1．引言

　　近年來隨著我國公路里程大幅度增長，混凝土路面日益在道路建設中成為各種公路型與城市型道路優(yōu)先采用的主流路面結構形式，由于其在施工的操作方便性、結構強度穩(wěn)定性、施工程序性及可控性等方面的優(yōu)點而迅速發(fā)展起來。但與此同時，道路的病害問題也日益增多起來，尤其是道路裂縫起砂等病害情況時有發(fā)生，從而導致直接及間接的經濟損失巨大，成為業(yè)內人士關注的重點所在。現就我校的幾條道路發(fā)生的一些裂縫、起砂病害情況的成因、危害以及防治情況做以下探討研究。

　　2．裂縫、起砂病害產生的原因

　　我校曾經在夏季利用暑假期間修筑了幾條混凝土，混凝土的標號為C25，混凝土的配合比為水：水泥：砂：石=0.46：1.00：1.57：3.09，塌落度為20。40mm，砂率為35％，氣溫為22℃一36℃，拌合方法為機械攪拌，搗固方法為機械振搗，養(yǎng)護情況為標養(yǎng)，執(zhí)行標準為JGJ55-2000。其中某條長830米的主要道路產生了6條早期裂縫，后期在檢查井附近還產生了不少不規(guī)則的裂縫，另外的幾條路面也有不同程度的裂縫和起砂病害發(fā)生。路面的裂縫主要是以塑裂和縮裂兩種裂縫形式為主。

　　2.1 塑裂

　　產生于混凝土塑性狀態(tài)，其縫短而細、細而淺。產生這種裂縫的主要原因是：混凝土在硬化初期內部溫度高于表面溫度，在混凝土整體內外膨脹不均勻的情況下，表面必將產生很大的應力，當外部混凝土所受拉力一旦超過混凝土當時的極限抗拉強度，就將產生裂縫。這種裂縫一般在混凝土硬結后終止，危害較小，遇荷載作用時就會繼續(xù)發(fā)展。

　　2.2 縮裂

　　在混凝土硬結以后、全面通車之前形成。由于施工現場溫度、濕度的變化，混凝土內外部產生的不均勻變形的拉應力超過混凝土極限抗拉強度后，混凝土路面收縮開裂。這種裂縫可導致混凝土板的斷裂，成為不合格的混凝土板塊，對水泥混凝土路面質量影響極大。

　　3．裂縫形成后對道路的危害

　　水泥混凝土路面出現裂縫要及時治理，否則灌進雨雪水融化后，對道路的破壞將非常嚴重。進水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個階段：第一階段，初期表現為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量凍融松石與瀝青路面的結合層之間，由于行車碾壓推擠磨擦作用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用擠出；第三階段，形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現擠漿，路面出現坑凹，甚至出現搓板路，隨著時間的推移，將導致龜裂病害的發(fā)生，嚴重時路面粒料被行車推擠帶走，路表面將出現開裂性坑槽。

　　這些病害如得不到及時治理，對社會車輛會形成一種潛在的危害，也極大地縮短道路服務的壽命。設計使用壽命15年的道路，可能使用幾年就將需要大修，這樣會給單位造成極大的不便和經濟損失。

　　4．裂縫及起砂產生的原因

　　4.1 裂縫產生的原因

　　4.1.1 基層施工質量的影響

　　基層能夠給水泥混凝土板提供均勻穩(wěn)定的支承且能防治凍脹，保證整體強度和良好的平整度，延長混凝土板的使用壽命。如果基層強度不均勻，平整度不好，會造成混凝土板底承載力不均勻以及板厚不一致，混凝土板塊受荷載作用后在強弱分界部位就會發(fā)生斷裂。

　　4.1.2 水泥品質的影響

　　水泥的品質不符合要求，安定性差，引起混凝土的裂縫，水泥熟料的鍛燒不充分會產生較多的游離氧化鈣，因它的水化過程很慢，導致水泥已凝結硬化后繼續(xù)水化而產生體積膨脹，體積變化不均勻，使路面出現龜裂、斷板，還有氧化鎂及石膏的后果，與氧化鈣類似。為防治水泥安定性不良引起的裂縫，應加強檢驗，選用低堿性水泥。

　　4.1.3 骨料質量的影響

　　骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，所以骨料質量的好壞將影響混凝土的性能。骨料級配良好時，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對減少。使用偏細砂時，會使混凝土收縮值增大，容易產生裂縫，骨料中針片狀石子含量過高，針片狀石子在混凝土中易出現架空現象，空隙率較大，受壓易折斷，從而堿性氧化物發(fā)生反應，生成堿一硅酸凝膠，這種凝膠體吸水后產生膨脹。導致混凝土的開裂和破壞，這種現象稱為堿-集料反應。因此選擇骨料時應選用連續(xù)級配、干凈、含活性氧化硅少的材料。

　　4.1.4 水泥混凝土配合比的影響

　�。�1）水灰比問題

　　混凝土中的拌和水分自由水和化合水兩部分�；�合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使混凝土內部形成空隙。如水灰比偏大，使混凝土密實度降低，強度也就降低，但水灰比偏小時，和易性差，影響施工操作，也難也振搗密實，使混凝土強度降低。因此要嚴格控制水灰比。

　�。�2）計量不準確

　　混凝土配合比是根據混凝土的強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定。根據規(guī)定計量誤差：水泥1％，粗骨料3％，水l％，外加劑2％。如果計量不準確會影響石材料的級配，沒有一個好的級配，混凝土的密度就難以保證。因此，混凝土施工的工程應采用拌和站并必須配置一定數量的自動計量設備，禁止用體積法計量。

