水泥混凝土路面的裂缝与防治汇编.docx

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水泥混凝土路面的裂缝与防治汇编

毕业设计（论文）

论文题目：

水泥混凝土路面的裂缝与防治

学院：

交通技术学院

专业：

道路与桥梁工程技术

学生姓名：

吴萌

学号：

201006980105

指导教师：

刘培文

2013年5月20日

题目：

水泥混凝土路面的裂缝与防治学院：

交通技术学院

专业：

道路与桥梁工程技术姓名：

吴萌学号：

201006980105

文献综述：

随着公路行业的飞速发展，沥青路面的优势毋庸置疑，但是水泥混凝土路面的作用却始终无法被替代，然而在使用过程中会出现各种病害，本文就水泥混凝土路面的裂缝与防治加以探讨。

裂缝指的是混凝土硬化过程中，由于混凝土脱水引起收缩，或者受温度高低的温差影响，引起胀缩不均匀而产生的裂缝现象。

路面是用各种混合料铺筑而成的路基顶层，是道路结构的的传递荷载部位，在道路上行驶车辆产生的荷载均由路面传到路基部位，因此，路面工程施工质量的好坏，直接影响整条道路的工程质量，而裂缝现象在水泥混凝土路面病害中最为普遍，它不仅使路面产生缝隙，引起行车跳动现象，严重的路面裂缝还会阻断交通，成为公路运输正常运转的“路障”。

主要参考文献：

【1】《水泥混凝土路面修复对策选择方法》.刘可.广东公路交通.1997.

【2】《我国公路养护机制改革措施综述》.赵宝平.交通标准化.2005.

【3】《公路养护机械化理论与决策方法研究》.吴永平.工程机械.2002.

【4】《公路养护与管理》.徐永明.人民交通出版社,2003.

【5】《公路工程施工方法与实例》.孙大权.人民交通出版社,1999.

