混凝土路面裂缝原因毕业论文Word文件下载.docx

1、水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构， 它具有一次投资建设费用低，养护维修工程量少，使用寿命长的特点，是目前在 公路建设中广泛采用的高等级路面。但另一方面，水泥混凝土路面由于设计、施 工、养护等诸多环节的不妥善，致使道路路面产生裂缝，并在道路通车后继续发 展，严重影响路容、平整度和使用寿命，甚至影响了公路运输的效益和行车安全。本文依托双木公路改造工程的实践经验，就水泥混凝土路面裂缝产生的原 因及如何消除外界因素的不良影响，以避免水泥混凝土路面裂缝的产生进行了一 些探讨。第一章水泥混凝土路面裂缝类型、原因及对策1、表面裂缝表面裂缝常见于混凝土板表面，导致表面裂缝产生的原

2、因一般为剧烈收缩引 起的裂缝以及水泥体积安定性不合格、水泥混凝土集料混杂泥团或集料为泥土涂 包引起的裂缝等。这类裂缝深度较浅，一般仅发生在混凝土的表面，宽度较细，形状有的很规 则，有的不规则或是纵横交错、长短不一、互不连贯。分布有的较均匀，有的不 均匀。这些表面裂缝一般发生在施工期间，在混凝土路面浇注数小时或若干天内 出现，如图一所示：1.1收缩裂缝收缩裂缝有两种。产生于混凝土塑性状态时的称做“塑裂”，其缝短而细， 细而浅，如及时发现，进行再次抹面可以缓解，一般在硬结后终止，危害较小； 另一种产生于硬结以后，通车之前，由于剧烈的温度、湿度变化使混凝土体变化 产生的应力大于新硬结混凝土的初始强度

3、引起收缩裂缝，常称作“缩裂”,如果 是进行性的还会继续发展，可导致混凝土板的断裂，甚至成为不合格的混凝土板 块。监理工程师为防止混凝土板施工期间上述早期收缩裂缝的出现，应按具体 情况采取监理相应的对策措施。1.1.1缩小温度差，湿度差，抑制收缩（1） 作业时间避开中午气温高峰。起早落夜，例如在12： 00-16 00停止浇筑。在施工中尽量避免产生较大的温差效应。温差效应过大或突变，容易造成混 凝土面板强度形成的不同步。当气温高时，上部强度的形成比下部要慢。在这样 的情况下，面板强度的形成不同步，容易出现翘曲变形，一旦有不规则裂缝发生 就会使强度较低部位拉断开裂，形成不规则断板，所以在施工中要注

4、意尽量避免 在温差大的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。（2） 水箱加盖、水管掩埋。必要时还可对碎石适当洒水降温。（3） 作业紧凑。缩短在烈日或大风下的施工时间.必要时可设遮阳棚。（4） 及时养生。增加洒水湿润草袋次数，确实保证保湿养生.并且养生时间足够（养 生还能增加混凝土抗裂强度）o（5） 大风时挡风（大风时的蒸发量比高温还厉害）。（6） 注意对基层顶面的平整和洒水保持湿润。1.1.2保证混凝土的自身强度（1） 震捣密实，特别注意不使震捣过度，使砂浆上浮离析，不仅影响混凝土

5、强 度，也使表层收缩增大。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o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，从而易使面板产生裂缝或断板。（2） 加强水泥质量的复验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，如果由于施工中管理不严，购进材料质量低劣，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。（3） 控制好水灰比，严格按配台比投料、不准随意加水等。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

6、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。同时，

7、可以通过试验，添加适当的外加剂，如减水剂可以 减少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸发速度，减少混凝土的 收缩值。目前，水泥混凝土公路工程均远离市区，大多采用现场拌和混凝土。因此在 保证设计强度要求的前提下，单位水泥用量不宜过大。对于现场拌和混凝土要采 用强制式的搅拌机，要用翻斗车和不漏浆的自卸车运送，坍落度控制在不大于2. 5cm。（4） 加强和提高养护质量。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，确保混凝 土路面湿润、整洁，防止因缺水养生而产生干缩裂缝。1.1.3及时锯缝，诱导裂缝在接缝处

8、展开（1）及时及早锯切横缩缝，缝深必须严格达到设计要求深度，及早形成弱断面。 使先于缩裂发生前形成。需要时，还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设 诱导裂缝的木块，使弱断面效应更加显著。施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。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。而如果 能够及时准确地切缝，就能引导混凝土面板凝固收缩力在切缝处规则拉断面板， 从而避免在其他位置产生断板。根据双木公路实施的经验，切缝

9、深度约为板厚的 1/4,同时切缝的时间也要及时，一定要在产生最大收缩应力之前切缝，才能有 效。在混凝土抗压强度达到1.IMPa时，抹面后约3小时左右，就可以进行切缝， 它可以比较有效地引导裂缝在预定的切缝位置上断裂，故避免了不规则的断板。锯缝设备配置不足时.宜先隔34块板跳锯一条横缩缝，然后再补齐。不 得以时还可以考虑以压缝代替锯缝或设置接缝板。混凝土面板若在切缝处埋置接缝板，并在接缝板位置上再行切缝，这是预防 混凝土早期裂缝的有效措施。接缝板的高度是混凝土板厚的2/3,并应在基层顶 面放置，这样就在此处形成了最薄弱条件，当混凝土面板产生拉应力时，裂缝就 在此处产生，从而避免了混凝土面板的早期

