導語：小議混凝土路基頂面裂縫因素及預防一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、引言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，也就是混凝土工程中常說的裂縫。

混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)實際情況解決問題。混凝土路面適應日益發(fā)展的交通運輸所必需的載重量大、速度高、車流量大等要求，同時具有強度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長、維修養(yǎng)護費用少等許多優(yōu)點。但混凝土是一種非勻質(zhì)脆性材料，由骨料、水泥、水以及存留在其中的部分氣體組成，在具有一定的溫度和濕度情況下，混凝土硬化并產(chǎn)生體積變形，由于組成混凝土的材料其變形不一致，互相約束產(chǎn)生初始應力，造成在骨料與水泥石粘結面之間或水泥石本身之間產(chǎn)生微細裂縫，這些裂縫既不規(guī)則，也不連貫，在外界因素影響下，還可能發(fā)展成宏觀裂縫。

二、混凝土工程中常見裂縫

1.干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。

2.塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm，較長的裂縫可達2~3m，寬1~5mm。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。

3.沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結構地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結構產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

4.溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達70℃左右甚至更高）。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力（實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃~26℃時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應力）。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

5.化學反應引起的裂縫

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。

混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學反應并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結構使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。

三、裂縫處理

混凝土裂縫的修補措施主要有以下一些方法：表面修補法，灌漿、嵌逢封堵法，結構加固法，混凝土置換法，電化學防護法等。

1.表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

2.灌漿、嵌逢封堵法

灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3.結構加固法

當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

4.混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

5.電化學防護法

電化學防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。陰極防護法是化學防護法中常用而有效的一種方法。

四、混凝土路面裂縫成因分析

混凝土路面裂縫主要表現(xiàn)為表層裂縫和貫通板厚裂縫(貫穿裂縫)，其產(chǎn)生的原因是不同的。

1.表層裂縫成因

在混凝土路面上，表層裂縫的主要表現(xiàn)形式為龜裂。即混凝土路面表面上呈現(xiàn)碎小的六角形花紋狀裂縫，裂縫很淺。其產(chǎn)生的原因既有設計上的原因，也有施工方面的原因。

設計方面的原因主要是指混凝土配合比設計不當。如水泥用量過大或砂率過大；外加劑使用不當或者摻量過大，混凝土在重力作用下產(chǎn)生離析而導致這類裂縫產(chǎn)生。就混凝土本身的性質(zhì)而言，在混凝土水灰比不變的情況下，水泥漿和砂漿含量較多時，其極限拉伸值也較大，因此，如果采用過大的石料粒徑，也容易產(chǎn)生裂縫。

2.貫穿裂縫成因

貫穿裂縫是指混凝土路面板產(chǎn)生縱向(順行車方向)、橫向(垂直于行車方向)貫穿板厚的裂縫，也即斷板現(xiàn)象。

(1)縱向貫穿裂縫成因

縱向貫穿裂縫是指混凝土路面發(fā)生平行于道路縱軸線方向的貫穿板厚的裂縫。其產(chǎn)生的原因是在路面施工后，由于地基沉降不均勻而導致出現(xiàn)不均勻裂縫，產(chǎn)生斷板現(xiàn)象。如基層碾壓不實，未達到密實標準；產(chǎn)生斷板現(xiàn)象。基層材料攪拌不均，導致基層不均勻沉降，也即由于路基發(fā)生局部的不均勻沉陷，如溝槽下沉、路基拓寬部分沉陷、路基未充分壓實等原因?qū)е侣访姘迕摽眨a(chǎn)生裂縫。

(2)橫向貫穿裂縫成因

橫向貫穿裂縫是指混凝土路面發(fā)生垂直于道路縱軸線方向的貫穿板厚的裂縫。其產(chǎn)生的原因一是由混凝土本身的性質(zhì)——混凝土抗拉強度太低造成的，二是由于施工不當——切縫不符合要求所造成。

混凝土抗拉強度很低，一般只有混凝土抗壓強度的1/17~1/18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗干縮變形和溫度變形的能力，這些變形所引起的拉應力，如超過了混凝土的極限抗拉強度時，就發(fā)生裂縫。也就是說，這些變形量超過了混凝土的極限拉伸應變值時，混凝土就產(chǎn)生裂縫，過大時則引起貫穿裂縫。

由于溫度和濕度的變化，混凝土會產(chǎn)生體積膨脹和收縮現(xiàn)象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力，就有可能產(chǎn)生裂縫。因而混凝土路面上每隔一段距離要設置脹縫或縮縫，而切縫質(zhì)量的好壞直接影響著混凝土路面的質(zhì)量。如切縫時間掌握不當，切割不及時；切縫深度不符合要求，切縫過淺；切縫未切到頭等因素均可引起混凝土路面發(fā)生橫向貫穿裂縫。

五、混凝土路面裂縫的預防措施

1.提高混凝土本身的性能

混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：

(1)混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前混凝土路面多采用m2C30、C35較高標號的混凝土。

(2)采用碎石配制混凝土。因為采用碎石配制的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。

(3)控制混凝土骨料的最大粒徑。采用最大粒徑較小的骨料配制混凝土時，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規(guī)范》中限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過40mm，在高等級公路中不超過35mm，甚至限制在25mm以下。

2.提高基層施工質(zhì)量

混凝土路面基層應具有較高的強度、較高密實度和較好的水穩(wěn)性。因此，在路基施工中，應嚴格按施工操作規(guī)程進行，做到分層填筑、分層碾壓、分層測試。每層的壓實厚度、壓實度、平整度及路拱都要滿足設計要求和規(guī)范要求。

3.提高混凝土施工質(zhì)量

(1)為了防止混凝土路面產(chǎn)生表層裂縫，一是在配制混凝土時嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇合適的集料級配和砂率；二要在混凝土路面澆注后及時用潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬。尤其在炎熱季節(jié)施工時，應澆完一段，養(yǎng)護一段。

(2)及時切縫很重要。實踐證明，適當?shù)那锌p時間對保證混凝土的整體質(zhì)量有很大關系，切縫遲了，由于大面積混凝土約束會出現(xiàn)裂縫，擴展后形成斷板。一般混凝土的切縫時間是在拆模后12h左右(可以根據(jù)氣溫的高低適當調(diào)整切縫時間)。

(3)加適當?shù)耐饧觿Ｒ话銇碚f，加減水劑可以減少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發(fā)速度，減少混凝土的收縮值。

(4)模板需涂脫模劑，使混凝土與模板之間形成一層薄膜，減少混凝土與模板間的粘結作用。這樣不易產(chǎn)生裂縫，也便于拆模。另外，在澆注混凝土路面時，要將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。

六、結束語

由于設計、施工、使用過程中存在的某些不足，也由于混凝土內(nèi)在原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉陷變形的影響，在混凝土路面上難免發(fā)生各種類型的裂縫。但只要嚴格執(zhí)行施工操作規(guī)程和技術要求，在施工中切實抓好基層強度、混凝土的配和比設計、施工工藝、切縫時間和深度、混凝土的養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)，通過改善混凝土的質(zhì)量和路面結構并采取有效的澆注后的防治措施，混凝土路面的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。