高速公路水泥混凝土路面防裂断措施

李金轩

摘 要：目前我国的很多高速公路项目在建设过程中都选择水泥混凝土作为路面的主要材料。然而由于高速公路施工的工期较长，涉及到的影响因素也比较多，从而使得裂断成为了水泥混凝土路面在投入使用后出现较多的问题，对于公路质量造成了不良影响。要避免路面发生裂断，提高高速公路的整体质量，就要找到裂断发生的原因，并采取相应措施进行防范。本文从产生裂断的原理入手，从多角度介绍了防裂断的措施，希望能够为高速公路的路面裂断防治提供一点有益的借鉴。

关键词：高速公路；水泥混凝土路面；裂断

相比于沥青混凝土路面，水泥混凝土路面在强度和稳定性方面有着显著的优势，加之施工成本低、技术难度小，因此受到了广大施工建设单位的青睐，在高速公路施工中得到了广泛应用。然而水泥混凝土公路在使用一段时间后，由于车流量的加大，往往会出现裂断，从而影响到高速公路的质量，给正常通行带来不便。因此，对于裂断要及时发现，及时处理，从而提高公路的安全性。

1 高速公路水泥混凝土路面裂断的原理

水泥混凝土本身具有一定的收缩性，当外部条件发生变化的时候，就会引起收缩，从而产生内部拉应力，水泥混凝土收缩越严重，拉应力也就越大，一旦拉应力高于混凝土的抗拉强度，就会对水泥混凝土的结构造成冲击，从而引发断裂。

从上面对水泥混凝土路面裂断原理的分析中，我们可以看出，要防止路面出现断裂，确保路面质量，首先就要控制好水泥混凝土的收缩。引起收缩的原因主要有二，一是水泥混凝土遇冷收缩，二是水泥混凝土干燥收缩。水泥混凝土基层和面层之间存在着未知的摩擦阻力，一般来讲，它包括滑动摩擦力和静摩擦力两部分，其中滑动摩擦力最为关键。所以，要防止高速公路水泥混凝土路面发生断裂，最重要的工作就是要降低滑动摩擦力所带来的影响。

2 混凝土路面防裂断的技术措施

根据对高速公路水泥混凝土路面断裂原理的研究，要解决路面断裂问题，首先就要对混凝土内部的拉应力进行控制，避免拉应力超过抗拉强度的情况发生。因此，如何采取有效手段降低拉应力，是防裂断措施的重点所在。一般来讲，要对水泥混凝土的拉应力进行控制，常用的手段有两种，一是对水泥混凝土的配置进行改动，从而使水泥混凝土收缩量下降；二是调整施工手段，对于路面的限制作出一定的放宽。这两种方法无论哪一种，都可以在实际施工的过程中起到降低拉应力的作用，从而降低裂缝率，甚至完全实现对裂缝的预防，提高路面的质量，为延长公路使用寿命提供保障。

2.1 膨胀补偿收缩手段

在防断裂措施中，膨胀补偿收缩是一种不可或缺的重要技术手段。尽管水泥混凝土路面施工中通常用不到这项技术，但从原理来看，膨胀补偿收缩技术的原理与其他同类技术大体相似。目前水泥混凝土路面较为常用的防裂措施是通过外加剂的使用来起到调节收缩量的目的，其思路与膨胀补偿收缩可以说是异曲同工的。市面上的外加剂种类繁多，性能优良，在施工过程中被广泛应用于断裂的预防中。

2.2 层间减磨的办法

前面我们说到，要控制水泥混凝土的拉应力，可以采取调整施工手段的方式，层间减磨就是最常用的调整方式。现阶段的层间减磨方法很多，包括刷油、铺砂、铺油毡等。

对于水泥混凝土路面的防裂断工作而言，铺砂和铺油毡这两种方式都存在着一定的问题。铺砂的施工成本较高，而且在技术操作上也比较困难，人力物力的消耗都比较大；此外，铺砂还容易导致漏浆的情况发生，甚至细砂与混凝土融為一体，从而对水泥混凝土路面的稳定性造成极为不利的影响。铺油毡在施工实践中也逐渐被放弃了，原因在于油毡比较厚，铺设到面层中很容易和基层结合到一起，导致路面受力不均，同样会影响到路面的稳定性；而且铺油毡和铺砂一样，需要耗费较多的成本，不但不利于公路项目经济效益的实现，也不利于工程以后的使用。

