浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因及防治措施

[摘要]作者从实际出发，认真分析了水泥混凝土路面裂缝成因，并从设计到施工过程提出相应的防治措施

[关键词]水泥混凝土 路面裂缝 防治措施

一、水泥混凝土路面裂缝成因分析

水泥混凝土路面裂缝主要表现为表层裂缝和贯通板厚裂缝。

1、表层裂缝成因

在水泥混凝土路面上，表层裂缝主要表现形式为龟裂、条状裂缝，裂缝一般很浅，密度大，面积广，引起产生裂缝的原因有多种，主要涉及到设计、原材料、施工的全过程。

设计方面的原因主要是指混凝土配合比设计不当。如水泥用量过大或砂率过大；外加剂使用不当或者掺量过大，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。

材料本身的原因主要是混凝土中的水泥稳定性，如果稳定性差，则水泥中矿物质相互左右，使混凝土体积收缩不一，很容易导致裂缝，其次粗集料和细集料的含泥量、含杂质、含不合格物质太多，远远大于规范和设计要求，明显能降低混凝土强度。

施工方面的原因主要是混凝土浇筑时的施工工艺和浇筑后的后期养生。如果施工工艺不规范，混凝土过震，骨料下沉，后期养生不到位，此时混凝土早期强度很低，尤其在炎热的夏天，混凝土水分迅速蒸发，表面产生急剧收缩，其值不能抵抗这种收缩应力而导致裂缝。

2、贯穿裂缝成因

贯穿裂缝是指水泥混凝土路面面板产生纵向或横向贯穿板厚的裂缝，即断板现象。

（1）纵向贯穿裂缝成因

纵向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面面板发生顺着道路行车方向出现的贯穿板厚的裂缝。其产生的原因是在路面施工后，由于地基沉降不均匀而导致出现不均匀裂缝，产生断板现象。如果基层碾压不实，未达到密度标准；基层压实不均匀，导致基层不均匀沉降，发生局部的沉降，如果地下隐蔽构造物周围回填不实，新旧路接触部位处理不好，土基沉降不一致，周围沉降使混凝土板悬空，在车辆重复荷载反复作用下。就会导致混凝土板断裂。

（2）横向贯穿裂缝成因

横向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生垂直于道路行车方向的贯穿板厚的裂缝。其产生的原因一是由混凝土本身的性质，混凝土抗拉强度太低造成的，二是由于施工不当、切缝不规范所造成。

初期混凝土抗拉强度很低，一般少于混凝土抗压强度的1/5.混凝土抗裂性就是指混凝土干缩变形和温度变形的能力，这些变形所引起的拉应力，如超过了混凝土的极限抗拉强度时，就发生裂缝，这些裂缝不能及时的补救，当超过了混凝土的极限拉伸应变值时，随着车辆的荷载和环境的作用下，则会引起贯穿裂缝。

随着温度和湿度的不断变化，混凝土会产生体积膨胀和收缩现象，如果这种内在的变形达到极限，将会使混凝土内部产生很大的内应力，就有可能产生裂缝。基层表面不平整，混凝土厚度不均匀，混凝土应力不一致，使混凝土板内部形成拉应力，导致断裂，基层强度不均匀，容易在强度好与强度差接触的地方产生断裂。摊铺混凝土作业时间长，混凝土终凝时间不一致，混凝土变形不一，也会导致混凝土断裂。因此水泥混凝土路面上每隔一段距离设置涨缝或缩缝，而且切缝的质量好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。

二、水泥混凝土路面裂缝的预防措施

1、水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的抗拉和抗压值太小，这种值不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的抗压和抗拉值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：

（1）提高混凝土的极限拉伸值，因此提高混凝土的抗压强度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用C25、C30较高标号的混凝土。

（2）采用碎石配制混凝土。应优先使用合格的机制级配碎石，如果选用卵石，则卵石必须干净无污染，不能直接将过大和过小卵石掺配在一起，天然卵石级配要有连续性，。

（3）在配合比中必须严格控制混凝土骨料的最大粒径。采用最大粒径较小骨料配制混凝土时，可以提高混凝土的极限拉伸值，所以（规范）中限制骨料最大粒径在一般公路中不超过40MM。

（4）在相邻两个面板之间安装纵缝传力杆和工作缝传力，有效降低断板的机率。

2、提高基层施工质量

水泥混凝土路面基层应具有高的强度、高密实度和高水稳性。在施工中，应严格按照施工操作规程进行，做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实度、厚度、平整度及路拱都要满足设计要求和规范要求。

3、提高混凝土施工质量

（1）为了防止混凝土路面产生裂缝，一是在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量，选择合适的集料级配和砂率。水灰比是影响混凝土强度的最主要原因，根据以往的施工经验，人工摊铺的水泥混凝土水灰比不宜大于0.45，机械摊铺的水泥混凝土水灰比不宜大于0.5；配合比设计时以5.0MPa作为控制指标，砂的细度模数控制在砂的范围内约为2.3。

（2）严格控制水泥质量，选用不低于425#的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，水泥使用前必须进行化验，确保水泥的稳定性和混凝土配合比，测出水泥初、终凝时间，不同品种水泥严禁混用，如果品种不同则在伸缩缝处断开。

（3）混凝土路面浇筑初凝后及时用潮湿材料覆盖，防止强风和烈日暴晒，尤其在夏季施工时，应浇完一段，养护一段，养护标准是始终保持混凝土表面湿润，并达到所养护的期限，如果有条件最好采用混凝土养护液进行养护，养护液可以防止混凝土内水分的失散。

（4）避开高温、大风、降雨天气施工，防止混凝土内部温度急剧变化，引起干缩裂缝。

4、及时切缝。（1）实践证明，适当的切缝时间对保证混凝土的整体质量有很大关系，切缝迟了，由于大面积约束会出现裂缝，扩展后形成断板。一般混凝土的切缝时间是在拆模后12小时左右进行，如果版面连续过长，可每隔2-3道缝跳跃式切缝，可有效的降低断板率，还有注意切缝的质量，不应浅于设计切缝，但可以适当加深，这样更有利于路面切缝处断开，每道切缝应用沥青物质进行灌封，防止雨水渗透的路基上。

（2）添加适当的外加剂，添加减水剂和缓凝剂可以减少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，防止运输途中离析，提供充足的作业时间，降低水分蒸发速度，减少混凝土的收缩值，提高早期强度，对提高混凝土路面的使用和外观质量，减少断板数量有明显作用。

（3）在浇筑混凝土路面时，先将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分，模板需要涂脱模剂，使混凝土与模板之间形成一层薄膜，减少混凝土与模板的粘接作用，延长水泥混凝土路面施工的拆模时间，确保其施工拆模时间在24小时以上。拆模人员应是有耐心经验的工人，拆模时不准用大锤对钢模进行敲打，防止人为造成的裂缝和边角的损伤。

（4）加强现场施工监督与管理，并且根据施工运距和施工能力，科学合理的配置施工机械组合，尤其对水泥混凝土的配合比和搅拌时间，应安排专人负责。

作者简介：

刘伟，男，1986年11月出生于陕西延安市，大专文化，助理工程师，2004年7月参加工作，从事公路工程施工与管理工作10多年，多年以来通过自身不断的努力学习和基层工作实践，多次获得先进个人工作者，本人在公路工程技术、施工和管理方面，尽职尽责敬业，不断探索与追求，为交通事业的发展而努力奋斗。