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1、水泥混凝土路面施工中水泥混凝土路面施工中的裂缝分析与预防的裂缝分析与预防主主 要要 内内 容容1.前言前言2.水泥砼路面裂缝产生的原因水泥砼路面裂缝产生的原因3.水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施4.裂缝、断板的处理与修复裂缝、断板的处理与修复5.结束语结束语1 1 前言前言成本低廉成本低廉就地取材就地取材后期养护后期养护费用低费用低我国优质沥青较我国优质沥青较少，主要依靠进少，主要依靠进口，价格昂贵，口，价格昂贵，而水泥生产量大，而水泥生产量大，价格远低于沥青。价格远低于沥青。广西石灰岩矿床的规广西石灰岩矿床的规模、质量、面积均系模、质量、面积均系全国之冠全国之冠水泥混凝土路面
2、维修难水泥混凝土路面维修难度大，但其使用年限长，度大，但其使用年限长，便于取材，养护费用远便于取材，养护费用远低于沥青混凝土路面，低于沥青混凝土路面，并且维修时沥青路面需并且维修时沥青路面需要的机具多而全，设备要的机具多而全，设备费用高。费用高。水泥路面在广西发展的很快，桂海高速公路全水泥路面在广西发展的很快，桂海高速公路全线线653km全部采用水泥路面，大多数的路网干全部采用水泥路面，大多数的路网干线公路和农村公路也采用混凝土路面结构。线公路和农村公路也采用混凝土路面结构。水泥混凝土路面造价低，取材易，特水泥混凝土路面造价低，取材易，特别适用于乡村公路和农村公路别适用于乡村公路和农村公路水泥
3、产业是广西的支柱性工业之一，但水泥产业是广西的支柱性工业之一，但普遍规模小、发展慢，设备老旧，环境普遍规模小、发展慢，设备老旧，环境污染严重。发展水泥路面有利于拉动地污染严重。发展水泥路面有利于拉动地方经济，促进产业升级换代方经济，促进产业升级换代施工过程中，我们需要掌握一些病害的防治，特别是水泥混凝土路面施工过程中，我们需要掌握一些病害的防治，特别是水泥混凝土路面开裂、断板等应引起重视，认真分析原因，积极采取措施防治。开裂、断板等应引起重视，认真分析原因，积极采取措施防治。2 水泥混凝土路面裂缝产生的原因水泥混凝土路面裂缝产生的原因温度应力与荷载应力超过混凝土温度应力与荷载应力超过混凝土的抗
4、拉强度，水泥砼路面板就会的抗拉强度，水泥砼路面板就会产生断裂，并发展为断板。产生断裂，并发展为断板。地基不均匀沉降或地基受侵蚀而使板底出现脱空地基不均匀沉降或地基受侵蚀而使板底出现脱空后，致使应力增加引起的纵向、横向或角隅断裂后，致使应力增加引起的纵向、横向或角隅断裂 板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过了混凝板块尺寸过大所产生的温度翘曲应力超过了混凝土的抗弯拉强度而引起的横向裂缝土的抗弯拉强度而引起的横向裂缝 车辆荷载的多次重复使用，所产生的重复荷载应力车辆荷载的多次重复使用，所产生的重复荷载应力超过了混凝土的疲劳强度而引起的纵向横向裂缝。超过了混凝土的疲劳强度而引起的纵向横向裂缝。水水水水
5、泥泥泥泥路路路路面面面面裂裂裂裂缝缝缝缝产产产产生生生生的的的的原原原原因因因因施工期间由于混凝土的初始收缩受到阻碍产生的施工期间由于混凝土的初始收缩受到阻碍产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的横向裂缝拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的横向裂缝 有研究认为：有研究认为：水泥路面开裂的主要原因是水泥路面开裂的主要原因是混凝土的自身收缩（包括干混凝土的自身收缩（包括干燥收缩和温度收缩）及其与燥收缩和温度收缩）及其与基层间的强大的摩阻力（包基层间的强大的摩阻力（包括静摩擦力和层间粘结剪应括静摩擦力和层间粘结剪应力）力）减少或改善混凝土的减少或改善混凝土的自身收缩及其与基层自身收缩及其与基层的摩阻
6、力，就能有效的摩阻力，就能有效地防止开裂地防止开裂 2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因稳定性差稳定性差水泥强度不足也会影响混凝土的初期水泥强度不足也会影响混凝土的初期强度，使开裂断板的机率大大增加。强度，使开裂断板的机率大大增加。水泥的水化热高、收缩大，也易导致混凝土面板开裂。水泥的水化热高、收缩大，也易导致混凝土面板开裂。2.1 原材料不合格原材料不合格l 水泥水泥水泥水泥2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因2.1 原材料不合格原材料不合格l 集料集料集料（砂、碎石等）含泥量及有机质集料（砂、碎石等）含泥量及有机质含量超标。含量超标。水泥混凝土中水泥与骨料的界面粘结