【6】《高等级公路养护》.周秀敏.人民交通出版社.2007

【7】公路水泥混凝土路面设计规范JTGD40—2002

研究方案：

本毕业论文分别包括以下几个方面：

（1）：

水泥混凝土路面裂缝的成因

（2）：

水泥混凝土路面裂缝的形式

（3）：

水泥混凝土路面裂缝的防治措施

序号

毕业设计（论文）各阶段内容

时间安排

备注

毕业论文资料收集

提交开题报告

提交论文初稿，根据指导教师意见修改论文初稿

毕业论文定稿

指导教师意见：

指导教师签名：

审核日期：

年月日

中文摘要

水泥混凝土路面裂缝对路面使用性能和使用年限都有很大影响。

产生裂缝原因很多，文章从施工材料、基层强度以及施工操作、道路排水等方面进行分析。

在路面工程建设中，水泥混凝土路面对水泥和水的需要量大；有接缝，易引起行车跳动；开放交通较迟以及修复困难等。

因此，在水泥混凝土路面设计、施工及防治方面就必须要求其质量的控制，这也是作为公路建设中的重要原因。

本文简要的分析了路面裂缝现象产生的原因和制定防治措施。

近年来，随着国家对公路建设投资力度的加大，我国的高速公路建设十分迅速，但是，随着一条条高速公路的建成并投入运营，水泥混凝土路面病害也引起业内人士的普遍关注。

目前我国水泥混凝土路面病害有：

裂缝、微裂缝、沉降、错台、破裂、拱起、露冒、麻面、剥落、磨光、接缝损坏、空洞和坑槽等。

这些病害基本也是公路工程质量的通病。

对新建公路正常使用形成了严重的威胁。

本文对以上几种常见病害中的裂缝成因、危害及防治措施进行分析。

关键词：

水泥混凝土路面裂缝

横向纵向钢筋

目　　录

一、水泥混凝土路面裂缝的分类……………………………1

（一）按裂缝发生的方向……………………………1

（二）按裂缝发生的时期……………………………4

（三）按路面破损类型……………………………4

（四）按裂缝损坏程度………………………………6

二、水泥混凝土路面裂缝的成因……………………………6

（一）原材料因素………………………………………6

（二）混凝土配合比因素………………………………7

（三）混凝土路面施工工艺因素………………………7

（四）水泥混凝土面层养生不规范……………………9

（五）路面基层方面的原因……………………………9

（六）道路排水系统方面的原因………………………10

（七）局部物超载………………………………………10

三、水泥混凝土路面裂缝现象的预防措施…………………10

（一）施工工艺控制……………………………………11

（二）原材料优选………………………………………12

（三）用合理的方法处理裂缝…………………………13

（四）以严厉的交规来维护路面………………………14

四、感悟与见解…………………………………………………15

五、结束语………………………………………………………16

致谢语…………………………………………………………16

1、水泥混凝土路面裂缝的分类

（一）按裂缝发生的方向分为

（1）横向裂缝是指垂直于行车道方向的有规则的裂缝。

横向裂缝

由于温度和湿度的变化，混凝土会产生体积膨胀和收缩现象，这种变形如受到限制，将会使混凝土内部产生内应力，就有可能产生裂缝。

因而水泥混凝土路面上每隔一段距离要设置胀缝或缩缝，而切缝质量的好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。

如切缝时间掌握不当，切割不及时；切缝深度不符合要求，切缝过浅；切缝未切到头等因素均可引起混凝土路面发生横向贯穿裂缝。

（2）纵向裂缝是指顺路方向出现的裂缝。

纵向裂缝

纵向裂缝

　　顺路方向出现的裂缝称为纵向裂缝，水泥混凝土路面大传荷顺序为面层、基层、路基。

尽管面板传到路基顶面的荷载应力很小，往往不超过o.05MPa，但路基的稳定条件很重要。

由于填料土质不均匀、湿度不均匀、膨胀性土、冻胀、压实不足等多种原因，很可能导致路基不均匀，在混凝土浇筑之前未严格检查基层顶面弹性模量JL是否符合规范要求，盲目施工，在路基稍有沉陷的情况下，在板块自重和行车压力作用下而产生纵向断裂。

开始裂缝很细，一般小于o.05mm，但随着雨水浸入和浸泡，基层表层软化、液化，而产生唧泥、淘空，使裂缝加大。

（3）交叉裂缝是指两条或两条以上相互交错的裂缝。

交叉裂缝

（4）板角断裂是一垂直通底且与板角两边接缝相交的裂缝，

从板角到裂缝两端点间的距离分别等于或小于端点所在板长的一半。

板角断裂

自环

球网板角是混凝土路面板的薄弱部位，由于侧模的模壁效应，施工时插入式振捣器很难使混凝土完全密实，板角密实度不够，强度相对较小，而在受力卜板角却较为不利。

相邻板角之间无传力杆，传荷能力较差，在车轮荷载的作用下荷载应力较集中，除在混凝土路面起始点没有角隅及边缘钢筋外，其它部位均末设加强筋，而且一旦混凝土路面板接缝进水，板下就会出现唧泥、脱空现象，板角更是处于不利状况，车轮荷载作用在板角时，很容易出现板角断裂

（二）按裂缝发生的时期分为

（1）早期裂缝（施工裂缝）是指砼路面板浇筑完成后，未完成硬化就开放交通，导致出现的断板。

（2）后期裂缝裂缝（使用期）是指开放交通后出现的裂缝。

（三）按路面破损类型

（1）沉降裂缝可分为2种情况:

一是混凝土浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时产生泌水,在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动,使该处混凝土产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。

裂缝一般均在浇筑后1~3h发生,属硬化前裂缝[2]。

待沉降终止时迅速进行处理,重新加压抹平,使裂缝闭合。

（2）温度裂缝：

混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。

防止温度裂缝应合理选择级配,采用水化热较低的水泥,减少水泥用量及用水量,降低混凝土膨胀值。

在施工管理中应重视人工降温措施,切缝要及时。

（3）干缩裂缝：

水泥混凝土浇筑后,在硬化的过程中,由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小,加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩,随着混凝土体积收缩产生拉应力,当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度,而产生干缩裂缝。

