李金軒

摘 要：目前我國(guó)的很多高速公路項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中都選擇水泥混凝土作為路面的主要材料。然而由于高速公路施工的工期較長(zhǎng)，涉及到的影響因素也比較多，從而使得裂斷成為了水泥混凝土路面在投入使用后出現(xiàn)較多的問(wèn)題，對(duì)于公路質(zhì)量造成了不良影響。要避免路面發(fā)生裂斷，提高高速公路的整體質(zhì)量，就要找到裂斷發(fā)生的原因，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行防范。本文從產(chǎn)生裂斷的原理入手，從多角度介紹了防裂斷的措施，希望能夠?yàn)楦咚俟返穆访媪褦喾乐翁峁┮稽c(diǎn)有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路；水泥混凝土路面；裂斷

相比于瀝青混凝土路面，水泥混凝土路面在強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，加之施工成本低、技術(shù)難度小，因此受到了廣大施工建設(shè)單位的青睞，在高速公路施工中得到了廣泛應(yīng)用。然而水泥混凝土公路在使用一段時(shí)間后，由于車流量的加大，往往會(huì)出現(xiàn)裂斷，從而影響到高速公路的質(zhì)量，給正常通行帶來(lái)不便。因此，對(duì)于裂斷要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，從而提高公路的安全性。

1 高速公路水泥混凝土路面裂斷的原理

水泥混凝土本身具有一定的收縮性，當(dāng)外部條件發(fā)生變化的時(shí)候，就會(huì)引起收縮，從而產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力，水泥混凝土收縮越嚴(yán)重，拉應(yīng)力也就越大，一旦拉應(yīng)力高于混凝土的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)對(duì)水泥混凝土的結(jié)構(gòu)造成沖擊，從而引發(fā)斷裂。

從上面對(duì)水泥混凝土路面裂斷原理的分析中，我們可以看出，要防止路面出現(xiàn)斷裂，確保路面質(zhì)量，首先就要控制好水泥混凝土的收縮。引起收縮的原因主要有二，一是水泥混凝土遇冷收縮，二是水泥混凝土干燥收縮。水泥混凝土基層和面層之間存在著未知的摩擦阻力，一般來(lái)講，它包括滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩部分，其中滑動(dòng)摩擦力最為關(guān)鍵。所以，要防止高速公路水泥混凝土路面發(fā)生斷裂，最重要的工作就是要降低滑動(dòng)摩擦力所帶來(lái)的影響。

2 混凝土路面防裂斷的技術(shù)措施

根據(jù)對(duì)高速公路水泥混凝土路面斷裂原理的研究，要解決路面斷裂問(wèn)題，首先就要對(duì)混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力進(jìn)行控制，避免拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度的情況發(fā)生。因此，如何采取有效手段降低拉應(yīng)力，是防裂斷措施的重點(diǎn)所在。一般來(lái)講，要對(duì)水泥混凝土的拉應(yīng)力進(jìn)行控制，常用的手段有兩種，一是對(duì)水泥混凝土的配置進(jìn)行改動(dòng)，從而使水泥混凝土收縮量下降；二是調(diào)整施工手段，對(duì)于路面的限制作出一定的放寬。這兩種方法無(wú)論哪一種，都可以在實(shí)際施工的過(guò)程中起到降低拉應(yīng)力的作用，從而降低裂縫率，甚至完全實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的預(yù)防，提高路面的質(zhì)量，為延長(zhǎng)公路使用壽命提供保障。

2.1 膨脹補(bǔ)償收縮手段

在防斷裂措施中，膨脹補(bǔ)償收縮是一種不可或缺的重要技術(shù)手段。盡管水泥混凝土路面施工中通常用不到這項(xiàng)技術(shù)，但從原理來(lái)看，膨脹補(bǔ)償收縮技術(shù)的原理與其他同類技術(shù)大體相似。目前水泥混凝土路面較為常用的防裂措施是通過(guò)外加劑的使用來(lái)起到調(diào)節(jié)收縮量的目的，其思路與膨脹補(bǔ)償收縮可以說(shuō)是異曲同工的。市面上的外加劑種類繁多，性能優(yōu)良，在施工過(guò)程中被廣泛應(yīng)用于斷裂的預(yù)防中。

2.2 層間減磨的辦法

前面我們說(shuō)到，要控制水泥混凝土的拉應(yīng)力，可以采取調(diào)整施工手段的方式，層間減磨就是最常用的調(diào)整方式。現(xiàn)階段的層間減磨方法很多，包括刷油、鋪砂、鋪油氈等。

對(duì)于水泥混凝土路面的防裂斷工作而言，鋪砂和鋪油氈這兩種方式都存在著一定的問(wèn)題。鋪砂的施工成本較高，而且在技術(shù)操作上也比較困難，人力物力的消耗都比較大；此外，鋪砂還容易導(dǎo)致漏漿的情況發(fā)生，甚至細(xì)砂與混凝土融為一體，從而對(duì)水泥混凝土路面的穩(wěn)定性造成極為不利的影響。鋪油氈在施工實(shí)踐中也逐漸被放棄了，原因在于油氈比較厚，鋪設(shè)到面層中很容易和基層結(jié)合到一起，導(dǎo)致路面受力不均，同樣會(huì)影響到路面的穩(wěn)定性；而且鋪油氈和鋪砂一樣，需要耗費(fèi)較多的成本，不但不利于公路項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)，也不利于工程以后的使用。

