摘 要

作者參與修建長清區(qū)長炒路改建工程時，對各種裂縫的產(chǎn)生原因進行了詳細地探討，找 出裂縫的成因，在路基的成型、365JT施工，半剛性基層的施工、控制及水泥混凝土的施工工藝， 原材料的選擇，配合比的控制等各個方面做出詳盡說明，并對預(yù)防水泥混凝土裂縫提出了新的認識。

關(guān)鍵詞

水泥混凝土路面 裂縫 防治 路基沉降量 氣溫變化影響 砼配合比 水灰比 路面接縫


長炒路改建工程于2004年8月完工，改建后的長炒路為二級 公路，365JT設(shè)計行車時速80公里/小時，設(shè)計使用周期30年，路面結(jié) 構(gòu)為20cm的水泥混凝土路面+20cm的水泥穩(wěn)定風化料基層+20cm的石灰土底基層。盡管在 施工中加強了質(zhì)量管理并改進了施工工藝，但仍是不斷出現(xiàn)各種 類型的裂縫。這些裂縫(不包括面板的干縮裂縫)多半發(fā)生在混 凝土面板澆注后的1～2天內(nèi)，位置大多在距縮縫1米的范圍內(nèi)， 個別也有在面板中部開裂的。縫寬隨時間的延續(xù)，由細發(fā)展到 寬，細的只有0.1mm，仔細查找才能發(fā)現(xiàn)。縫深可貫通板面，嚴 重時基層也會斷裂。橫向縫較縱向縫居多。 

造成面板開裂的因素是很多的，只要施工中不謹慎隨時都可以出現(xiàn)面板的各種裂縫。當混凝土面板的抗拉、抗折強度低于 混凝土的收縮和翹曲應(yīng)力時，裂縫就會產(chǎn)生，而隨著時間、氣溫 變化、雨水滲入及行車作用，會最終導致全部路面的破壞，目前 尚無理想的修補方法。對裂縫嚴重的面板只有鏟掉重澆新板，在 澆注前應(yīng)在相鄰板的接觸面處鉆孔埋設(shè)傳力桿。面板裂縫輕微且 不再發(fā)展的，可以采取修補。修補工作不但費工費料，外觀難 看，而且工藝繁雜，使用效果也不及原有的整體板。為此，施工 過程中要嚴格管理，精心組織，最大限度地降低裂縫的產(chǎn)生。 

1 保證路基最佳密實度 

路基的沉降會使其強度減弱，要使沉降一點不發(fā)生也是不可能的，即使是路基達到98%的密實度，那么還有2%的空隙率， 有空隙就會有沉降。微量的沉降不會造成路基的破壞。因此，為 保證路基足夠的穩(wěn)定性，就必須把沉降量減小到最小值，尤其要 避免發(fā)生影響嚴重的不均勻沉降。靠自然沉落減小沉降的做法 在高等級公路施工中是不合適，尤其是工期短的工程，更無可 能。即使采用加載預(yù)壓，也是不經(jīng)濟的。 

路基發(fā)生沉降有兩種情況:一是地基軟弱，未做好加固處 理，其承載能力低于覆蓋在它上面的填土層重力的壓縮變形；二 是填土層壓實不好，密實度小于設(shè)計要求，其強度必然不足，在 自重和外力作用下就會發(fā)生變形，密實度愈小其變形愈大。 

為減少因地基沉降而造成的路基變形，在填筑路基前，先清除地基表面的農(nóng)作物、樹木雜 草以及腐殖土，然后用重型壓路機械多遍碾壓，使地基壓實度不 小于93%。 

長炒路全線有300米的地基不良地段(屬地基過濕)，承載力 不足1.2kg/cm2，車輛在地基上無法行走。填筑路基須先加固地 基，并利用冬春地下水位下降的有利條件，深犁地基土30厘米 深，晾曬，再摻以8%劑量的石灰翻拌碾壓至密實。經(jīng)檢測，地 基壓實度已達90%以上。 

