水泥混凝土路面内部裂缝原因

如题所述

水泥混凝土路面内部裂缝原因有:
1.路面厚度设计问题
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。笔者认为,实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载,车辆的实际轴载远大于设计轴载。由此得知,设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期开裂破坏情况较多的症结之一是公路在短期内(如1~2年)已达到设计年限内的累计当量轴次。
2.基层的影响
基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性。基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层,因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又小,因而极易松散,进而引起路面破坏。地基强度不均匀,路基填料混杂或压实不好,产生不均匀沉降,基层平整度差,导致混凝土面层厚度不匀,离散性大,在行车荷载及温度翘曲应力作用下,使路面应力集中。当应力超过极限强度时,就会在厚度薄弱处产生裂缝。
3.路面窨井yìnjǐng及管线的影响
(1)路面窨井四周的塘渣(风化石和土的混合物;宕渣是爆破后的碎石,粒径较大,是土石混合物。)填筑是实际施工中的薄弱环节。施工单位在推土机推塘渣时,往往将大块塘渣推至窨井边,同时此处压路机很少压到,造成应力薄弱区。实际施工中,路面裂缝很大部分发生在窨井处。
(2)路面下雨污管线渗漏会冲刷路基部分,特别是对流沙土的冲刷更为厉害。
4.混凝土质量的影响
(1)不同标号及品种的水泥混杂使用,硬化时间及收缩量不一样,同样会形成裂缝。
(2)集料质量的影响。
(3)搅拌质量的影响。搅拌时间过短,则拌合不均匀,造成面层强度相差过大,硬化时间及收缩量不同,从而导致裂缝产生;搅拌时间过长,则容易导致骨料破碎、离析,影响混凝土的强度。
(4)振捣质量的影响。振捣不足,易使混凝土中出现气孔、蜂窝,在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝;振捣过量,则粗骨料下沉,混凝土离析,影响其强度。
(5)养护的影响。混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。因此,一定要加强混凝土的早期养护,在表面手浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间,实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定,一般宜为14~21天。
5.横向缩缝质量的影响
设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节,如不加强控制,极易引发裂缝。
(1)切割时间。当混凝土达到设计强度的25%~30%时,应采用切缝机进行切割。切缝太早,粗骨料会从砂浆中跳脱;切缝太晚,如果产生的拉应力大于混凝土容许值,混凝土板就会开裂。气温高,混凝土强度增长快,切割时间要提早。温差大,切割时间也要提早。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切,宁早勿晚”。切缝机,宜采用机型小、转速快、振动小的,在混凝土浇筑几小时内即可切割。
(2)切割深度。切缝深度应控制为板厚的1/4~1/5.切得太深,板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅,混凝土截面的强度削弱得不够,面层上会产生不规则裂缝
(3)接缝料。接缝料是保证混凝土板正常使用的主要组成部分,如处理不好,则极易出现问题。
6.拉杆和传力杆的影响
胀缝传力杆的质量控制主要有两点:一是传力杆的一端应涂沥青,且加管套,以保证其伸缩距离;二是传力杆必须与路面平行,以保证其伸缩方向。前者处理不好,缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行,混凝土板伸缩时,传力杆对混凝土板产生压应力,引起混凝土板拉裂。
(1)横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋,且一半涂沥青,允许滑动。在实际应用中,施工单位为图方便,经常使用螺纹钢,且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同,凝结过程中产生的收缩不同步,传力杆不能伸缩,形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩,则在此薄弱环节处产生裂缝。
(2)纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种,两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢,长度达到设计要求,以保证其与混凝土间的粘接力,并且拉杆的直径与间距也应得到保证。如此,拉杆不能提供足够的拉力,混凝土面板收缩时,纵缝被拉开而形成裂缝。