干缩裂缝多发生在高温炎热季节,混凝土表面水分散失快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内混凝土的约束,也会引起表面裂缝。

（4）超载裂缝：

超载是指交通运输工具的实际装载量超过核定的最大容许限度。

由于交通运输业的迅速发展,超载车辆越来越多,造成水泥混凝土路面损坏,致使路面开裂断板。

汽车超载严重损害了公路。

（四）按裂缝损坏程度分为

角隅断裂，纵向、横向和斜向裂缝及破碎板或交叉裂缝均分为轻微、中等、严重三个等级。

2、水泥混凝土路面裂缝的成因

（一）原材料因素

施工中严格把住材料关，是保证混凝土质量的前提。

材料是构成混凝土路面的主体，粗集料不具有良好的级配，针片状颗粒含量太高；细集料和粗集料中含泥量过高，会降低了混合料的粘结度；所用水泥安定差或已过期；组成材料的级配不符合标准。

那么这样的材料组成的混凝土路面面板的弯拉应力就达不到设计要求，很容易在施工期间产生不规则断裂，或在使用过程出现更多的病害。

因此水泥、碎石、砂、水等原材料在使用前进行试验与检验是极重要的，要做到不合格的材料坚决不得使用，粗、细骨料级配要合理。

（二）混凝土配合比因素

严格控制混合料组成配合比，使施工配合比与设计配合比相符合。

在施工中要经常检查骨料的级配和杂质，发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时，必须及时调整施工配合比，同时还要检查含泥量，使其不能超标。

而在施工中最应注意的是水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在摊铺时又不注意摊铺的均匀性，就会造成水灰比的不同片块，在其交界结合部，由于凝固收缩率或受热膨胀率不同，在结合部位形成裂缝和断板的情况；如果水灰比过大，混合料便偏稀，在其凝固成型时，收缩率就大，一旦缩缝设置和施工仍按正常进行，就会造成缩缝间距相对过长，从而易在较大的收缩应变作用下形成裂缝，如果进一步发展，还可以形成贯通的混凝土路面断板，因此，在施工中要严格把住混合料的配比关，特别是水灰比这一关。

（三）混凝土路面施工工艺因素

搅拌时间不够，材料拌和不均匀；振捣不密实，有漏振或过振情况都将导致混凝土整体强度不一致，因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。

如果水泥混凝土振捣不均匀，将造成水泥混凝土的密实度不均匀。

在密度小的区域内混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状，形成了承受应力的薄弱部位或区域，从而易使面板产生断板。

在混凝土浇筑过程中，要始终保持施工作业的连续性，一旦出现间断作业，必须设置一道施工缝，并布置传力杆，以防止因不设施工缝而出现断板的现象。

在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生。

正确安装传力杆可以防止断板。

传力杆的安装必须遵照规范要求，按设计进行，使传力杆与道路中心线及路面平行。

如果传力杆安装偏斜，则在传力过程中会将混凝土顶破，从而形成裂缝而断板。

施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。

因混凝土拌和后水化热较高，初凝早，收缩大，在夏季施工时，热量散失慢，会形成较大的温度应力，此应力会迅速集中于薄弱环节，当水泥达到终凝后，水泥混凝土即告凝固成型，这时水泥混凝土体收缩变形也在不断进行，并产生了较大的拉应力，当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于这个成型凝固产生的收缩拉应力时，在混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生断板。

故施工过程中严格控制混凝土路面各工序的施工工序质量，尤其要注意振捣密实。

搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治，尽可能用水化热小、初凝慢的水泥，并适时掌握切缝时间，保证切缝的有效性。

（四）水泥混凝土面层养生不规范

夏季气温高，风力大使水分损失较快，加上洒水不及时、不均匀，造成混凝土强度降低，水析出速度过快造成拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断板。

