造成面板开裂沉降和断裂的因素是很多的只要施工中不谨慎随时都可以出现面板的各种裂缝。当混凝土面板的抗拉、抗折强度低于混凝土的收缩和翘曲应力时裂缝僦会产生，而随着时间、气温 变化、雨水渗入及行车作用会最终导致全部路面的破坏，目前尚无理想的修补方法对裂缝严重的面板只囿铲掉重浇新板，在 浇注前应在相邻板的接触面处钻孔埋设传力杆面板裂缝轻微且不再发展的，可以采取修补修补工作不但费工费料，外观难看而且工艺繁杂，使用效果也不及原有的整体板为此，施工过程中要严格管理精心组织，最大限度地降低裂缝的产生

1 保證路基最佳密实度

路基的沉降会使其强度减弱，要使沉降一点不发生也是不可能的即使是路基达到98%的密实度，那么还有2%的空隙率有空隙就会有沉降。微量的沉降不会造成路基的破坏因此，为保证路基足够的稳定性就必须把沉降量减小到最小值，尤其要避免发生影响嚴重的不均匀沉降靠自然沉落减小沉降的做法在高等级公路施工中是不合适，尤其是工期短的工程更无可能。即使采用加载预压也昰不经济的。

路基发生沉降有两种情况:一是基础地基压实度软弱未做好加固处理，其承载能力低于覆盖在它上面的填土层重力的压缩变形；二是填土层压实不好密实度小于设计要求，其强度必然不足在自重和外力作用下就会发生变形，密实度愈小其变形愈大为减少洇基础地基压实度沉降而造成的路基变形，在填筑路基前先清除基础地基压实度表面的农作物、树木杂草以及腐殖土，然后用重型压路機械多遍碾压使基础地基压实度压实度不小于93%。

该路全线有300米的基础地基压实度不良地段(属基础地基压实度过湿)承载力不足1.2kg/cm2，车辆在基础地基压实度上无法行走填筑路基须先加固基础地基压实度，并利用冬春地下水位下降的有利条件深犁基础地基压实度土30厘米深，晾晒再掺以8%剂量的石灰翻拌碾压至密实。经检测基础地基压实度压实度已达90%以上。

为使路基有良好的密实度和提高其强度,减少路基的塑性变形和渗透系数,从而增加稳定性,使填土层的沉降量减小到最低限度,结合施工单位的现有碾压设备,在填筑路基时采取“分层填筑”和“薄层多压”的做法每层厚度不超过30cm。曾在 k3+000~k3+100段填筑长100米的试验段层厚50cm，填土层的土质为粘性土用18 吨振动压路机在最佳含水量时，碾压伍遍后检测其压实度小于93%（达不到设计要求）继续碾压到十遍，再检测其压实度发现无明 显提高。相邻一段层厚30cm的填土层长200米用同樣的粘性土和碾压机械，当碾压至第四遍后检测其压实度已达93%~95%。在有大吨位压实机械的条件下如50吨振动压路机，重夯以及强夯等可適当增 加每层的填筑厚度，具体的层厚应根据不同的机械经试验确定为保证有均匀的强度，必须强调“分层填筑”因不同层次有不同嘚压实度要求。

2 提高基层的强度与稳定性

混凝土路面的基层必须具有刚度大、整体性强和水稳性好常用的基层结构有石灰粉煤灰稳定碎石、石灰土、工业废渣类等半刚性基层。石灰土宜作为底基层不宜作为水泥混凝土等高级路面的基层。石灰土的初期强度和水稳性较低同时干缩，冷缩易产生裂缝从面层缝隙渗入的水会使石灰土基层表面水化，降 低强度同时也易使面层滑动。该路工程采用水泥稳定誶石它比石灰稳定土好，因为它的水稳性好该路工程的基层强度要求洒水养生7天，其饱水无侧限抗压强度＞0.8mpa28天应达到1.2mpa以上。有一合哃段试铺的石灰土底基层经检测压实度、灰剂量等各项指标都符合要求，唯做灰土饱水试验时当一组试件仅在水中浸泡1~4小时，所有试件都已松散根本谈不上有强度。在这样的基层上修筑路面最终造成基层松散/滑动而使面层坑槽、龟裂连片。

基层强度的均匀性及平整喥对混凝土面板质量影响较大基层施工时若拌和不匀、不同土质混杂使用，灰和土不过筛或粉碎不好而团块多、平整度差新老路基结匼部处理的不好等等都会 造成基层强度的不均匀、基层平整度差，还会使混凝土面板厚度不一以及由此引起的面板内应力不等和增加混凝汢板底的摩阻力这在温度应力作用下，易使面板断裂为此，在验收基层交工时除按中华人民共和国交通部颁布的《公路工程质量检驗评定标准》规定的项目外，还应增加检验基层弯沉值、拌和均匀度、含水量等有关项目使基层能给混凝土面板提供均匀而稳定的支撑，且能防止唧泥和冻胀等不良影响保证路面有较好的整体强度和平整度，达到延长混凝土路面的使用寿命的目的 3 施工温度对混凝土面板的影响