7.温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形。若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时,即产生温度裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。
8.过早开放交通
开放交通过早,混凝土的强度尚低,不足以承受行车荷载,在荷载作用下,混凝土路面很容易产生裂缝。
综上所述,水泥混凝土路面裂缝成因,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此,要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病,延长水泥混凝土路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。
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第1个回答  推荐于2016-12-01
原因分析:
1. 面层施工工艺不当�
1.1 搅拌不足或过分,振捣不密实,形成的混凝土强度不足或不均匀,易导致早期开裂断板。振捣时间不宜过长,否则会造成分层,粗颗粒沉人底层,细颗粒及水留在上层,强度不均匀,表面收缩裂缝增加。�
1.2 混凝土拌和时,如果水泥和集料温度过高,再加上水泥的水化热,会使混凝土拌和物的温度很高,在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,导致开裂。�
1.3 混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断,再浇筑时未按施工缝处理,新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致会形成一条不规则的接缝。�
1.4 养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高,湿度小,风速大的不利条件下,就会使混凝土表面水分蒸发太快,从而形成干缩裂缝。�
1.5 切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。�
1.6 施工车辆过早通行。某些施工作业面,由于受到地理条件的限制或因混凝土养护作业需要在混凝土强度不足条件下过早地通车,产生荷载应力,这是产生裂缝的又一个原因。�
1.7 采用真空吸水工艺时,如果因两吸垫之间未重叠而导致漏吸,则漏吸处水灰比较两侧大,混凝土强度较低,收缩也大,会形成薄弱环节而开裂。如果真空吸水参数控制不好,两吸垫交间处也会因两边的拉力过大而开裂。 �
1.8 传力杆安装不当,上下翘曲,则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会被破坏,形成裂缝损坏。�
1.9 在日温差较大的季节和地区,混凝土表面修整过程中,要避免阳光直射,整修后要及时覆盖养生,防止混凝土白天过多的升温,造成夜间降温时收缩过大。�
2. 基层施工原因�
2.1 基层标高失控,造成路面厚度不一致,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂。�
2.2 基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱路面开裂。�
2.3 用松散材料处理基层标高失控或不平整时,上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收,使下部混凝土变得疏松,强度下降。�
2.4 基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,强度降低,导致开裂。�
2.5 路基发生不均匀沉降,导致混凝土路面开裂,一般路基不均匀沉降主要发生在:�
(1)填挖相交断面处,半填半挖结合处,新老路基交接处,土基密度不同部位;�
(2)软弱地基、湿陷性黄土等特殊路段;�
(3)桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位;�
(4)路基不同填料的界面或层面。�
(5)压实度不足。压实不均匀路段,在路面长期使用过程中,由于水温条件的变化和行车荷载作用,路基产生不均匀沉降,致使沉降量不同的结合面产生错台,面板由于荷载作用导致断裂。�
3、材料原因�
3.1 原材料不合格�
(1)水泥安全性差,强度不足。水泥中的游离氧化钙(f-Ca0)在凝结过程中水化很慢,水泥凝结硬化后还在继续起水化作用,当f-Ca0超过一定限量时,就会破坏已经硬化的水泥石或使抗拉强度下降。水泥强度不足也会影响混凝土的初期强度,使开裂断板的机率大大增加。水泥的水化热高、收缩大,也易导致开裂。�
