毕业论文---水泥砼路面裂缝现象的产生原因及防治措施

开题报告题目：水泥砼路面裂缝现象的产生原因及防治措施指导教师签名：审核日期：年月日目录一、水泥混凝土路面裂缝现象的分类 (1)(一)按裂缝在厚度方向发生的程度 (1)(二)按裂缝发生的方向 (1)(三)按裂缝发生的时期 (2)(四)按路面破损类型 (2)(五)按裂缝损坏程度 (2)(六)《水泥混凝土路面养护》中分类 (2)二、水泥混凝土路面裂缝现象的产生原因 (2)(一)温度梯度 (3)(二)湿润程度梯度 (3)(三)局部物超载和化学剥蚀 (3)三、水泥混凝土路面裂缝现象的预防措施 (3)（一）施工工艺控制 (3)（二）原材料优选 (4)四、工程实例 (5)五、结束语 (7)参考文献 (8)致谢语 (9)水泥砼路面裂缝现象的产生原因及防治措施摘要：在路面工程建设中，水泥混凝土路面对水泥和水的需要量大；有接缝，易引起行车跳动；开放交通较迟以及修复困难等。

因此，在水泥混凝土路面设计、施工及防治方面就必须要求其质量的控制，这也是作为公路建设中的重要原因。

本文简要的分析了路面裂缝现象产生的原因和制定防治措施。

关键词：路面，裂缝，原因，防治近年来，随着国家对公路建设投资力度的加大，我国的高速公路建设十分迅速，但是，随着一条条高速公路的建成并投入运营，水泥混凝土路面病害也引起业内人士的普遍关注。

目前我国水泥混凝土路面病害有：裂缝、微裂缝、沉降、错台、破裂、拱起、露冒、麻面、剥落、磨光、接缝损坏、空洞和坑槽等。

这些病害基本也是公路工程质量的通病。

对新建公路正常使用形成了严重的威胁。

本文对以上几种常见病害中的裂缝成因、危害及防治措施进行分析。

一、水泥混凝土路面裂缝现象的分类混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。

贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，从而有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和运行安全性。

混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力作用下，表现裂缝可发展成具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝。

（一）表面裂缝和贯穿裂缝按裂缝在厚度方向发生的程度分，表面裂缝主要有砼混合料的早期过快失水干缩引起的厚度方向未完全断裂的裂缝。

贯穿裂缝是指由表面裂缝发展而产生的已完全折北京断成两块以上的裂缝（断板）。

表面裂缝贯穿裂缝（二）横向裂缝和斜向裂缝按裂缝发生的方向分。

横向裂缝是指垂直于行车道方向的有规则的裂缝。

纵向裂缝是指顺路方向出现的裂缝。

斜向裂缝是指不平行于顺路方向及不垂直于行车方向的裂缝。

交叉裂缝是指两条或两条以上相互交错的裂缝。

横向裂缝斜向裂缝（三）早期裂缝和使用期裂缝按照裂缝发生的时期可分为早期裂缝和使用期裂缝。

早期裂缝（施工裂缝）是指砼路面板浇筑完成后，未完成硬化就开放交通，导致出现的断板。

使用期裂缝（后期裂缝）是指开放交通后出现的裂缝。

（四）裂缝损坏程度角隅断裂，纵向、横向和斜向裂缝及破碎板或交叉裂缝均分为轻微、中等、严重三个等级。

除以上分类外，在《水泥混凝土路面养护规范》中，水泥混凝土路面裂缝可分为以下几类：1.平行或近于平行路中心线的纵向裂缝。

2.垂直或斜向路中心线的横向或斜向裂缝。

3.从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。

4.两条以上裂缝交叉，使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂版。

二、水泥混凝土路面裂缝现象的产生原因凡是- 4 -0.1~1.0mm宽的裂缝最初是由温度梯度（包括冻融循环效用一）、湿润程度梯度、局部物超载和化学剥蚀效用（如：钢筋锈蚀、碱骨料反映）而引起的。