　　4.1.5 外部環(huán)境的影響

　�。�1）溫度的影響

　　混凝土因溫度升降而產生的變形稱為溫度變形，它對大體積和大面積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的水化熱，而混凝土是熱的不良導體，散熱較慢。于是內部溫度升高，產生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，內脹外縮的結果必將產生溫度應力，嚴重時會使混凝土出現裂縫。因此可見溫度的影響是至關重要的，溫差應力是不可避免的，因此對大體積混凝土工程施工中應控制混凝土的溫度。

　�。�2）養(yǎng)護條件的影響

　　混凝土澆筑初期，一般要在表面灑水覆蓋，目的是防治表面裂縫。但試驗結果表明，延長初期潮濕養(yǎng)護時間僅能推遲干縮的開始，不能減少短期的干縮。但當混凝的抗拉強度大于干縮的應力時，就可以停止潮濕養(yǎng)護了，混凝土也不會開裂。

　　4.2 水泥地面起砂和起皮的原因

　　使用低標號水泥或過期結塊水泥，砂過細或含泥量大，砂漿無配合比，攪拌砂漿不計量，加不量過多，使用已超過3h以上的砂漿，壓實抹光的時機不當，在已完工后的地面上拌砂漿或轉運砂漿和混凝土，造成地面很多灰疙瘩，鏟除后脫皮。水泥砂漿地面剛完工，就在地坪上操作和堆放重物，很少澆水養(yǎng)護等都是導致地面起砂的重要原因。

　　5．道路裂縫及起砂的預防和治理

　　5.1 裂縫的防治

　　早期的塑裂由于產生在混凝土的塑性狀態(tài)，如果能在施工中安排專人對新澆筑的混凝土面板進行看護，及時觀察、及時進行抹面處理即可解決。

　　而縮裂，應該做為控制水泥混凝土路面的主要質量通病進行治理，主要應采取以下技術措施：

　　5.1.1 小施工現場溫度差、濕度差，抑制收縮。

　�。�1）合理地安排作業(yè)時間，盡量避免在中午氣溫高峰時間進行施工，盡可能地把施工時間安排在早上或傍晚。周圍環(huán)境的氣溫變化相對較小。

　�。�2）保證施工用水的溫度。必要時還要對碎石適當灑水降溫，以降低拌和物與周圍環(huán)境的溫度差。盡量避免在裂日下作業(yè)，無法避免時可設置遮陽棚。

　�。�3）因為大風對拌和物的水分蒸發(fā)量比高氣溫還要大，所以大風天氣應停止水泥混凝土路面的施工。如不可避免，則要采取必要的防風措施。

　�。�4）注意養(yǎng)護環(huán)節(jié)。應在混凝土筑完成，收漿后即開始進行養(yǎng)護，同時覆蓋并及時灑水保持濕潤狀態(tài)。

　　5.1.2 嚴格按照規(guī)范施工，確保正確的配合比。

　�。�1）對砂子中夾雜的泥團要篩出，包裹有粘土的碎石要清洗或剔除。

　�。�2）保證水泥的質量，特別是必須保證水泥的安定性。水泥中的游離氧化鈣在凝結過程中水化很慢，水泥凝結硬化后還在繼續(xù)起水化作用，當超過一定限量時，就會破壞已經硬化的水泥石或使抗拉強度下降。

　�。�3）控制好施工水灰比，嚴格按配合比投料。水泥混凝土的強度主要取決于其內部起膠結作用的水泥石的質量，水泥石的質量取決于水泥的特性和水灰比。水灰比對強度的影響是很大的。

　　5.1.3 及時進行切縫，引導裂縫在切縫位置開裂。

　�。�1）及時、盡早鋸切橫縮縫，縫深必須嚴格達到設計要求深度，在縮裂發(fā)生前及早形成弱斷面，使裂縫在薄弱環(huán)節(jié)展開。

　�。�2）路面有各種檢查井處，為了避免井框部位形成不規(guī)則早期收縮裂縫，要沿井框周圍規(guī)則地切開橫向縮縫。

　　5.2 起砂的防治

　　地面是人們活動的場地，因此地面要求具有耐磨性。水泥要選用高C25的普通硅酸鹽水泥，不得使用測試不合格的劣質水泥和儲存期超過三個月有結塊的水泥。砂應選擇含泥量小于3％的中砂。拌制砂漿要按配合比認真計量，攪拌均勻，隨拌隨用，拌好的砂漿要在3h內用完。在初凝前拍實抹平，終凝前抹光。尚未硬化的地面上，不準進行其它工程操作，更不準在上面拌砂漿。地面必須濕養(yǎng)護7d。

　　6．結束語

　　本文通過對本校施工的道路路面開裂、起砂病害的個別案例，對混凝土路面普遍存在的開裂、起砂現象進行了詳細的原因分析及防治機理剖析，從客觀上發(fā)現了問題結癥所在并從根本上解決問題，具有普遍適用性和推廣性。

　　依據標準及參考文獻：

　　[1]鄭剛《關于混凝土道路裂縫防治技術的幾點探討 [J]》安徽建筑工業(yè)學院學報（自然科學版）2006~6。

　　[2]張可文《施工技術[M]》北京：石油工業(yè)出版社，2004。

　　[3]國家標準《水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范[S]》GBJ97-87。

　　[4]國家標準《混凝土質量控制標準[s]》GB50164-92。