(2)集料(砂、碎石等)含泥量及有机质含量超标。水泥混凝土中水泥石与集料的界面粘结不良,往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质含量超过规范要求,必然会造成界面缺陷,容易开裂。另外,有资料表明,在同样的水灰比条件下,石灰岩、石英岩等亲水性集料与水泥石界面粘结力大,花岗岩等亲水性差的集料则反之。�
3.2 混凝土配合比不当�
(1)单位用水量偏大。混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分,过多的水泥用量,必然会导致较大的收缩。�
(2)水灰比偏大。水泥完全水化所需的结合水最低水灰比约0.26~0.29,施工中采用较高的水灰比是为了满足和易性需要。但偏大的水灰比,增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度,影响了混凝土强度。�
(3)施工中计量不准,尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量,会影响混凝土的配合比的准确性,从而影响其初期强度。�
(4)一般情况下,混凝土配合比按“饱和面干”状态设计,如使用长期在日光爆晒下的过干集料,会大量吸收拌和用水而影响水灰比的准确性,影响混凝土强度。�
4. 边界原因�
4.1 在双幅路面施工中,已浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通,气温下降一定幅度时,断裂的缩缝两边混凝土板收缩,这样后浇筑还未切割的混凝土板受到较大的拉应力,而这时其混凝土强度还较低,当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时,就会在先浇筑板缩缝对应位置发生不规则裂缝。�
4.2 有中央分隔带路缘石等的高速公路和街道施工中,路缘石常设有混凝土平基背座,由于路缘带先于路面施工,当温度下降时路缘带本身会收缩,路缘带下半部具有粗糙面会带初期强度很低的混凝土面板在路缘带裂缝处产生边界裂缝。�
4.3 同样原因,如果基层稳定层已经发生裂缝,裂缝两边基层在气温下降时收缩,由于摩撺力作用,同样也会带动上面初期混凝土面板开裂。�
5. 初期微裂缝的扩展�
初期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝,使用一段时间后,受行车荷载及温度应力的双重作用,部分裂缝将逐渐增长、变深,以至造成面板断裂。�
6. 排水不良�
6.1 路基及基层排水不良,长期受水浸泡,引起路基失稳或强度不足,使路面产生不规则断裂。�
6.2 裂隙水或边沟水等掺入路基、基层和底基层,冬季冻胀时使路面产生纵向开裂。�
7. 桥(涵)面铺装损坏�
钢筋混凝土明盖板桥涵上的水泥混凝土路面铺装层,由于厚度不足或与盖板、涵台结合处理不当,在行车作用和盖板胀缩下,产生层问搓动和面板断裂。�
某些产生初期断板的原因也会在使用期继续强化,导致路面开裂、断板或使病害程度更趋恶化。�
8. 超重车的影响本回答被提问者和网友采纳
第2个回答  2015-05-04
原因分析:
1. 面层施工工艺不当?
1.1 搅拌不足或过分,振捣不密实,形成的混凝土强度不足或不均匀,易导致早期开裂断板。振捣时间不宜过长,否则会造成分层,粗颗粒沉人底层,细颗粒及水留在上层,强度不均匀,表面收缩裂缝增加。
1.2 混凝土拌和时,如果水泥和集料温度过高,再加上水泥的水化热,会使混凝土拌和物的温度很高,在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,导致开裂。
1.3 混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断,再浇筑时未按施工缝处理,新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致会形成一条不规则的接缝。
1.4 养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高,湿度小,风速大的不利条件下,就会使混凝土表面水分蒸发太快,从而形成干缩裂缝。
1.5 切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。
1.6 施工车辆过早通行。某些施工作业面,由于受到地理条件的限制或因混凝土养护作业需要在混凝土强度不足条件下过早地通车,产生荷载应力,这是产生裂缝的又一个原因。
1.7 采用真空吸水工艺时,如果因两吸垫之间未重叠而导致漏吸,则漏吸处水灰比较两侧大,混凝土强度较低,收缩也大,会形成薄弱环节而开裂。如果真空吸水参数控制不好,两吸垫交间处也会因两边的拉力过大而开裂。
1.8 传力杆安装不当,上下翘曲,则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会被破坏,形成裂缝损坏。 1.9 在日温差较大的季节和地区,混凝土表面修整过程中,要避免阳光直射,整修后要及时覆盖养生,防止混凝土白天过多的升温,造成夜间降温时收缩过大。