早期裂缝常常是由于混凝土冷却或干燥产生的紧缩变形所致。

刚硬化的混凝土袒露在外界温度和湿度程度下会产生热变形和紧缩变形，其中任何一种变形都取决于环境的温度和湿润程度、混凝土构件的尺寸和几何外形、混凝土构件受约束的程度、混凝土体内的温度、各种混凝土原材料的性能和共同比设计。

宏观上，硬化混凝土在约束条件下，紧缩变形会产生弹性拉应力，拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积，当诱导拉应力跨越混凝土的抗拉强度时，混凝土材料就会开裂。

但究竟上，由于混凝土时一种兼具粘性和延展性（徐变）的复杂相组成的非均质材料，一些应力被徐变松弛所释放，混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。

紧缩变形产生的拉应力与徐变松弛释放的应力之间的相互效用是硬化混凝土早期开裂的中心问题。

约束紧缩变形可通过提高混凝土抗拉强度、减少紧缩变形、降低弹性模量和提高徐变变形等几个参数来减小。

微观上，由于混凝土时由不同相混淆后复杂的物化反映形成的非均质的材料。

不同项之间存在着不同的应变能和不同的能量密度梯度。

水化反映开始的一段时间，由于水化反映放出大量的热量，使水化产物的温度急剧上升，体积膨胀，相对于与骨料而言，膨胀使得骨料和水化产物的界面出现错位（或称变形）或缺陷，而这些亚稳定状态凝胶体错位可能因水化反映的继续喝水化产物的增加得以填充而愈合。

之后，由于能量密度梯度和能量的传递效用，水化产物的温度开始下降，凝胶体体积紧缩，而、骨料相对于凝胶体而言，相当于刚性约束，微细裂缝可能会产生。

另外，动工振捣时，在骨料周围形成泌水，泌水使骨料四周的胶体的水胶比（W/C+F）相对于较大，这也就进一步证实了混凝土破坏是从界面过度区开始的。

三、水泥混凝土路面裂缝现象的预防措施（一）施工工艺控制⑴路基质量控制路基压实要达到规定的压实度值和弯沉值，特别是台背部位要加强；完善排水设施；路基填筑时，不同土质分层填筑，避免不均匀沉降；对于填筑交界进行特殊处理；对于路基不稳定地段，尽量不采用砼路面，否则需进行处理。

⑵基层质量控制严格控制顶面标高，保持厚度一致；严格控制顶面平整度，采取加铺塑料薄膜方法减少面板与基层摩阻力；对标高不足的基层应返工重做，且禁止采用松散材料填补标高；加强养护工作，保证表面湿润状态；采用厂拌法，保证拌合均匀和配合料准确；尽可能采用水泥稳定基层，严格控制细料，增加水稳性，防止唧泥。

⑶面层质量控制控制搅拌时间，控制集料搅拌温度和含水量，保证水灰比；开工前检查机械设备，确保施工连续性，做好施工缝；砼振捣要均匀密实，避免漏振、过振；重视面板养生，不要采用加覆盖物仅洒水的养生方法；及时切缝，采用多台切缝机同时作业，切缝不宜太深或太浅（小于1/4或大于1/3板厚）；采用真空吸水工艺，主意重叠尺寸，避免漏吸；正确安装传力杆，防止上下翘动，可采用双模板控制；在昼夜温差大的地区，避免阳光直射，并及时覆盖养生，保持温度变化不知太大。

（二）原材料优选1.石灰在选择石灰时，在条件许可的环境下，应优先选用紧缩小的或具有膨胀性的石灰。

因为这种石灰在水化膨胀期（1d~5d）可产生绝对是的预压应力，而在水化后期预压应力部分相互消除温度徐变应力，减小混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

为此，石灰熟料中的碱含量低且适宜，熟料中MgO含量控制在3.0%~5.0%石膏与C3A 的比率适当大一些，C3A，C3S和C2S含量应分别控制在5.0%以内、50.0%摆布和20.0% 摆布，这种熟料比例的石灰具有持久稳定的膨胀抗裂性能。

