水泥混凝土路面早期裂缝原因及预防措施

摘要：本文主要阐述了水泥混凝土路面产生早期裂缝的主要原因并对各种原因进行了具体分析，提出在施工中应采取的措施。

关键词：水泥混凝土路面；早期裂缝； 原因；措施

水泥砼路面以其强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高、有利于夜间行车等优点而被广泛应用在我国各等级道路中，但是又由于其自身特殊的结构组成成份致使它经常在未投入使用前就形成早期裂缝，为以后的正常运行埋下隐患。本人根据工程实践经验以及有关原材料试验结果的验证和理论分析，对水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因进行分析，提出预防控制措施。

一、水泥混凝土路面产生早期裂缝的主要原因

（1）水化热量不能及时排出而引起裂缝：由于水泥混凝土具有毛细管___一空隙结构的特点，在混凝土硬化初期水泥水化热释放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体，因此导热性能不好，散热慢，而此时混凝土内部的温度比外部温度要高的多，甚而可达50℃左右，这将使混凝土内部产生显著的体积膨胀，而外部由于受大气环境影响显著，气温下降，湿度变小，其影响收缩更大。此时在内外膨胀不均匀的情况下，混凝土的表面将产生很大的应力，当外部混凝土所承受的拉应力超过混凝土的当时的极限抗拉强度时，将会产生裂缝，俗称“芝麻缝”。这种裂缝一般在混凝土硬化后终止，而在遇到荷载时则会继续发展。

（2） 横向缩缝的影响 ：设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力,缩缝主要采用假缝的形式,一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中,从而使裂缝在切缝处产生。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节,如果对其切割时间、切割深度、接缝料不加强控制,极易产生裂缝。

（3）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力,引起混凝土板拉裂。

（4）施工温度的影响：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。

（5）施工材料原因：⑴粗细集料含泥量过大,造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配,容易造成混凝土收缩的增大,诱导裂缝的产生。⑵骨料粒径越细、针片含量越大,混凝土单方用灰量、用水量增多,收缩量增大。⑶混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。⑷水泥品种原因,矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大。 ⑸水泥等级及混凝土强度等级原因:水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大;混凝土设计强度等级越高,混凝土脆性越大、越易开裂。

（6）施工工艺：搅拌不足或过分，振捣不密实形成混凝土的强度不足或不均匀易导致早期开裂形成断板。振捣时间不易过长，否则会造成分层粗骨料沉入底层，细骨科留在上层造成强度不均匀，致使表面收缩裂缝增加。

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的浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理，导致新旧混凝土结合不良和收缩不一致形成一条不规则的裂缝。

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过快，从而形成干缩裂缝。

切缝不及时，由于机具故障或操作人员切缝时间掌握的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。

二、预防和控制水泥混凝土路面早期裂缝的措施

（1）正确选用各种原材料：合理选用水化热低，干缩性小的水泥，可有效的防止早期裂缝。施工中，不得使用高温水泥，特别是刚出炉的温度超过70℃应禁止使用。水泥胶砂浆试件28d龄期的干缩率不得大于0.09％，水泥熟料中铝酸三钙(C3A)含量不宜超过5％。宜选用硅酸三钙(C3S)含量低，硅酸二钙(C2S)含量高的低热水泥，水泥其他技术指标应符合规范要求。一般应选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，冬季不宜使用矿渣水泥。

（2）严格控制混凝土配合比：材料级配、集料、水灰比和用水量对防止水泥混凝土早期裂缝起重要作用。首先要严格按照设计施工配合比施工。其配合比设计要通过试验拟定设计配合比，试拌调整配合比后，还应该根据现场浇筑条件，集料供应情况(干湿程度)，摊铺机具和气候条件随时进行调整，按照调整好的配合比施工，集料称量误差控制在3％以内。其次是尽量减少单位用水量和单位水泥用量，也可通过掺加减水剂和加气剂以及良好的集料级配来实现，此外尽可能的采用碎石和粗砂，使用杂质含量低的集料，碎石最大粒径不超过40mm。

（3）施工工艺的控制措施 ：

严格控制缩缝间距，采用合适的缩缝构造形式，诱导裂缝在接缝位置展开，混凝土收缩应力随着板长的增加而增大，因此，我们尽可能采用短板，其长度一般为4―5m为宜。及时及早锯切横缩缝，切缝深度一般为混凝土板厚的1/3――1/4，在缩缝发生前及早形成弱断面，需要时还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部设诱导裂缝的木块，使弱断面效应更加显著。

注意控制施工温度

混凝土浇筑的温度一般应低于30℃，夏季施工时不宜超过35℃。并采用人工降温措施，一般选在早晚施工效果较好。同时注意保持基层顶面在浇筑前充分湿润，对干燥的骨料充分洒水或在料场搭棚遮阳以降低温度或采用冰水进行搅拌。在施工中还要经常注意天气变化情况，如遇温度急剧变化和大风突然来临应提前养生。高温修整抹面后应早覆盖，避免日照，保持表面湿度，减少水分蒸发。

参考文献:

【1】公路工程管理与实务――中国建筑工业出版社

【2】《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30-2003

【3】道路施工工程师手册――北京:人民交通出版社