2. 基层施工原因
2.1 基层标高失控,造成路面厚度不一致,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂。
2.2 基层不平整会大大地增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱路面开裂。
2.3 用松散材料处理基层标高失控或不平整时,上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收,使下部混凝土变得疏松,强度下降。
2.4 基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,强度降低,导致开裂。
2.5 路基发生不均匀沉降,导致混凝土路面开裂,一般路基不均匀沉降主要发生在:
(1)填挖相交断面处,半填半挖结合处,新老路基交接处,土基密度不同部位;
(2)软弱地基、湿陷性黄土等特殊路段;
(3)桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位;
(4)路基不同填料的界面或层面。
(5)压实度不足。压实不均匀路段,在路面长期使用过程中,由于水温条件的变化和行车荷载作用,路基产生不均匀沉降,致使沉降量不同的结合面产生错台,面板由于荷载作用导致断裂。
3、材料原因
3.1 原材料不合格

(1)水泥安全性差,强度不足。水泥中的游离氧化钙(f-Ca0)在凝结过程中水化很慢,水泥凝结硬化后还在继续起水化作用,当f-Ca0超过一定限量
时,就会破坏已经硬化的水泥石或使抗拉强度下降。水泥强度不足也会影响混凝土的初期强度,使开裂断板的机率大大增加。水泥的水化热高、收缩大,也易导致开
裂。

(2)集料(砂、碎石等)含泥量及有机质含量超标。水泥混凝土中水泥石与集料的界面粘结不良,往往是产生初期开裂的薄弱部位。集料的含泥量和有机质含量超
过规范要求,必然会造成界面缺陷,容易开裂。另外,有资料表明,在同样的水灰比条件下,石灰岩、石英岩等亲水性集料与水泥石界面粘结力大,花岗岩等亲水性
差的集料则反之。
3.2 混凝土配合比不当
(1)单位用水量偏大。混凝土中引起收缩的主要是水泥石部分,过多的水泥用量,必然会导致较大的收缩。
(2)水灰比偏大。水泥完全水化所需的结合水最低水灰比约0.26~0.29,施工中采用较高的水灰比是为了满足和易性需要。但偏大的水灰比,增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度,影响了混凝土强度。
(3)施工中计量不准,尤其是未根据集料中的含水量及时调整用水量,会影响混凝土的配合比的准确性,从而影响其初期强度。
(4)一般情况下,混凝土配合比按“饱和面干”状态设计,如使用长期在日光爆晒下的过干集料,会大量吸收拌和用水而影响水灰比的准确性,影响混凝土强度。
4. 边界原因

4.1
在双幅路面施工中,已浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通,气温下降一定幅度时,断裂的缩缝两边混凝土板收缩,这样后浇筑还未切割的混凝土板受到
较大的拉应力,而这时其混凝土强度还较低,当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时,就会在先浇筑板缩缝对应位置发生不规则裂缝。
4.2 有中央分隔带路缘石等的高速公路和街道施工中,路缘石常设有混凝土平基背座,由于路缘带先于路面施工,当温度下降时路缘带本身会收缩,路缘带下半部具有粗糙面会带初期强度很低的混凝土面板在路缘带裂缝处产生边界裂缝。
4.3 同样原因,如果基层稳定层已经发生裂缝,裂缝两边基层在气温下降时收缩,由于摩撺力作用,同样也会带动上面初期混凝土面板开裂。
5. 初期微裂缝的扩展
初期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝,使用一段时间后,受行车荷载及温度应力的双重作用,部分裂缝将逐渐增长、变深,以至造成面板断裂。
6. 排水不良
6.1 路基及基层排水不良,长期受水浸泡,引起路基失稳或强度不足,使路面产生不规则断裂。
6.2 裂隙水或边沟水等掺入路基、基层和底基层,冬季冻胀时使路面产生纵向开裂。
7. 桥(涵)面铺装损坏
钢筋混凝土明盖板桥涵上的水泥混凝土路面铺装层,由于厚度不足或与盖板、涵台结合处理不当,在行车作用和盖板胀缩下,产生层问搓动和面板断裂。
某些产生初期断板的原因也会在使用期继续强化,导致路面开裂、断板或使病害程度更趋恶化。
8. 超重车的影响
第3个回答  2010-07-13
裂缝正常,原因多样,材料本身,配比,施工,养护等不当都有可能。所以说世界上只有两种混凝土,一种是已经开裂的,另外一种是正在准备开裂的!免费提供混凝土防水渗漏水专业技术咨询!
第4个回答  2010-07-16
1 在硬化初期没有进行养固或很少养固(洒水);
2 没有进行切割,导致热涨冷缩;
3 水泥侵水分大,就是说水泥加水量大,是水泥质量的一个评定因素。
4、混凝土配比问题。