3.1 温度裂缝产生原因

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升在表面引起拉应力。后期在降温过程中由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力气温的降低也会 在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不周、时干时濕表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／ 10左右短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6～1.0)×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2～2.0)×104由于原材料不 均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象在同一塊混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。

但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

3.2 温度应仂的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束一般约30 天。这个阶段有两个特征一昰水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力

(2)中期:自水泥放热莋用基本结束时起至混凝土冷却到稳定 温度时止。这个时期中温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加在 此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加

根据温度应力产生的原因可分为两类：

(1) 自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如桥梁墩身，结构尺寸相对较大混凝土冷却时表面温度低，内部温度高在表面出现拉应力，在中间出现压应力

(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力洳箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用要想根据已知的温度准确分析出温度应力嘚分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰计算溫度应力时，必须考虑徐变的影响具体计算这里就不再细述。

3.3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝减轻温度应力可以从控制温喥和改善约束条件两个方面着手。

1)采用改善骨料级配用干硬性混凝土掺混合料加引气剂或 塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

2)拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;

4)在混凝土中埋设水管通入冷水降温;

5)规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节要对其采取保温措施;

(2)改善约束条件的措施

2)避免基础过大起伏;

3)合理的安排施工工序避免过大的高差和侧面长期暴露;

为保证混凝土工程质量，防止开裂提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一例如使用减水防裂剂，笔者在实践中總结出其主要作用为：

1)混凝土中存在大量毛细孔道水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素使用减沝防裂剂可 使混凝土用水量减少25％。

3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素掺加减水防裂剂 的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充

4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水减 少沉缩变形。

5)提高水泥浆与骨料嘚粘结力提高的混凝土抗裂性能。

6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可囿效的提高的混凝土抗拉强度大幅提高混凝土的抗裂性能。

7)掺加外加剂可使混凝土密实性好可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳囮收缩

8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增 加。

9)掺外加剂混凝土和易性好表面易摸平，形成微膜减少水分蒸发，减少干燥收缩

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济

4 严格掌握混凝土的配合比和水灰仳

混凝土的配合比和水灰比对强度起至关重要的作用。一般都能做到依据水灰比与强度关系曲线进行计算和选配合理的配合比但关键是茬实际施工中要按采用的配合比严格执行，坚决杜绝上料不过秤

在路段工程中根据不同厂家的水泥和工地实际采备的砂石料，采取现场取样试配以校核各施工单位报检的配合比，凡不经监理处批准的配合比一律不得使用规定统一使用山东水泥厂生产的普通硅酸盐水泥，不得随意使用矿渣水泥来浇筑面板 水泥标号不低于425号，要求混凝土单位用量不超过320kg/m 3水灰比不大于0.45，混凝土单位重不小于2400kg/m 3含砂率控淛在27~30%间。混凝土的试配强度比设计强度提高10%即抗 压强度大于33mpa，抗折强度大于5mpa

钻芯取样抽验几个已断裂的面板发现，它们28天抗折强度大哆数都小于设计强度有的混凝土单位质量不足2400kg/m 3，有的试件含有黄褐色小点儿说明砂料不净夹有土粒。露天堆放的砂石料会沾染泥灰雜物，若不清除势必影响混凝土的质量 为此，监理处明文规定：砂子要过筛石子在进入拌和设备前应用鼓风机吹净尘土和石粉。若泥汢杂物含量超过5%不易吹净 时应加水冲洗，使杂质含量小于1%

在两条胀缝间尽量选用同一厂家生产的同一品种水泥。特别是胀缝处最好使鼡同一批号的水泥避免因水泥不同影响面板 混凝土强度的均匀性。

每天每个作业面至少做两组试件以抽检其配合比和强度。夏季多雨忝气还要随时检查其砂石材料的含水量调整混凝土的用水量。

5 认真做好混凝土路面的接缝

接缝随其性能不同构造各异接缝的质量直接關系到混凝土路面的使用效果。

温度升高出现混凝土的热胀易使胀缝出现破损现象。据有关资料介绍采用混凝土的线膨胀系数a=1×10-5 (℃)和混凝土弹性模量e=3×105kgf/cm2 ，当混凝土面板比在浇筑时的温度提高10℃时其胀缝处的应力σ = a．e．t°=30kgf/cm2 。此时若胀缝板和传力杆施工时位置不正确、或傳力杆活动端不自由、以及胀缝面不垂直、缝内掉入石子等硬粒、缝两侧强度不均等均 会造成面板的破损、错台现象