7、水泥混凝土中水泥与骨料的界面粘结不良，往往是产生初期开裂的薄弱部不良，往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质含量超过位。集料的含泥量和有机质含量超过规范要求，必然会造成界面缺陷，容规范要求，必然会造成界面缺陷，容易开裂。易开裂。集料集料2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因基层标高失控造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处成基层标高失控造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处成为薄弱断面，在混凝土收缩时厚度薄的断面容易开裂。为薄弱断面，在混凝土收缩时厚度薄的断面容易开裂。基层不平整会大大地增加其与混基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱凝土界面的摩阻力，易在较
8、薄弱路面开裂。路面开裂。基层干燥会吸收混凝土中的水分，基层干燥会吸收混凝土中的水分，使底部混凝土失水甚至因脱水而使底部混凝土失水甚至因脱水而导致强度降低和开裂。导致强度降低和开裂。2.2 基层标高失控和不平整基层标高失控和不平整2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因单位水泥用量偏大，必然会导致较大的收缩率，如果养护单位水泥用量偏大，必然会导致较大的收缩率，如果养护不及时，也易产生裂纹不及时，也易产生裂纹施工混合料水灰比波动大影响了施工混合料水灰比波动大影响了混凝土强度，高低不一，往往低混凝土强度，高低不一，往往低强度处收缩开裂。强度处收缩开裂。施工中计量不准，尤其是未根据集料中施工中
9、计量不准，尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量，会影响混凝的含水量及时调整用水量，会影响混凝土配合比的准确性，从而影响砼强度的土配合比的准确性，从而影响砼强度的不均匀。不均匀。2.3 混凝土配合比不当混凝土配合比不当2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因砼搅拌时间过短，均匀性差，水泥分布不砼搅拌时间过短，均匀性差，水泥分布不均匀，形成混凝土强度不足或不均匀，易均匀，形成混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂断板。导致早期开裂断板。混凝土拌和时如果水泥或集料温度过高，再混凝土拌和时如果水泥或集料温度过高，再加上水泥的水热化，会使混凝土拌合物的温加上水泥的水热化，会使混凝土拌合物的温
10、度过高，水化速度加快需要较大量的水化水度过高，水化速度加快需要较大量的水化水补给，如在硬化过程没有及时补给砼表面需补给，如在硬化过程没有及时补给砼表面需要的水分，导致干缩裂纹。要的水分，导致干缩裂纹。混凝土浇筑期间，因停电、机械故障、运输混凝土浇筑期间，因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时，未按施工缝处理，新作业中断，再浇筑时，未按施工缝处理，新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致会形成旧混凝土由于结合不良和收缩不一致会形成一条不规则的接缝。一条不规则的接缝。2.4 施工工艺不当施工工艺不当2 水泥路面产生裂缝的原因水
11、泥路面产生裂缝的原因养生不及时或养护方法不当。尤其气温高、养生不及时或养护方法不当。尤其气温高、湿度小、风速大的条件下，会使混凝土表面湿度小、风速大的条件下，会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。切缝不及时或深度不够。由于机具故障或操切缝不及时或深度不够。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，起不到诱导作用，使混凝土板在薄弱断面处起不到诱导作用，使混凝土板在薄弱断面处形成不规则的贯彻裂缝或断板。形成不规则的贯彻裂缝或断板。施工车辆过早通行。在混凝土强度不施工车辆过早通行。在混凝土强度不足条件下过早