在对各种防裂断的技术手段进行了对比以后，塑料薄膜隔离法是最适合现阶段水泥混凝土路面防裂断施工的技术。该方法不但技术难度低，减磨效果好，而且造价低，不会给工程成本带来负担。

3 确定路面裂缝的开锯时间

通常情况下，内部拉应力是抗拉强度的最大威胁，如果拉应力比水泥混凝土的抗拉强度高，必然导致路面板发生裂断，从而导致裂缝的产生。如果对于裂缝没有及时处理，裂缝就会不断扩大，最终影响到公路的正常使用，从而对交通通行造成阻碍。因此，对路面裂缝进行开锯一定要选好时机，确保拉应力能够最大限度释放，防止随着时间过长，混凝土的土板出现断裂现象，使路面产生裂缝。而要选择最合适的开锯时间，首先要掌握水泥混凝土的抗拉强度，通过与拉应力作对比，从而确定在拉应力达到何种程度的时候，水泥混凝土路面板会发生断裂，这样就可以确定开锯的时间，确保断裂问题能够得到及时有效的处理。

3.1 混凝土土板凝固的温度特点

受到水化热、汽化热效应的影响，浇筑时间的长短与混凝土路面板的温度有着密切的关系，以标准水泥为例，从开始浇筑到浇筑六小时以后，这个期间混凝土的温度一直在不断上升；而从浇筑六小时到浇筑二十小时这段时间里，混凝土的温度在不断下降。根据这个情况，我们可以看出，混凝土的温度随浇筑时间变化具有很强的规律性，如果不考虑胀缩应力和其他干扰因素，那么混凝土路面板最容易断裂的时间段，就是浇筑开始六小时到浇筑二十小时这段时间。

3.2 混凝土土板在凝固阶段的强度变化特点

前面我们对混凝土浇筑过程中的混凝土路面板温度变化进行了分析，混凝土在浇筑开始十小时到十二小时之间十分脆弱，无论强度还是抗断裂度的增长速度都很慢。将混凝土抗拉弹性模量的增长规律，与一天之内混凝土抗拉弹性模量进行对比，就可以对混凝土的抗拉强度得到一个更加合理的结论。上午的时候，浇筑混凝土过程中出现断裂的几率较高，而到了下午，由于水泥混凝土正在降温之中，模量值相对来说比较低，从而温度应力也很容易控制。

4 详细的实施办法

（1）以当地的天气条件为依据，进行施工地点温度的预先估计。（2）估测混凝土凝固的时间，以及混凝土土板的温度，并大概算出它们和空气温度之间的差值，通常来讲，混凝土会在十二小时之内完成凝固。（3）用开始浇筑时的温度与十二小时的预测温度，可以得出第十个小时混凝土土板的温度，将其作为锯缝时的控制温度，进而得出最为适宜的开锯时间。如果混凝土土板的浇筑时间在上午，则需在当天开锯；如果混凝土土板的浇筑时间在下午，那么在次日早上开锯即可。从上面我们对开锯时间的分析来看，这显然是最合适的时间。以上办法在混凝土强度高于温度应力的时候可以使用，并推断出开锯时间在浇筑以后的第十个小时，适用于早期水泥强度增长较快阶段。然而在有些时候，水泥混凝土的强度要低于温度应力，这个时候开锯，很容易导致封槽边缘部分被锯坏，这一点也要格外引起注意。

5 结论

高速公路施工的时间较长，涉及的影响因素较多，因此导致路面发生裂断的原因也不一而足。有关部门在进行高速公路水泥混凝土路面防断裂工作的时候，一定要根据路面的实际情况采取相应的有效措施，以避免裂缝不断扩大，保证路面质量。

参考文献

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