所以在施工中要注意尽量避免在温差大天气或大风天气施工，或者当混凝土浇筑完毕后立即采用遮阳、洒水、喷洒养护剂等措施，使混凝土体的表面始终保持潮湿，确保昼夜温差不至太大，以预防面板断裂。

严格控制开放交通的时间，加强养生和养护。

水泥混凝土路面浇筑完毕后必须达到设计强度后方可开放交通，并对其及时进行养生、洒水、清扫，保证表面的湿度，夏季高温季节更要及时覆盖避免阳光曝晒，确保混凝土路面湿润、整洁，防止因缺水养生而产生干缩裂或断板。

（五）路面基层方面的原因

路面基层材料拌和不均匀会使路面基层的强度差异较大．沉降大小不一，极易造成路面板开裂。

基层平整度不符合要求，必然使水泥混凝土路面厚度不等．在达不到设计厚度的地方为薄弱点．在荷载作用下该处很容易开裂。

路基软弱或路面基层强度不足．沉降量过大和在人工结构物与路堤衔接处、新旧路结合部位的较大沉降差都会使水泥混凝土路面出现裂缝。

路面结构不合理。

公路建设施工中，早期的水泥混凝土道路大都采用水泥、石灰稳定土材料铺筑路基。

利用这种材料作为水泥混凝土路面的基层是不适宜的，因为该种材料的水稳定性较差，被水浸泡后一旦有行车荷载的反复作用，很快就会形成唧泥，造成板底掏空，致使道板局部受力不均匀，引发路面破损。

（六）道路排水系统方面的原因

对水泥混凝土道路来说，首先要考虑的问题是对水的防治。

如果排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排．势必造成路面积水下渗至路基，导致路基强度的局部软弱．从而出现大面积的严重病害。

（七）局部物超载

超载超重车辆已成为破坏水泥混凝土路面的首要因素。

路面板荷载拉应力的大小,取决于荷载的大小。

水泥混凝土路面裂缝产生的原因是比较复杂的,它和设计、施工及原材料的质量均有密切关系,但通过一些措施,可以最大限度地减少裂缝的产生,延长道路的使用寿命,改良路况。

总之,要减少水泥混凝土路面的裂缝,首先,在设计施工时严格按质量要求完成每一道工序;其次,在道路养护过程中,严禁超载超重车辆上路。

把握好了这2点,工程质量就会达到理想的效果,道路也会在设计寿命期间安全使用。

3、水泥混凝土路面裂缝现象的预防措施

（一）从施工工艺控制裂缝的产生

⑴路基质量控制

路基压实要达到规定的压实度值和弯沉值，特别是台背部位要加强；完善排水设施；路基填筑时，不同土质分层填筑，避免不均匀沉降；对于填筑交界进行特殊处理；对于路基不稳定地段，尽量不采用砼路面，否则需进行处理。

。

⑵基层质量控制

严格控制顶面标高，保持厚度一致；严格控制顶面平整度，采取加铺塑料薄膜方法减少面板与基层摩阻力；对标高不足的基层应返工重做，且禁止采用松散材料填补标高；加强养护工作，保证表面湿润状态；采用厂拌法，保证拌合均匀和配合料准确；尽可能采用水泥稳定基层，严格控制细料，增加水稳性，防止唧泥。

拓宽路基时，由于路基处理不当，新路基出现沉降，混凝土板下沿纵向出现脱空，在车轮荷载作用下，使混凝土板发生纵向断裂。

所以为预防纵向裂缝的产生，在施工中要严格控制基层、路基的质量及验收标准。

⑶面层质量控制

控制搅拌时间，控制集料搅拌温度和含水量，保证水灰比；开工前检查机械设备，确保施工连续性，做好施工缝；砼振捣要均匀密实，避免漏振、过振；重视面板养生，不要采用加覆盖物仅洒水的养生方法；及时切缝，采用多台切缝机同时作业，切缝不宜太深或太浅（小于1/4或大于1/3板厚）；采用真空吸水工艺，主意重叠尺寸，避免漏吸；正确安装传力杆，防止上下翘动，可采用双模板控制；在昼夜温差大的地区，避免阳光直射，并及时覆盖养生，保持温度变化不知太大。