12、地通车，这是产生裂缝足条件下过早地通车，这是产生裂缝的又一个原因。的又一个原因。2.4 施工工艺不当施工工艺不当养生是影响面板开裂的重要因素养生是影响面板开裂的重要因素切缝是影响面板开裂的重要因素切缝是影响面板开裂的重要因素施工车辆过早通行是影响面板开裂的重要因素施工车辆过早通行是影响面板开裂的重要因素2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因l 传力杆安装不当，传力杆不竖直于砼板截传力杆安装不当，传力杆不竖直于砼板截面，则在混凝土伸张和传力过程中混凝土就面，则在混凝土伸张和传力过程中混凝土就会被传力杆撑破，形成接缝破损。会被传力杆撑破，形成接缝破损。l 受昼夜温差较大的影响。在昼夜温差
13、较大受昼夜温差较大的影响。在昼夜温差较大的季节施工，混凝土白天过多的升温，夜间的季节施工，混凝土白天过多的升温，夜间气温骤降是收缩过大，出现断板开裂。气温骤降是收缩过大，出现断板开裂。2.4 施工工艺不当施工工艺不当传力杆安装是否得当影响面板开裂的重要因素传力杆安装是否得当影响面板开裂的重要因素昼夜温差较大时施工往往昼夜温差较大时施工往往会导致面板开裂断板会导致面板开裂断板双幅路面施工中，已浇筑一边双幅路面施工中，已浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通，气温下降到一定幅已经裂通，气温下降到一定幅度时，先浇筑的砼板块伸缩带度时，先浇筑的砼板块伸缩带动后浇筑的砼板块
14、伸缩，断裂动后浇筑的砼板块伸缩，断裂和缩缝摩擦力牵动新浇筑混凝和缩缝摩擦力牵动新浇筑混凝土板收缩，这样后浇筑还未切土板收缩，这样后浇筑还未切割的混凝土板受到较大的强度割的混凝土板受到较大的强度应力，当拉应力大于砼初期抗应力，当拉应力大于砼初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩拉强度时，就会在先浇筑板缩缝对应砼板块位置发生不规则缝对应砼板块位置发生不规则裂缝。裂缝。2 2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因2.5 边界原因边界原因受基层稳定层的影响。半刚性水泥碎石基层一般都有规则性的受基层稳定层的影响。半刚性水泥碎石基层一般都有规则性的裂缝。如果基
15、层稳定层已经发生裂缝，在气温下降时收缩，由裂缝。如果基层稳定层已经发生裂缝，在气温下降时收缩，由于摩擦力作用，同样也会带动上面初期砼板出现裂缝于摩擦力作用，同样也会带动上面初期砼板出现裂缝。2 2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因2.5 边界原因边界原因2 2 水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因水泥路面产生裂缝的原因2.6 人为造成产生的裂缝人为造成产生的裂缝在施工中布料或实施其他操作时，不注意而出在施工中布料或实施其他操作时，不注意而出现的裂缝。现的裂缝。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预
16、防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施针对上面提及造成水泥砼路面裂缝的原因分析，采取行之针对上面提及造成水泥砼路面裂缝的原因分析，采取行之有效的、全面的预防措施，可减少裂缝和断板数量，延长有效的、全面的预防措施，可减少裂缝和断板数量，延长砼路面的使用年限，提高行车的舒适性。下面谈谈预防裂砼路面的使用年限，提高行车的舒适性。下面谈谈预防裂缝产生的一些措施办法。缝产生的一些措施办法。l 安定性差、游离氧化钙（安定性差、游离氧化钙（Cao）超标及强度不足的水泥应禁止使用；）超标及强度不足的水泥应禁止使用；l 不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用；不同标号、不同厂家
