浅析水泥混凝土路面裂缝成因

【摘要】随着社会经济的日益发展，水泥混凝土路面因适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面,具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等诸多优点,且线型顺畅、美观，因而在许多省市路段优先采用。但也存在一些缺陷，如裂缝、断裂、沉陷等，特别是裂缝几乎成为通病之一，导致水泥混凝土路面裂缝产生的原因很多，也比较复杂，这里就几个主要方面进行简要分析。

【关键词】混凝土；裂缝；成因

【 abstract 】 along with the social economy development, cement concrete pavement to major in because, high speed and density of the vehicle transportation need the highway, high strength, good stability, good durability, maintenance costs less, economic benefit higher many merits, and linear smooth, beautiful, so in many provinces and cities and give priority to the road. But there are some defects, such as crack, fracture, subsidence, especially almost become one of common cracks, lead to cement concrete road surface cracking reason a lot, and more complicated, here is a brief analysis of the major aspects.

【 key words 】 concrete; Crack; causes

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

一、施工期间水泥混凝土面板裂缝的原因

1.原材料及施工采用的配合比不当

（1）原材料不合格引起的。对原材料供应忽视质量把关，粗集料使用不分级的统料，其碎石级配差且粒径有的过大，风化、片状石数量多；细集料的质地不大坚硬，砂子含泥土量多。

（2）施工配合比不当。由于人工上料，加上施工队的一些人员质量意识薄弱，存在着偷工减料的观念，没有严格按设计配合比控制水泥混凝土混合料，在搅拌混凝土过程中水灰比不稳定，碎石、砂含量偏多，相应地减少了水泥的用量，降低了混凝土的质量，且搅拌时间短，拌和、摊铺不均匀；水灰比时大时小，造成混凝土板水灰比不同的片块，由于凝固时收缩时间的长短，因此增大了收缩率的收缩应变，这种现状在当时施工中经常出现，这也是施工期间出现数量众多的非正常横向裂缝的一个原因。

2．混凝土路面施工工艺因素。

搅拌时间不够，材料拌和不均匀；振捣不密实，有漏振或过振情况都将导致混凝土整体强度不一致，因此在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀，将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密度小的区域内混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状，形成了承受应力的薄弱部位或区域，从而易使面板产生断板。

在混凝土浇筑过程中，要始终保持施工作业的连续性，一旦出现间断作业，必须设置一道施工缝，并布置传力杆，以防止因不设施工缝而出现断板的现象。在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生。

正确安装传力杆可以防止断板。传力杆的安装必须遵照规范要求，按设计进行，使传力杆与道路中心线及路面平行。如果传力杆安装偏斜，则在传力过程中会将混凝土顶破，从而形成裂缝而断板。正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝，是预防断板的有力措施。纵坡变化处、平曲线及构造物结合部都是应力应变集中的位置，在此处设置胀缝，是减少或释放应力应变的最佳方案，它可以大大降低在此处的断板率。

施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。因混凝土拌和后水化热较高，初凝早，收缩大，在夏季施工时，热量散失慢，会形成较大的温度应力，此应力会迅速集中于薄弱环节，当水泥达到终凝后，水泥混凝土即告凝固成型，这时水泥混凝土体收缩变形也在不断进行，并产生了较大的拉应力，当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于这个成型凝固产生的收缩拉应力时，在混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生断板。一旦强度允许，及时切缝能有效地引导裂缝在预定的切缝位置上断裂，故避免了不规则的断板。

3.摊铺前洒水的问题

摊铺前洒水的问题是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量。洒水量要根据基层材料、施工温度、风速等诸多因素来确定洒水量，即保证摊铺混凝土前基层湿润，而且尽可能洒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从当时施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后使整个混凝土路面出现的裂缝增多。另外振捣过程不密实，造成水泥混凝土面板出现过多裂缝。