为了更定量化的评价不异洋灰标准下性能大不不异的洋灰，建议工程采用《应力实验环》和《开裂实验架（TSM 装配）》评价和选择洋灰或石灰/粉煤灰混淆胶凝材料。

2.骨料骨料在混凝土中所占比例较大，通常是混凝土绝对体积的60%~85%，是以，骨料的类型和性能对混凝土抗裂有着很大影响。

在选择骨料时，应选择线膨胀系数孝岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配杰出的骨料。

过去，砂多采用天然的河砂或山砂，其中不凡含粘土颗粒或团块，在骨料规范中限制0.15mm筛下的细颗粒（称石粉）的比例，尤其0.075mm筛下的颗粒量是不容置疑的。

但如今水电工程多采用人工破碎骨科，骨科中几乎不含粘土颗粒或团块。

是以，砂子中含适量的石粉等比例不仅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密实性、经久性和抗裂性。

有研究表明砂子中石粉比例一般在15%~18%之间为宜。

二滩拱坝混凝土所用的正长岩人工破碎中石粉比例计数值为14%！17%是以，二滩混凝土最大骨料粒径152mm的混凝土基本上无一裂缝。

当然，这只是其中提高抗裂的一个因素罢了。

3.粉煤灰本人认为，粉煤灰只要细度与洋灰颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量小，都可以掺用在混凝土中使用。

混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、经久性、减少紧缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，按捺碱集料反映，减少新拌混凝土的泌水等。

这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。

四、工程实例柏峪台路位于北京市门头沟区斋堂镇，现况柏峪台路属《北京市门头沟区公路发展计划（2000~2020）》中的农村公路，是门头沟区“十一五”农村公路规划项目。

现况柏峪台路为水泥混凝土路面，路基宽5.5米，路面宽4.5米。

该路为斋堂镇爨底下～柏峪景区内一条重要的旅游道路，现况路面存在主要病害为裂缝。

该路段解决方案为HX-1水泥路面修补料修复。

HX-1水泥路面修补料专门针对水泥混凝土路面的麻面、空鼓、起皮、脱壳、裂缝、露筋等病害进行及时修补，直接涂抹在病害部位即可，有超强的抗压和粘结强度，可实现超薄修补，在高速和高压的行车状态下不会出现破碎和脱落现象。

具体方法如下：1)清理：先将起鼓、脱皮、裂缝等部位松动部分剔掉，对低于3mm的部位、过于平整的部位和有油垢的部位要进行拉毛处理。

2)清扫：将底面的浮土等杂物清扫干净，用高压水冲刷干净，冲刷时应将泥浆冲出作业面并防止回流。

3)水润：用水洗刷干净后，应将水保留在作业面一段时间，将作业面充分润透，直到不再渗水为止。

值得注意的是材料的调配问题。

将材料与水混合物搅拌，加水量在17%时效果最佳，但根据修补部位不同，对流动性有不同要求时可调整加水量，搅拌时须充分搅拌均匀，观察无干粉球和气泡。

施工方面：待修补面充分润透，表面湿润但无明水时，将搅拌好的修补料倒在作业面上，用抹子摊平即可，修补裂缝时，如果裂缝宽度低于3mm不太适用本材料，需要将裂缝进行扩缝处理。

养生及交通管制修补完之后，须进行洒水养生，如果水分蒸发过快天气，要进行覆盖养生，不论哪种养生方式须保持湿润状态下2个小时以上，温度在20度以上时，2-3个小时即可开放交通，温度低时，应适当延长开放时间，没有完全固化前需完全封闭交通。

五、结束语裂缝病害在不同地区也有各自的特点，在拟定处理方法前，宜进行详细实地考察，考虑多种因素的影响，找到最佳切入点，使施工机械、人员发挥其最佳效能。

防治裂缝的根本途径是选择优质水泥混凝土材料和掌控好温度应力与荷载应力的关系。

在设计阶段应从路基、垫层、基层和面板多方面细致设计，从源头上杜绝裂缝的发生。

裂缝是水泥砼道路的主要病害之一,要针对不同的地区或条件,根据裂缝产生的原因,选择适当的防治措施。