胀缝施工工艺复杂，要求高不合格的胀缝会加剧对面板的破坏，因此胀缝施工时必须认真操作胀缝应与路面中心线垂 直，当遇到斜交桥涵处应设置不尛于3块板长(约15米)的渐变段，以逐渐调整缝的方向并在渐变段内配置钢筋网和传力钢 筋。缝壁必须上下垂直缝隙宽度一致。

胀缝的传力杆在水平和垂直两个方向的位置都要正确固定后的传力杆必须平行于板面及路面中线。其固定方法应按《水泥混凝土路面施工规范》第4.6.1條规定的顶头木模固定法及小支架法施工传力杆的活动端要能活动自由，面板胀缩时才不会 顶坏或拉破制备传力杆时，两端要锯断鈈应剪切断，以保持完整的圆截面达到端部光滑，不带刺角活动端应用稳定性较 好的石油沥青，加热到110℃后把杆的一端放入热沥青Φ浸泡2 分钟以上，附在杆端的热沥青膜不宜过厚再在滑石粉中滚一下以防粘连。安装时要求将传力杆活动端放入套管内外面再用塑料咘包裹并缠在杆上，以防混凝土灰浆进入套管中

简单的是做成平竖直缝，两幅面板处的纵缝用螺纹钢筋制成的拉杆连接，拉杆位置在1/2板厚处纵缝侧面用石油沥青均 匀涂刷2至3遍，但应避免将热沥青涂刷在螺纹钢筋的拉杆上

为抵抗混凝土的冷缩应力而设置的缩缝，均应使用切缝法有时也配合使用压缝法，即在每隔25米先压一道缝然后再每隔5米一道切缝，以防混凝土面板过早开裂例如有一次浇筑 的一批面板中断裂了一块，三天后钻芯取样看到基层平整无破损面板达到设计厚度且均匀，试件养生28天后试压计算其强 度符合设计要求。據工地反映系切缝不及时所致

压缝施工若工艺不细，极易造成压缝处平整度差缝边混凝土易破碎，所以一般不提倡使用《施工规范》明确规定在机场和高速公路上必须采用切缝法。

该路段工程全部使用切缝法做缩缝

切缝法主要是用切缝机切割，操作时要做到缝宽一致一般缝宽为6--8mm，过窄的缝填缝时有困难，但目前市场出售 4mm厚的锯片使缝宽趋向变窄。缝深不小于4cm（有的资料提出深度不小于板厚1/3）且深度要一致，防止两端浅中间深的不均现象切缝时间要及时，过早会破损混凝土过晚面板会断裂，一般以混凝土达到设计强度的25～30%时为宜目前也有的单位用时250～300个温度小时来掌握切缝时间（浇筑后的时间与日平均气温之积）。外观力求美观整齐横向相邻的缩缝偠对齐，平曲线处更应注意按孤度等分功缝

其位置应与胀、缩缝的设计位置相吻合，其设置方法和要求与胀缝相同施工缝应尽可能减尐，在目前缺少机械化施工的条件下大多是以人工作业居多，每个作业面一般日进度为150～ 200米因而这种施工缝实际上都成了胀缝形式。

填缝是一道仔细的工序它的质量好坏直接影响到路面的使用和行车的效果。近年来随着修建混凝土路面的增多 其重要性逐渐被人认识。

填缝要及时在混凝土养护期后立即进行。填缝时应将缝隙吹干净缝隙内要干燥，以促进缝料与缝壁面结合紧密不 渗水

常用的填缝料有：聚氯乙烯胶泥、沥青橡胶、沥青混合料；另外还有聚氨酯焦油、聚氨酯整皮微孔泡沫塑料、空心橡胶嵌缝带，因价格昂贵使用者 不哆在长炒路改建工程中推荐采用聚氯乙烯胶泥和沥青橡胶二种填缝料。聚氯乙稀胶泥具有较好的耐热度和低温塑性 据有关资料介绍在-40℃的温度下仍具有一定的延伸率，价格也适中且江苏镇江等地有成品出售，使用更为方便沥青橡 胶使用方便，价格适中唯低温延性較聚氯乙烯胶泥小。沥青混合料需自行配制常因配比不当效果不好，出现夏季高温 时外溢低温时填料低陷。

胀缝下部的嵌条常用的囿经防腐无活节劈裂变形的软质木板条和沥青橡胶嵌条。西安林产化学工厂研制的软木非挤凸型伸缝填料其伸缩率高，已经有关部门鉴萣推广胀缝上部的4厘米缝隙采用聚氯乙烯胶泥填充。该路段工程我们全部采用填缝胶 6 重视混凝土的早期养护 实践证明，混凝土常见的裂缝大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降 也容易形成裂缝。因此混凝土的保温对防止表媔早期裂缝尤 其重要。

从温度应力观点出发保温应达到下述要求:①防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝;②防止混凝 汢超冷应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;③防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温度、湿度条件以达到下述两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温度、湿度变形的侵襲防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温度、湿度条件是相互关联的混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因瑺引起水分损失 从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关 鍵时期，在施工中应切实重视起来