一、工程概況

　　承德市東環(huán)城公路K2+380――K4+990段采用復(fù)合式水泥混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)為：面層混凝土,厚度25cm;基層,貧混凝土，厚度10cm;底基層，不篩分碎石，厚度25cm。路面自竣工到目前,8年間已出現(xiàn)了大面積的混凝土面板開裂。通過對路面進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、分析，發(fā)現(xiàn)路面裂縫有以下特點(diǎn)：

　　a.路面裂縫絕大多數(shù)為距縮縫lm以內(nèi)的橫向裂縫，局部路面則出現(xiàn)較長較寬的縱向和橫向裂縫。b.裂縫寬度多為0.5―3mm，板個別的路面縱向裂縫長達(dá)40m，寬度大于10mm。c.所有裂縫的深度同板厚一致，裂縫左右混凝土面層沒有高低臺階錯位，未見有不均勻沉降。d.裂縫出現(xiàn)處的貧混凝土基層大部分同時拉裂。

　　二、裂縫產(chǎn)生原因分析

　　1.混凝土在硬化過程中產(chǎn)生體積收縮

　　混凝土無論強(qiáng)度高低，在初凝以后形成強(qiáng)度過程中，均要散發(fā)大量的水化熱，水份蒸發(fā)混凝土體積收縮。而體積一旦收縮，混凝土板在無誘導(dǎo)切縫的情況下會自動斷裂。路面施工規(guī)范要求：為避免橫向裂縫產(chǎn)生，應(yīng)及時設(shè)置橫向縮縫。該路面采用切縫機(jī)切割形成縮縫，而且切割時間在24h內(nèi)，深度為6 cm，滿足施工規(guī)范要求。但是混凝土收縮主要發(fā)生在初凝階段，因而當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%以上時，往往混凝土收縮主要階段已發(fā)生，故可能在還未開始切割縮縫時，橫向裂縫已產(chǎn)生。

　　2.溫度翹曲應(yīng)力與荷載應(yīng)力的共同作用

　　承德地區(qū)早晚溫差較大，東環(huán)路面施工是在4月至10月，日氣溫在6-35℃間。白天混凝土板頂部溫度大于底部溫度，頂部相對于中心軸來說趨向于伸長，在頂部產(chǎn)生了壓應(yīng)力;夜間溫度下降，混凝土板底溫度高于板頂溫度，在頂部產(chǎn)生拉應(yīng)力?；炷猎跍囟嚷N曲應(yīng)力長期作用下，必會產(chǎn)生裂縫，而早期的細(xì)微裂縫在車輛荷載作用下，逐漸擴(kuò)大成明顯的裂縫，加上車輪重復(fù)作用于縱向連接薄弱處，從而形成了較長較寬的縱、橫向裂縫。

　　3.復(fù)合式水泥混凝土路面設(shè)計(jì)與施工不完善

　　路面裂縫的產(chǎn)生除上述原因外，也可能是路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)不完善，或未按設(shè)計(jì)要求施工造成的。該路面采用的是復(fù)合式水泥混凝土路面，即面層為水泥混凝土路面，基層為相對面層少一半水泥用量的貧混凝土。復(fù)合式水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)與施工，采用的是以半經(jīng)驗(yàn)公式為主，其基本假定是上下層板之間及下層板與地基之間都是絕對光滑接觸的彈性地基雙層板，而且不考慮雙層水泥混凝土路面板的實(shí)際內(nèi)力分布狀況。本工程路面結(jié)構(gòu)層的普通混凝土厚度為貧混凝土厚度的2.5倍，由于貧混凝土為不完全符合規(guī)范要求的集料鋪筑，配合比設(shè)計(jì)也就不合乎規(guī)范。這樣，貧混凝土的抗彎強(qiáng)度有可能過高，從而形成剛性基層，而在上下層面板之間又沒有設(shè)置隔離層，貧混凝土開裂，就必會反射到面層。設(shè)計(jì)文件對貧混凝土施工未作具體的要求，施工單位只能參照相關(guān)施工辦法對貧混凝土施工按面層混凝土施工工藝，振搗密實(shí)，不切縫，不壓紋，人工光面，并嚴(yán)格控制10 cm厚度的貧混凝土及頂面高程，鋪麻袋灑水養(yǎng)護(hù)，半個月以后，才進(jìn)行混凝土面板的施工。實(shí)際上施工時，貧混凝土表面往往很難達(dá)到理論上光滑度的要求，面層混凝土澆筑成型后，與貧混凝土接觸的底面，也不可能光滑，加之貧混凝土在收縮過程中，產(chǎn)生巨大能量，由于貧混凝土與混凝土層間的摩阻力，貧混凝土開裂后反射到面板，則在對應(yīng)處產(chǎn)生了由底板至板頂?shù)臋M向裂縫。

　　三、路面裂縫的處理

　　該工程路面裂縫的處理，經(jīng)施工單位與建設(shè)單位多次研究分析，一致認(rèn)同使用廣東省交通科研所研制的PCR水泥混凝土路面修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)。

　　1.路面縫寬較小，且間隙內(nèi)的泥沙量較少的裂縫的修補(bǔ)

　　(1) 縫寬大于0.5mm的小裂縫

　　a.用螺絲刀沿裂縫鑿開寬3mm、深2mm的三角形槽口，并用鋼絲刷，高壓氣(氣壓≥0.7MPa)清縫。

　　b.據(jù)現(xiàn)場溫度和所需的PCR凝固時間， 選定PCR配比，并進(jìn)行配制。

　　c.配制好后立即用滴管或針筒滴灌PCR。

　　d.縫灌滿后，用粒徑5mm的干凈篩分砂填滿槽口，并使砂內(nèi)充滿PCR。

　　e.用水泥粉將表面調(diào)成與水泥混凝土路面相同的色澤。

　　(2) 縫寬大于4mm的裂縫

　　由于PCR可能在硬化過程中產(chǎn)生收縮，因此在修補(bǔ)縫寬大于4mm的裂縫時，可直接用鋼絲刷，高壓氣(氣壓≥O.7MPa)清縫，然后用干凈砂填縫，調(diào)配并灌入PCR，最后用水泥灰調(diào)至與路面相同的顏色。

　　2.對路面大裂縫的修補(bǔ)

　　在對該路面裂縫的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)主線與匝道出現(xiàn)較長與較寬的縱向和橫向裂縫，且受泥土污染較嚴(yán)重，此類裂縫可按下述方法修補(bǔ)：

　　a.用電鉆每隔20cm鉆一直徑為1cm，深為24cm的孔，并將鉆出混凝土粉收集好。

　　b.用高壓水反復(fù)清孔，干凈后，用紙皮加蓋，自然風(fēng)干至裂縫兩側(cè)混凝土完全干透，再用空壓機(jī)將裂縫內(nèi)吹干凈。

　　c.據(jù)現(xiàn)場溫度及所需的PCR凝固時間， 選定PCR配比并配制PCR。

　　d.注入PCR，并用空壓機(jī)加壓，使PCR完全充滿裂縫，用級配良好的干凈細(xì)砂填孔，適當(dāng)攪拌，最后用收集的混凝土粉調(diào)至與路面相近的顏色。

　　通過該段路面的局部修補(bǔ)，證實(shí)PCR水泥混凝土路面修補(bǔ)材料硬化速度快，粘結(jié)抗折強(qiáng)度高，粘度低，滲透性強(qiáng)，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。

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