季冻区混凝土路面裂缝的成因分析

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　　摘 要：季冻区气候严峻多变的特点给混凝土路面的施工、使用、维护带来了巨大的挑战，现有混凝土路面极易因冻融、冻胀问题而产生裂缝，严重影响正常使用，危害车辆的行驶安全。本文从裂缝的类型入手，简要的总结了混凝土路面裂缝的不同类型并围绕裂缝的主要产生原因开展了相关分析，提出了一些解决方案，可为今后从事季冻区混凝土路面裂缝的研究人员提供一些参考。
　　关键词：季冻区;混凝土裂缝;产生原因
　　现有的普通混凝土路面通常以水泥混凝土板作为面层，下设基层、垫层，由于具有施工简单、取材方便、造价低廉、抗压性能好、养护费用低等优势，被人们广泛使用在城市道路、高速公路及机场跑道中。但由于混凝土本身抗拉能力差、容易出现开裂，在受到外界环境、气候、施工条件等因素的影响时，极易出现结构上的破坏使路面出现裂缝及不均匀沉降等现象，严重影响了路面的正常使用，而季冻区特殊的气温条件，也给混凝土的使用带来了巨大的挑战，因此对于季冻地区混凝土路面的开裂问题的研究十分重要。
　　1 季冻区混凝土路面的裂缝类型
　　1.1 温度裂缝
　　温度裂缝大部分出现在季冻地区，宽度在0.5mm左右。温度裂缝分为三种情况：由于施工过程中的温度变化引起的温差裂缝、高温引起的膨胀裂缝以及低温引起的冷缩裂缝。
　　温差裂缝主要发生在施工过程中，当水泥硬化时，其内部会产生大量的热量，热量聚集在混凝土内部，不易蒸发。而突发的降温会降低混凝土的表面温度，使内外产生较大温差，内部受热则会出现膨胀现象，而表面遇冷则会出现收缩现象，内外产生的应力相互作用产生裂缝。膨胀、冷缩裂缝分别发生在夏季和冬季，气温的升高与降低，会导致地表温度的变化，根据热胀冷缩的原理，也会在混凝土表面形成裂缝。
　　1.2 沉陷裂缝
　　在施工过程中，材料级配不合理，压实度不足，再加上路面使用年限的增加和过量的荷载，基层的顶面很容易松散。长期使用，路基刚度、强度下降，承载力严重不足，路基产生上下分离的断层，极易出现不均匀沉降，进而产生沉降裂缝[1]。
　　1.3 干缩裂缝
　　混凝土在凝结硬化的过程中会发生干缩效应，主要由于其内部水分蒸发导致的体积减小的变化。这种干缩效应往往发生在外表面，内部的变化并不明显。因此，由于内外的变化不协调而致使混凝土路面开裂，产生干缩裂缝[2]。
　　1.4 化学反应出现的裂缝
　　在季冻地区，为尽快清洁路面积雪，加快融雪速率，通常会使用融雪剂，但其中富含的氯离子会渗入到混凝土路面的表层之中，严重腐蚀路面的内部结构。当室外温度达到一定的数值时，孔隙中残留的盐溶液达到饱和会开始结晶，产生“盐冻”现象，混凝土体积在受到内部应力的作用下逐渐膨胀，产生裂缝。
　　2 裂缝成因分析
　　2.1 原材料
　　材料的质量决定混凝土路面能否高效使用，在实际的施工过程中，应特别注意道路用途、使用年限、外界气候条件等因素对于材料的限制，避免使用不适合的原料，达不到理想的效果。
　　例如：粗细骨料的泥块含量和含泥量需要遵循施工所需的集料标准;水泥需要确保其具备安定性合格、具有不太大的水化热、较高的弯拉强度的特点，而且季冻区的气温变化也会影响水泥的水化过程;外加剂的加入有效缓解由于水泥混凝土拌合物水灰比小而产生的问题，在选择时应该考虑对于混凝土路面抗冻性的需求。合理使用减水剂不仅使季冻区的水泥混凝土具有良好的抗冻性、抗泌水离析性能，还可以显著降低用水量[3]。若水泥和骨料选择不当或者级配不合理，混凝土的强度和耐久性将会降低，路面产生裂缝[4]。
　　2.2 施工质量
　　工程的施工质量如果达不到要求，也会增加裂缝的数量。当季冻区气温较低时，往往水泥混凝土拌合物的温度达不到所需要的标準，混凝土达不到预期的效果。施工过程中混凝土路面若出现了裂缝绝不是由于单一因素引发的，往往是材料问题、施工方案的设计问题、养护问题、荷载问题等关键因素综合导致的混凝土路面的开裂现象[5]。
　　在施工过程中，施工人员应当对以下几个关键问题：如拌和用水量即混凝土的水灰比、天气及气温情况、砂石含水率，并且，施工人员也应当注意施工质量问题，振捣不均匀、混凝土含泥量过大也会导致混凝土路面开裂的情况。
　　2.3 后期养护
　　后期对于使用中的路面进行必要的养护也是至关重要的，需要根据当地具体的气候特点制定相应的养护计划，当路面产生小范围的裂缝或者沉降问题时，如果及时修复，可以避免裂缝扩散，引发大面积的破损。定期对路面进行养护，可有效增加路面的使用寿命。
　　3 结语
　　综上所述，受到低温以及温差变化等复杂气候的影响，会引发一系列不利于混凝土路面的破坏，如冻融、冻胀、盐冻以及路基不均匀沉降等，这些现象会导致混凝土路面出现裂缝，使用寿命减少，不利于车辆的正常通行，由此凸显了对于季冻区混凝土路面选材、施工、前期预防和后期养护的重要性。
　　参考文献：
　　[1]王云震.水泥混凝土路面防裂断措施和方法[J].居舍，2018（30）：10+32.
　　[2]董艳朋.水泥混凝土路面常见病害成因及防治措施[J].交通世界，2019，515，94-95.
　　[3]赵倩媛.高寒地区水泥混凝土路面配合比设计[J].中外企业家，2016（23）：206-207.
　　[4]王治，王晋斌，关敏杰，尹蕊，胡浩然.混凝土或沥青路面常见裂缝危害及防治措施[J].城市道桥与防洪，2018（11）：64-68+72+11.
　　[5]吴超兴.市政施工中路面裂缝的控制方法分析[J].建材技术与应用，2017，197，24-26.
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