浅析水泥混凝土路面裂缝成因及处理

高志强

(河北衡水衡通监理咨询有限公司)

1 水泥混凝土路面裂缝成因

1.1 路基影响

(1)路基未充分压实，弯沉值超标。在行车荷载反复作用下，路基变形。导致基层、面层产生裂缝。

(2)地基强度不均匀，路基填料混杂，产生不均匀沉降，导致混凝土面板产生裂缝。

(3)半填半挖路段，填挖交接处未按要求进行处理或处理不好，导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。

(4)老路拓宽，新填土部分施工方法不当，与老路结合不好，导致混凝土板产生裂缝。

1.2 基层影响

(1)基层强度不足或不均匀，不足以承受经面板传导的荷载压力而遭到破坏。引起混凝土路面裂缝。

(2)基层平整度差，导致混凝土面层厚度不匀，离散性大，在行车荷载及温度翘曲应力作用下，使得路面应力集中。当应力超过极限强度时，就会在厚度薄弱处产生裂缝。

1.3 水泥混凝土施工质量的影响

(1)原材料因素:不同品种、不同标号的水泥在施工中混用，给混凝土质量造成影响，引起裂缝。砂石料不洁净、含有害物质。将会减弱水泥的胶结力，延缓水泥硬化时间，降低其强度。集料的不合理级配引起集料孔隙大，水泥砂浆过分集中，引起局部收缩加大，出现裂缝。用加大水泥剂量的方法提高强度易造成水化热大，使面板产生收缩裂缝。应尽量选用强度高、收缩性小、安定性好、耐磨性强的普通硅酸盐水泥，不同标号和不同品种的水泥严禁混合使用，检验不合格的水泥禁止使用。

(2)水泥混凝土拌和的影响:搅拌时间短引起拌和不均匀，施工面层强度不一致，收缩量差别大会造成裂缝。若搅拌过长，致使骨料破碎、离析、和易性发生变化，也会影响面层强度。

(3)前盘振捣操作不规范的影响:若振捣时间短则使混凝土中出现气孔、蜂窝。在车辆作用下，应力分布不均匀而引起裂缝。若过分振捣，则使混凝土离析，影响强度。

1.4 拉力杆、传力杆的施工设置影响

(1)传力杆一端不涂沥青，不设管套，则胀缝端面板将被挤裂。传力杆设置方向与路面不平行，面板伸缩时，传力杆对面板产生压应力，造成面板拉裂。施工缝传力杆应用光圆筋，一半要涂沥青，允许其滑动。由于两边面板施工时间不同，凝结时产生的收缩步调不一致。若不能滑动，则受行车荷载或自然因素影响而致使此处产生拉裂。

(2)纵缝拉力杆其主要作用是拉住相邻板块不让它们分离，因而它应能够提供足够的拉力，以克服面层收缩时基层顶面所给予的摩擦力。所以，拉力杆应使用螺纹钢，长度达到设计要求，保证其与混凝土的粘接力。同时，必须保证拉杆的直径及间隔。否则会因拉力杆不能提供足够的拉力，面板收缩时纵缝隙会拉开而造成断裂。

1.5 面板切缝的影响

(1)切割时间:切缝太早，粗骨料从砂浆中脱掉，整个缩缝不规则、不整齐。切缝时间过晚，内部应力已产生，大于混凝土容许值，面板就会开裂。当然，操作时要根据外界环境的变化，调整切割时间。一般来说，气温高，切割时间要提早;温差大，也要提早切割。其次要采用机型小、转速快、振动小的机具，做到能切就切，宁早勿晚。

(2)切割深度:一般要求其深度控制在面板厚度的1/5～1/4之间，既不要过深也不能过浅。

(3)接缝料的选择与施工:接缝料性能不好，则杂物极易嵌入缝中，使接缝失去胀缩作用，板断裂。接缝料施工一定要精心操作，使灌缝饱满，做到满而不流。避免因接缝料施工粗糙，造成面层平整度差或导致路面水下渗到基层，致使基层软化。出现唧泥现象，以致基层局部水毁掏空，造成面板裂缝、断板。

2 水泥混凝土路面裂缝处理

2.1 混凝土裂缝预防措施

根据混凝土裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效得多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手。

(1)在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而出现的薄弱环节，并加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小对预防开裂越有利。

(2)原材料控制。

①新出厂的水泥不能立即使用，因新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解。

②采用低碱水泥和非活性集料。

③在保证基础工程设计所规定的强度、耐久性等要求和满足施工工艺要求的前提下，混凝土配合比的选择应满足合理使用材料、科学地选用材料配比，减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则。掺加矿渣与粉煤灰以减少水灰比、水泥用量。在保证强度的前提下，有效降低水化热，延迟峰温出现时间，抑制混凝土温度裂缝的产生。掺用矿渣与粉煤灰的自生收缩是膨胀变形，对混凝土的抗裂性是有益的。同时由于矿渣水泥混凝土及掺粉煤灰混凝土的自生膨胀变形是稳定的，所以在工程实践中应尽量采用。

④施工方案。良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要确定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说应尽量留在变截面处或远离受拉钢筋部位，设在混凝土的受压区，确定浇筑时间的原则是尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，为防止混凝土发生假凝现象，要控制混凝土的拌合物温度，应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

2.2 混凝土裂缝常见修补方法

(1)压力注浆法修补裂缝。

①机械动力法:利用压送设备(压力0.2～0.4MPa)将补缝浆液注入混凝土裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。

②低压注浆法:利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序是裂缝清理、试漏、配制注浆液、压力注浆、二次注浆、清理表面。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10min后，揭去胶布条露出小缝，粘贴注浆嘴并包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约0.5h可以对每个注浆嘴再次补浆。

(2)开槽填补法修补裂缝。

沿混凝土裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于结构允许开槽而宽度较大(大于0.5mm)但数量不多的裂缝，如墩台或路面混凝土的裂缝。