17、、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用；l 尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。集料（砂、碎石）含泥量超标时应更换料源，选择合格的、集料（砂、碎石）含泥量超标时应更换料源，选择合格的、含泥量较少的材料，或将其认真冲洗至达到要求方可使用。含泥量较少的材料，或将其认真冲洗至达到要求方可使用。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.1 选用合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件选用合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件水水泥泥
18、集集料料对含泥量和级配不合格的碎石对含泥量和级配不合格的碎石二次筛分、水洗非常必要二次筛分、水洗非常必要标高标高标高标高平整度平整度平整度平整度含水量含水量含水量含水量严格控制基层顶面标高，在基层施工时，严格控制基层顶面标高，在基层施工时，应专人跟踪测量、严格控制标高，确保混应专人跟踪测量、严格控制标高，确保混凝土路面板厚度的均匀一致。凝土路面板厚度的均匀一致。按水泥混凝土路面平整度要求控制基层按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层摩阻力。摩阻力。砼路面施工时，若基层过于干燥或基层表砼路面施工时，若基层过于干燥或基层表面松散起粉，
19、应及时清扫基层顶面干净，面松散起粉，应及时清扫基层顶面干净，并用水车洒水均匀，确保基层具有一定的并用水车洒水均匀，确保基层具有一定的含水量。含水量。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.2 基层标高、平整度的控制基层标高、平整度的控制基层顶面的标高控制非常重要基层顶面的标高控制非常重要基层顶面的平整度非常重要基层顶面的平整度非常重要基层顶面清洁和洒水非常重要基层顶面清洁和洒水非常重要123按试验混凝土配合比准确配料；单位水泥用量要精确按试验混凝土配合比准确配料；单位水泥用量要精确称量。称量。集料的含水量要及时试验取得，控制适
20、宜的用水量，保持水灰集料的含水量要及时试验取得，控制适宜的用水量，保持水灰比准确；为减少用水量，改善和易性可使用合适的外掺剂。比准确；为减少用水量，改善和易性可使用合适的外掺剂。施工中应严格称量，确保施工中应严格称量，确保砼配合比的准确性。砼配合比的准确性。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.3 严格控制混凝土配合比严格控制混凝土配合比 混凝土的拌和时混凝土的拌和时间要根据机械性间要根据机械性能准确掌握，要能准确掌握，要确保砼的拌和均确保砼的拌和均匀和保障达到拌匀和保障达到拌和时间要求。和时间要求。混凝土路面施工混凝土路面
21、施工开盘前，要仔细开盘前，要仔细检查机械设备，检查机械设备，确保其完好。配确保其完好。配料、拌和、运输、料、拌和、运输、摊铺作业面要有摊铺作业面要有序配合。序配合。机械设备机械设备集料温度过高，集料温度过高，应采用降温措施应采用降温措施后在配料拌和。后在配料拌和。若采用撒水降温若采用撒水降温方法，应及时测方法，应及时测定含水量，调整定含水量，调整拌和水用量，保拌和水用量，保证水灰比值不致证水灰比值不致增大。增大。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.4 施工工艺的控制施工工艺的控制拌和时间拌和时间集料温度集料温度采用覆盖、洒
22、水等各类降温措施采用覆盖、洒水等各类降温措施非常必要非常必要要仔细检查各类机械设备要仔细检查各类机械设备 重视混凝土面板养生，重视混凝土面板养生，采用优质养护剂，采用优质养护剂，或湿法养护，不要或湿法养护，不要采用没有覆盖物仅采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。洒水的养生方法。及时切缝并确保缝深，满足设计要求，及时切缝并确保缝深，满足设计要求，根据施工现场气温及水泥品种试验确根据施工现场气温及水泥品种试验确定最早切缝时间，一般应采用多台切定最早切缝时间，一般应采用多台切缝机同时作业，以保证切缝及时。切缝机同时作业，以保证切缝及时。切缝深度为混凝土板厚的缝深度为混凝土板厚的1/3至至1/4,不宜不宜