（二）在原材料选择时避免裂缝的隐患

（1）水泥

水泥混凝土在拌和、运输、振捣、凝结、硬化的过程中，始终存在着水泥的水化反应。

水化反应可分初始期、休止期、凝结期及硬化期四个阶段。

水泥水化反应在混凝土发生升温和降温过程中产生体积的胀缩变形，在内部骨料及外部边界约束下使混凝土的自由胀缩变形受阻，而产生拉压应力。

水泥的安定性对混凝土的质量影响很大。

（2）石灰

在选择石灰时，在条件许可的环境下，应优先选用紧缩小的或具有膨胀性的石灰。

因为这种石灰在水化膨胀期（1d~5d）可产生绝对是的预压应力，而在水化后期预压应力部分相互消除温度徐变应力，减小混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

为此，石灰熟料中的碱含量低且适宜，熟料中MgO含量控制在3.0%~5.0%石膏与硅酸三钙的比率适当大一些，这种熟料比例的石灰具有持久稳定的膨胀抗裂性能。

（3）骨料

骨料在混凝土中所占比例较大，通常是混凝土绝对体积的60%~85%，是以，骨料的类型和性能对混凝土抗裂有着很大影响。

在选择骨料时，应选择线膨胀系数孝岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配杰出的骨料。

（4）粉煤灰

根据自己的简介认为，粉煤灰也是避免产生裂缝的一部分。

粉煤灰只要细度与洋灰颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量小，都可以掺用在混凝土中使用。

混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、经久性、减少紧缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，按捺碱集料反映，减少新拌混凝土的泌水等。

这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。

（3）用合理的方法处理裂缝

（1）表面处理法

表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。

（2）填充法

填充法用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。

宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。

（3）灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。

也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。

（4）配筋：

为了减少裂缝的出现，在进行水泥混凝土路面施工时，常常选在在路面内部加以配筋，以分数和调整路面局部受力过大的现象，保重路面的使用寿命。

一般需设置的钢筋有传力杆钢筋，拉杆钢筋角隅钢筋等。

（4）以严厉的交规来维护路面

研究发现，当汽车轴载超过标准载一倍时，行驶公路一次，相当于标准车辆行驶水泥混凝土路面65536次，而且核定载重量越大的车辆，超载对公路的破坏越严重，许多投入巨额资金建成的公路，由于超载车辆碾压，路面早早就出现龟裂、坑槽、沉陷、翻浆、车辙、桥梁铺装破碎、板体断裂等病害，每年都要投入巨额资金进行维修。

对于超载更多作用是在于收费上、在于罚款上，而不是在制止上，正是这种只关心收费不关心危险的行业潜规则，才会使得超载危险上路屡禁不止为此交管部门应加强对超载的监控以及处罚力度，杜绝超载车辆上路，来保证路面的正常使用年限。

四、感悟与见解

（1）夏季施工，必须避开高温时间，这是防止裂缝和断板的最有效的方法。

。

（2）对已完成的混凝土板面，应注意防止表面失水太快，形成干缩裂缝，一般都是采用喷洒养护剂及遮雨棚防止曝晒的形式来避免。

（3）防止冷收缩，特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生，更不要人为的造成温差，要做好保温保湿工作。

（4）要根据不同情况，及时作好混凝土板面切缝工艺，并保证一定的切缝深度，使切缝部位足以释放混凝土板内部产生的拉应力，不至于产生断板现象。

5、结束语

混凝土裂缝是混凝土路面中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降影响路面的使用功能，而且会引起结构的进一步破坏。

但是我相信只要我们本着一颗认真负责的心，严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来；在具体施工中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，即可保证路面安全、稳定地工作，这样我们完全可以最大限度地降低混凝土裂缝的出现，从而保证国家基础建设的健康稳定地发展。

致谢语：

本课题在选题及研究过程中得到刘老师的悉心指导，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。

刘老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。

在此对刘老师说一声真诚的谢谢！