為使路基有良好的密實度和提高其強度,減少路基的塑性 變形和滲透系數(shù),從而增加穩(wěn)定性,使填土層的沉降量減小到最 低限度,結(jié)合施工單位的現(xiàn)有碾壓設(shè)備,在填筑路基時采取“分 層填筑”和“薄層多壓”的做法，每層厚度不超過30cm。曾在 K3+000~K3+100段填筑長100米的試驗段，層厚50cm，填土層 的土質(zhì)為粘性土，用18 噸振動壓路機在最佳含水量時，碾壓五遍后檢測其壓實度小于93%（達 不到設(shè)計要求），繼續(xù)碾壓到十遍，再檢測其壓實度，發(fā)現(xiàn)無明 顯提高。相鄰一段層厚30cm的填土層長200米，用同樣的粘性 土和碾壓機械，當碾壓至第四遍后，檢測其壓實度已達93%~95%。在有大噸位壓實機 械的條件下，如50噸振動壓路機，重夯以及強夯等，可適當增 加每層的填筑厚度，具體的層厚應(yīng)根據(jù)不同的機械經(jīng)試驗確定。 為保證有均勻的強度，必須強調(diào)“分層填筑”，因不同層次有不同 的壓實度要求。 

2 提高基層的強度與穩(wěn)定性 

混凝土路面的基層必須具有剛度大、整體性強和水穩(wěn)性好。 常用的基層結(jié)構(gòu)有石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石、石灰土、工業(yè)廢渣類等 半剛性基層。石灰土宜作為底基層，不宜作為水泥混凝土等高級 路面的基層。石灰土的初期強度和水穩(wěn)性較低，同時干縮，冷縮 易產(chǎn)生裂縫。從面層縫隙滲入的水會使石灰土基層表面水化，降 低強度，同時也易使面層滑動。長炒路工程采用水泥穩(wěn)定碎石， 它比石灰穩(wěn)定土好，因為它的水穩(wěn)性好。長炒路工程的基層強度 要求灑水養(yǎng)生7天，其飽水無側(cè)限抗壓強度＞0.8Mpa，28天應(yīng) 達到1.2Mpa以上。有一合同段試鋪的石灰土底基層，經(jīng)檢測壓實 度、灰劑量等各項指標都符合要求，唯做灰土飽水試驗時，當一 組試件僅在水中浸泡1~4小時，所有試件都已松散，根本談不上 有強度。在這樣的基層上修筑路面最終造成基層松散/滑動，而 使面層坑槽、龜裂連片。 

基層強度的均勻性及平整度對混凝土面板質(zhì)量影響較大。基 層施工時若拌和不勻、不同土質(zhì)混雜使用，灰和土不過篩或粉碎 不好而團塊多、平整度差，新老路基結(jié)合部處理的不好等等都會 造成基層強度的不均勻、基層平整度差，還會使混凝土面板厚度 不一以及由此引起的面板內(nèi)應(yīng)力不等和增加混凝土板底的摩阻 力，這在溫度應(yīng)力作用下，易使面板斷裂。為此，在驗收基層交 工時，除按中華人民共和國365JT交通部頒布的《公路工程質(zhì)量檢驗評 定標準》規(guī)定的項目外，還應(yīng)增加檢驗基層彎沉值、拌和均勻度、含水量等有關(guān)項目，使基層能給混凝土面板提供均勻而穩(wěn)定 的支撐，且能防止唧泥和凍脹等不良影響，保證路面有較好的整 體強度和平整度，達到延長混凝土路面的使用壽命的目的。 

3 施工溫度對混凝土面板的影響 

3.1 溫度裂縫產(chǎn)生原因 

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上 升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老 混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會 在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當這些拉應(yīng)力超出混凝土的 抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或 變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護不 周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導 致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／ 10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6～1.0)×104， 長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2～2.0)×104。由于原材料不 均勻，水灰比不穩(wěn)定及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊 混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低， 易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼 筋承擔，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土 的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承 擔。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。


但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往 往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過其它 外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合 理的

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