4.温度应力引起的问题

水泥混凝土具有热胀冷缩性能，板块的热胀冷缩是在相邻部分和整体限制条件下发生的，很容易引起开裂。水泥水化是一个放热过程，在混凝土硬化过程中，释放出大量的热能，使温度上升，混凝土内部体积膨胀，上部强度较下部强度形成快；而温度突然降低时，面部收缩，下部强度以较上部强度形成快。在温度条件的影响下，混凝土板在垂直剖面上各处的强度差异较大，产生了很大的温度应力，当温度应力大于板的极限应力时，板块就会出现裂缝，温度从高温突然下降时会引起板块的断裂。

5.基层表面破损、高低不平

部分路段基层存在着表面破损、松散，高低不平的现象，为了调平这一现象，对基层表面破损、松散，高低不平的地方，采用碎石修补、调整高差。对这些修补、调整高差后的基层，有的用振动板进行简单碾压，有的则无，因此在浇筑混凝土时，部分水泥浆渗入到碎石垫层上，造成路面厚度大但强度低的情况，加上浇注成型后，没有及时加以切缝，或切缝深度不大，造成混凝土板凝固时的拉应力很难被引导到切缝处释放，而会在相对薄弱部位释放，从而造成混凝土板开裂。

6．水泥混凝土面层养生不规范

夏季气温高，风力大使水分损失较快，加上洒水不及时、不均匀，造成混凝土强度降低，水析出速度过快造成拉应力迅速增加，在未到切缝时间时，产生断板。所以在施工中要注意尽量避免在温差大天气或大风天气施工，或者当混凝土浇筑完毕后立即采用遮阳、洒水、喷洒养护剂等措施，使混凝土体的表面始终保持潮湿，确保昼夜温差不至太大，以预防面板断裂。

严格控制开放交通的时间，加强养生和养护。水泥混凝土路面浇筑完毕后必须达到设计强度后方可开放交通，并对其及时进行养生、洒水、清扫，保证表面的湿度，夏季高温季节更要及时覆盖避免阳光曝晒，确保混凝土路面湿润、整洁，防止因缺水养生而产生干缩裂或断板。

二、路面基层方面的原因

路面基层材料拌和不均匀会使路面基层的强度差异较大．沉降大小不一，极易造成路面板开裂。基层平整度不符合要求，必然使水泥混凝土路面厚度不等．在达不到设计厚度的地方为薄弱点．在荷载作用下该处很容易开裂。路基软弱或路面基层强度不足．沉降量过大和在人工结构物与路堤衔接处、新旧路结合部位的较大沉降差都会使水泥混凝土路面出现裂缝。

路面结构不合理。公路建设施工中，早期的水泥混凝土道路大都采用水泥、石灰稳定土材料铺筑路基。利用这种材料作为水泥混凝土路面的基层是不适宜的，因为该种材料的水稳定性较差，被水浸泡后一旦有行车荷载的反复作用，很快就会形成唧泥，造成板底掏空，致使道板局部受力不均匀，引发路面破损。

养生条件差，早期通车，致使基层强度降低，基层产生裂缝。这种裂缝会反射到面层，基层具有调节路面板与土基之间的受力状态、缓和或降低水、湿度对土基的影响，良好的承载、扩载作用，提高路面的整体结构强度，改善路面板的工作条件，同时改善施工条件，保证面层厚度均匀和保护碾压平整的土基或垫层，有利于提高路面施工质量。因此路面基层的施工质量同样要严格控制。

其它情况如路基及基层排水不良，长期受水浸泡。"百害水为先"，对水泥混凝土道路来说，首先要考虑的问题是对水的防治。如果排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排．势必造成路面积水下渗至路基，导致路基强度的局部软弱．从而出现大面积的严重病害。其次车辆增长速度过快，超载和超限车增多使混凝土路面在使用期内超过规范要求，从而导致断板。这就需要设计部门在设计时充分考虑各方面不利因素对使用期道路的影响，建设部门加大资金投入，提高道路等级，各职能部门加大公路运营综合治理力度。

为减少水泥混凝土路面裂缝的产生，应从施工材料选择、基层强度控制、施工及道路排水等多方面控制，严把质量关，控制好每个环节每道工序．严格按照国家有关规范、技术标准进行施工．是保证工程质量避免病害的前提和基础。

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