在對(duì)各種防裂斷的技術(shù)手段進(jìn)行了對(duì)比以后，塑料薄膜隔離法是最適合現(xiàn)階段水泥混凝土路面防裂斷施工的技術(shù)。該方法不但技術(shù)難度低，減磨效果好，而且造價(jià)低，不會(huì)給工程成本帶來(lái)負(fù)擔(dān)。

3 確定路面裂縫的開(kāi)鋸時(shí)間

通常情況下，內(nèi)部拉應(yīng)力是抗拉強(qiáng)度的最大威脅，如果拉應(yīng)力比水泥混凝土的抗拉強(qiáng)度高，必然導(dǎo)致路面板發(fā)生裂斷，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。如果對(duì)于裂縫沒(méi)有及時(shí)處理，裂縫就會(huì)不斷擴(kuò)大，最終影響到公路的正常使用，從而對(duì)交通通行造成阻礙。因此，對(duì)路面裂縫進(jìn)行開(kāi)鋸一定要選好時(shí)機(jī)，確保拉應(yīng)力能夠最大限度釋放，防止隨著時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土的土板出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，使路面產(chǎn)生裂縫。而要選擇最合適的開(kāi)鋸時(shí)間，首先要掌握水泥混凝土的抗拉強(qiáng)度，通過(guò)與拉應(yīng)力作對(duì)比，從而確定在拉應(yīng)力達(dá)到何種程度的時(shí)候，水泥混凝土路面板會(huì)發(fā)生斷裂，這樣就可以確定開(kāi)鋸的時(shí)間，確保斷裂問(wèn)題能夠得到及時(shí)有效的處理。

3.1 混凝土土板凝固的溫度特點(diǎn)

受到水化熱、汽化熱效應(yīng)的影響，澆筑時(shí)間的長(zhǎng)短與混凝土路面板的溫度有著密切的關(guān)系，以標(biāo)準(zhǔn)水泥為例，從開(kāi)始澆筑到澆筑六小時(shí)以后，這個(gè)期間混凝土的溫度一直在不斷上升；而從澆筑六小時(shí)到澆筑二十小時(shí)這段時(shí)間里，混凝土的溫度在不斷下降。根據(jù)這個(gè)情況，我們可以看出，混凝土的溫度隨澆筑時(shí)間變化具有很強(qiáng)的規(guī)律性，如果不考慮脹縮應(yīng)力和其他干擾因素，那么混凝土路面板最容易斷裂的時(shí)間段，就是澆筑開(kāi)始六小時(shí)到澆筑二十小時(shí)這段時(shí)間。

3.2 混凝土土板在凝固階段的強(qiáng)度變化特點(diǎn)

前面我們對(duì)混凝土澆筑過(guò)程中的混凝土路面板溫度變化進(jìn)行了分析，混凝土在澆筑開(kāi)始十小時(shí)到十二小時(shí)之間十分脆弱，無(wú)論強(qiáng)度還是抗斷裂度的增長(zhǎng)速度都很慢。將混凝土抗拉彈性模量的增長(zhǎng)規(guī)律，與一天之內(nèi)混凝土抗拉彈性模量進(jìn)行對(duì)比，就可以對(duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度得到一個(gè)更加合理的結(jié)論。上午的時(shí)候，澆筑混凝土過(guò)程中出現(xiàn)斷裂的幾率較高，而到了下午，由于水泥混凝土正在降溫之中，模量值相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低，從而溫度應(yīng)力也很容易控制。

4 詳細(xì)的實(shí)施辦法

（1）以當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件為依據(jù)，進(jìn)行施工地點(diǎn)溫度的預(yù)先估計(jì)。（2）估測(cè)混凝土凝固的時(shí)間，以及混凝土土板的溫度，并大概算出它們和空氣溫度之間的差值，通常來(lái)講，混凝土?xí)谑r(shí)之內(nèi)完成凝固。（3）用開(kāi)始澆筑時(shí)的溫度與十二小時(shí)的預(yù)測(cè)溫度，可以得出第十個(gè)小時(shí)混凝土土板的溫度，將其作為鋸縫時(shí)的控制溫度，進(jìn)而得出最為適宜的開(kāi)鋸時(shí)間。如果混凝土土板的澆筑時(shí)間在上午，則需在當(dāng)天開(kāi)鋸；如果混凝土土板的澆筑時(shí)間在下午，那么在次日早上開(kāi)鋸即可。從上面我們對(duì)開(kāi)鋸時(shí)間的分析來(lái)看，這顯然是最合適的時(shí)間。以上辦法在混凝土強(qiáng)度高于溫度應(yīng)力的時(shí)候可以使用，并推斷出開(kāi)鋸時(shí)間在澆筑以后的第十個(gè)小時(shí)，適用于早期水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)較快階段。然而在有些時(shí)候，水泥混凝土的強(qiáng)度要低于溫度應(yīng)力，這個(gè)時(shí)候開(kāi)鋸，很容易導(dǎo)致封槽邊緣部分被鋸壞，這一點(diǎn)也要格外引起注意。

5 結(jié)論

高速公路施工的時(shí)間較長(zhǎng)，涉及的影響因素較多，因此導(dǎo)致路面發(fā)生裂斷的原因也不一而足。有關(guān)部門在進(jìn)行高速公路水泥混凝土路面防斷裂工作的時(shí)候，一定要根據(jù)路面的實(shí)際情況采取相應(yīng)的有效措施，以避免裂縫不斷擴(kuò)大，保證路面質(zhì)量。

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