度應(yīng)力與荷載應(yīng)力超過砼的抗拉強(qiáng)度，砼面板會(huì)產(chǎn)生裂縫并發(fā)展成板塊斷裂。有的由于砼早期收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力而引起的橫向裂縫，有時(shí)由于板塊尺寸過大所產(chǎn)生的溫度翹曲應(yīng)力超過砼抗彎拉強(qiáng)度而引起的橫向裂縫，或由于地基不均勻沉降或地基受浸蝕而使板底出現(xiàn)脫空后，致使應(yīng)力增加而引起的縱、橫向或角隅斷裂；由于車輛荷載的重復(fù)作用，所產(chǎn)生的重復(fù)荷載應(yīng)力超過砼疲勞強(qiáng)度而引起的縱、橫向裂縫。

⑵砼自身收縮（干縮或溫度收縮）及其與基層間的強(qiáng)大摩阻力，因此減少或改善砼自身收縮及其與基層間的摩阻力，就能有效地防止開裂。

3．設(shè)計(jì)原因

⑴路基設(shè)計(jì)：路基受到路面?zhèn)鱽淼暮奢d，并通過路床和路堤進(jìn)行傳遞和擴(kuò)散，使路面始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證路面面板不被折斷。

⑵墊層設(shè)計(jì)：如墊層厚度不足時(shí)，就解決不了水穩(wěn)性不良或防凍問題，選料不當(dāng)就不能起到透水或均質(zhì)的作用，使路面被水浸害或出現(xiàn)不均勻沉陷，從而使面板的支承不均勻而被折斷。

⑶基層設(shè)計(jì)：基層是支撐面板的結(jié)構(gòu)層，必須具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且斷面正確、表面平整，才能防止出現(xiàn)斷板。

⑷面板設(shè)計(jì)：面板必須有足夠的強(qiáng)度，適宜而又完善的排水系統(tǒng)。①水灰比直接影響砼的強(qiáng)度，水灰比小，水泥含量，強(qiáng)度就高。含砂率高，可提高砼的抗彎強(qiáng)度，但因集料減少，又會(huì)導(dǎo)致砼抗壓強(qiáng)度降低。②接縫是為了使面板適應(yīng)由溫度變化引起的收縮和膨脹，接縫分縱縫和橫縫。一次攤鋪寬度大于4.5m時(shí)，要增設(shè)縱向縮縫，采用假縫，從而防止在溫度應(yīng)力作用下出現(xiàn)縱向無規(guī)則裂縫。一次鋪筑不超過4.5m時(shí)，要設(shè)置縱向施工縫，采用平縫，并設(shè)拉桿，防止面板產(chǎn)生位移。橫縫分為縮縫、脹縫和施工縫?？s縫采用假縫是為在溫度應(yīng)力作用下使面板在假縫處斷裂，而不在別處產(chǎn)生無規(guī)則板縫；脹縫是真縫，是為讓面板在溫度應(yīng)力作用下能自由伸縮不致產(chǎn)生拱起而斷板。

4．施工原因

⑴基層施工原因：①基層標(biāo)高失控，造成路面厚度不一致；②基層不平整，增大與砼界面摩阻力；③基層表面松散，砼拌和物失水變疏松；④基層干燥吸收砼內(nèi)水分，使面板底部強(qiáng)度降低；⑤路基發(fā)生不均勻沉降。

⑵面層施工工藝不當(dāng)：①砼攪拌不足，振搗不密實(shí)，造成砼強(qiáng)度不足；②砼集料溫度高、水化熱大，溫差收縮大，導(dǎo)致開裂；③砼澆注間斷，且未做施工縫，新舊砼由于結(jié)合不良和收縮不一致形成不規(guī)則接縫；④養(yǎng)生不及時(shí)或方法不當(dāng)，表面水分蒸發(fā)快，形成干縮裂縫；⑤切縫不及時(shí)，造成砼內(nèi)應(yīng)力集中，形成不規(guī)則的貫穿裂縫；⑥車輛過早通行，產(chǎn)生荷載應(yīng)力；⑦采用真空吸水工藝時(shí)，個(gè)別部位漏吸，造成該處強(qiáng)度較低；⑧傳力桿安裝不當(dāng)，造成裂縫損壞；⑨晝夜溫差大的地區(qū)，要注意覆蓋養(yǎng)生，防止收縮過大。

5．材料原因

⑴原材料不合格：①水泥安全性差，強(qiáng)度不足；②集料含泥量及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)，水泥石與集料粘結(jié)不良。

⑵砼配合比不當(dāng)：①單位水泥用量偏大，導(dǎo)致較大收縮；②水灰比偏大，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，影響砼強(qiáng)度；③施工計(jì)量不準(zhǔn)，尤其是含水量不準(zhǔn)，影響早期強(qiáng)度；④集料過干，，影響水灰比準(zhǔn)確性，影響砼強(qiáng)度。

6．其它原因

⑴邊界原因：基層、路緣帶已開裂，造成新攤鋪部位開裂。

⑵初期微裂縫的擴(kuò)展：初期砼收縮形成未反映到表面的微小裂縫，受行車荷載及溫度應(yīng)力雙重作用，部分裂縫變寬、變深，以至造成面板斷裂。

⑶排水不良：①路基、基層長(zhǎng)期受水浸泡，造成失穩(wěn)或強(qiáng)度不足，路面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫；②冬季凍脹使路央產(chǎn)生縱、橫裂縫。

⑷橋涵面鋪裝損壞：由于厚度不足或與蓋板、涵臺(tái)結(jié)合部處理不當(dāng)，在行車作用和蓋板脹縮下，產(chǎn)生搓動(dòng)和面板斷裂。

⑸超重車影響。有人認(rèn)為建立新形式的標(biāo)準(zhǔn)化始走向建筑和諧的唯一道路，并且能用建筑技術(shù)加以成功地控制．而我的觀點(diǎn)不同，我要強(qiáng)調(diào)的是建筑最寶貴的性質(zhì)是它的多樣化和聯(lián)想到自然界有機(jī)生命的生長(zhǎng)．我認(rèn)為著才是真正建筑風(fēng)格的唯一目標(biāo)．如果阻