10、裂缝。1.1.4填缝料不密实或失效及传力杆偏移引起的裂缝填缝料问题是由于填缝料老化后没有及时更换新的填缝料，或者是填缝料 本身的材质差，与混凝土的粘接力不强，使水沿接缝处渗入基层，使基层冲刷， 形成很多粉细料。在行车荷载的作用下，发生唧泥，同时相邻板块之间产生抽吸， 使细料向后方板移动、堆集，形成裂缝，长期疲劳作用下会造成前板低，后板高 的错台现象。施工过程中传力杆位置偏移，导致滑动端与固定端不能自由伸缩，或胀缝传 力杆未加套子留足孔隙，或胀缝被砂浆、丝织等杂物堵塞，导致接缝一侧板体被 挤碎、拉裂。为此,监理工程师要有针对性地对工序实施旁站，要求切缝宽度保持一致， 保证填料能较饱满地灌入缝中。

11、1.2水泥体积安定性不合格引起的裂缝当水泥中含有过量的游离氧化钙、氧化镁或硫酸盐，则因游离氧化钙和氧化 镁的水化速度较慢，如果在水泥结硬后再继续水化，会导致已水化的水泥石内部 产生拉应力，严重时可引起开裂（特别严重时会崩裂）。水泥安定性不合格引起的 混凝土板裂缝.犹如做安定性蒸煮试验时不台格水泥净浆试饼所产生的裂纹形 状。监理工程师要在施工前检验水泥的安定性，如在施工中发现上述裂缝，则应 立即通知施工单位停止使用并封存该批水泥，再送权威实验室做安定性试验（因 为涉及技术责任和对水泥厂索赔问题.一般实验室不能解决问题）O 1.3集料含泥团或为泥土涂包引起的裂缝这种裂缝多见于混凝土板表面的局部，呈

12、“点”状并略有延展，影响范围（面 积）小。监理工程师要检验集料含混量，并且要特别督促旎工单位严格别出（筛除） 河砂中夹杂的泥团，以及粗集料中涂包粘土的碎石（砾石）。考虑到碎石配制的混 凝土的极限拉伸值比卵石配制的混凝土提高30%左右，因此在有条件的地区，建 议采用碎石配制的混凝土。此外，还要控制混凝土骨料的粒径，采用最大粒径较 小的骨料配制的混凝土时，也可以提高混凝土的极限拉伸值。因此，规范中 限制骨料的最大粒径在一般公路中不超过40mm,在高等级公路中不超过35mm,甚 至限制在25mm以下。2检查井处裂缝新混凝土路面尚未通车就发现某些井框转角出现裂缝且上下贯通，有的在井 框同侧开裂横向贯通

13、；有的在井框对角开裂斜向贯通。如图二。这种裂缝常由于检查井位置布设不当引起，为分析其原因，可粗略地假设混 凝土板“均匀”地收缩时产生的抗拉力。如图3所示。图中R1为井框处混凝土板断面的抵抗收缩的抗拉力Rl=6 （b一bo ）h -即旗为容许抗拉强度，b。为井框边长，h为混凝土板厚，R2为横向缩断的抗拉 力。R2=6 b（3 / 4h）-即b为混凝土板宽，3 / 4h为扣除缩缝处锯缝深度（一般宜为i / 4h）后的有效厚度。 混凝土路面的井框处断面和横缩缝处断面均是“弱断面（其它部位断面抵抗收 缩的抗拉力，R3=6 bh,均大于R1或R2）。所以当由温度变化、湿度变化引起的 收缩应力或收缩力大，

14、于“弱断面”的抗拉力时，即在“弱断面”处导致开裂。 井框处的断面弱，就在井框处开裂；反之，就可能在横缩处开裂。可能在井框处 开裂的条件是：RKR2亦即66 （bbo ）h6 b（3/4h） -（bbo ） / b3 / 4 。设板宽b=4m,井框边长b。Nlm, h=0. 24m,横缩缝锯缝深l/4h时，代入式， 则R1WR2,按假设条件，就有可能在井框处产生裂缝。为此监理工程师在施工前要检核设计图纸，看检查井的设计位置是否适当， 施工放样是否准确，井框与路面衔接是否平顺，井周围的回填土回填是否密实等。一般水泥混凝土道路设检查井处，横缩缝宜骑井设置（横缩缝连接平分井框），使 窖井部位自然形成的弱断面与横缩缝合而为一。3路面通长裂缝此裂缝多发生在新旧路基或填方区的交界线上。裂缝的方向与长度随该交界 线的延伸相一致且上下贯通。如图四旧路拓宽时新旧路基的沉降差异明显，在填方区路段则更为显著，由于这种 交界部两侧的沉降差以及刚度差（回弹模量的差异）常导致板下地基脱空而断裂。此外，还有基层碾压不实，未达到密实标准；基层材料 搅拌不均，导致基层不均匀沉降；沟槽下沉，带动路基部分下沉等原因。监理工程师