23、切缝太浅（少于切缝太浅（少于1/4）。实践证明，）。实践证明，软切缝工艺可提前切缝时间，预防水软切缝工艺可提前切缝时间，预防水泥混凝土路面断板。泥混凝土路面断板。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.4 施工工艺的控制施工工艺的控制养护养护切缝切缝及时切缝、灌缝较为重要及时切缝、灌缝较为重要采用覆盖物和洒水的养生方法非常重要采用覆盖物和洒水的养生方法非常重要控制交通车辆，避控制交通车辆，避免在混凝土强度不免在混凝土强度不足的条件下，过早足的条件下，过早开发交通，养护车开发交通，养护车辆也应尽量避免直辆也应尽量避免直接在面板上
24、通行。接在面板上通行。在昼夜温差较大在昼夜温差较大的季节，混凝土的季节，混凝土表面修整完成后表面修整完成后要覆盖养生，以要覆盖养生，以保持温度变化不保持温度变化不致太大，同时注致太大，同时注意及时割缝。意及时割缝。昼夜温差昼夜温差正确安装传力杆，正确安装传力杆，防止上下翘动，应防止上下翘动，应采用双层型模板固采用双层型模板固定传力杆确保传力定传力杆确保传力杆的正确安装。浇杆的正确安装。浇筑下一混凝土板时筑下一混凝土板时要按设计要求安设要按设计要求安设塑料套管和涂沥青塑料套管和涂沥青隔层。隔层。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措
25、施3.4 施工工艺的控制施工工艺的控制交通控制交通控制传力杆传力杆控制运料车辆非常重要控制运料车辆非常重要采用双层型模板固定传力杆确保传力采用双层型模板固定传力杆确保传力杆的正确安装杆的正确安装混凝土表面修整完成混凝土表面修整完成后要及时覆盖养生后要及时覆盖养生要尽早将后浇要尽早将后浇筑的面板切缝筑的面板切缝外界影响外界影响的控制的控制如果基层已经发生裂缝，如果基层已经发生裂缝，在浇筑砼面板前，及时在浇筑砼面板前，及时找出裂缝产生的位置，找出裂缝产生的位置，做好标记，待砼浇筑整做好标记，待砼浇筑整修完工后，及时在对应修完工后，及时在对应间相应的板块位置及早间相应的板块位置及早切缝，避免基层裂缝
26、因切缝，避免基层裂缝因气温变化收缩，因摩擦气温变化收缩，因摩擦力作用而影响上面初期力作用而影响上面初期砼面板开裂。砼面板开裂。3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.5 外界影响的控制外界影响的控制3 3 水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施水泥砼路面裂缝的预防措施3.6 克服人为因素，严格施工工艺，布料时注意砼料的克服人为因素，严格施工工艺，布料时注意砼料的均匀，严禁工人在布好料的面层上来回走动或踩踏。均匀，严禁工人在布好料的面层上来回走动或踩踏。裂缝修补裂缝修补 局部修补局部修补 整块板
27、更换整块板更换 4 4 裂缝断板的处理与修复裂缝断板的处理与修复裂缝断板的处理与修复裂缝断板的处理与修复水泥砼路面出现了裂缝或断板，都应进行处理或修复。裂缝、断板的处水泥砼路面出现了裂缝或断板，都应进行处理或修复。裂缝、断板的处理，应根据其程度不同分别对待。理，应根据其程度不同分别对待。整块板更换整块板更换裂缝修补裂缝修补局部修补局部修补5 结束语结束语以上是几年来在高速公路水泥混凝土路面施工的一些认识。以上是几年来在高速公路水泥混凝土路面施工的一些认识。除此之外，水泥混凝土路面的裂缝，断板还有其他原因影响除此之外，水泥混凝土路面的裂缝，断板还有其他原因影响而产生的，如路基、结构物的影响等等原
28、因而产生的裂缝和而产生的，如路基、结构物的影响等等原因而产生的裂缝和断板，故此，在施工水泥混凝土路面时，应多方注意，做好断板，故此，在施工水泥混凝土路面时，应多方注意，做好预防，采取有效措施，尽量减少裂缝产生。预防，采取有效措施，尽量减少裂缝产生。l 广西水泥路面发展广西水泥路面发展20年经验充分证明，依靠监督到位、年经验充分证明，依靠监督到位、管理有力和技术创新，可以铺筑长寿命、平整度高的水泥管理有力和技术创新，可以铺筑长寿命、平整度高的水泥路面。路面。1997年通车的广西桂柳高速公年通车的广西桂柳高速公路造价仅路造价仅1350万元万元/km，高填，高填深挖、不良土质分布广泛，但深挖、不良土质分布广泛，但部分路段由于施工和管理措施部分路段由于施工和管理措施得力，在得力，在2011年加铺沥青路面年加铺沥青路面前，仍使用性能与功能良好前，仍使用性能与功能良好5 结束语结束语谢谢大家谢谢大家!欢迎交流、批评和指正欢迎交流、批评和指正