浅谈水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

王 凯

（成县交通运输局，甘肃 成县 742500）

随着西部大开发的不断延伸，我省公路建设节奏进一步加快。水泥混凝土路面在各等级公路的建设中扮演着重要角色，尤其在农村公路中以其强度高、稳定性好、施工方便、灵活等特点而应用极其广泛。然而，在近几年完成的水泥混凝土路面工程中普遍出现了一些路面断板、开裂等质量问题，导致维修费用增加和重复建设。为了提高水泥混凝土路面的质量，更好地服务于经济建设，下面就水泥混凝土路面各种裂缝产生的原因和防止措施做一些探讨。

1 水泥混凝土路面裂缝的类型和产生原因

水泥混凝土路面属于刚性路面，大面积平铺结构，抵抗形变能力较差。因此，在水泥混凝土路面建设和使用过程中，因外部环境因素和自身材料的特性影响导致水泥混凝土路面产生裂缝或断板。

1.1 水泥混凝土路面横向裂缝

横向裂缝一般沿着与道路中线垂直的方向开裂。通常出现在全填方路段和全挖方路段交界处、路基和桥梁交界处以及软弱土等处。车辆超载严重、路基发生不均匀沉降、面板厚度不足，混凝土强度低等都是造成混凝土路面裂缝的原因。

由于温度和湿度的变化，混凝土会产生热胀冷缩现象，这种变形如受到限制，将会使混凝土内部产生应力，应力集中超过极限值，混凝土就会产生裂缝。因此，水泥混凝土路面每隔一段距离要设置伸缩缝，而伸缩缝设置的合理与否直接影响着水泥混凝土路面的质量。如切缝尺寸不符合要求、切缝不及时、切缝深度不够、切缝未到头等因素均可导致混凝土路面发生横向裂缝。

1.2 水泥混凝土路面纵向裂缝

纵向裂缝是指水泥混凝土路面发生平行于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。其产生的原因是在路面施工后，由于地基不均匀沉降而导致出现裂缝，产生断板现象。如半填半挖路段、基层材料搅拌不均匀、基层碾压不密实、沟槽下沉、路基拓宽部分沉陷等原因导致路面板脱空，产生裂缝，甚至断板。

1.3 水泥混凝土路面网状裂缝

网状裂缝特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似，深度约为5mm～10mm。网状裂缝因混凝土浇筑后，在塑性状态时由于温度过高、风速过大，水份蒸发过快，混凝土干燥收缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。引起网状裂缝的因素主要有：

1）水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。

2）混凝土中的水灰比对收缩值的影响。当水灰比过大时，收缩值成倍增加，易引起网状裂缝。

3）粗集料的级配对收缩值的影响。级配不良时，空隙率增大，砂浆含量增加，收缩值相对增大。

2 水泥混凝土路面裂缝的防治措施

2.1 规范道路设计和施工质量

路面本身不能承受太大的荷载，它只能将大部分荷载传递到路面以下的路基，荷载随着传递深度的增加而不断衰减，此时，路基质量就显得尤为重要。因此路基设计质量和施工质量是保证水泥混凝土路面质量的前提条件。严格依据《规范》进行路基设计和路基施工，完善排水系统，使路基处于合理的、比较均匀的、可控的沉降范围之内，将会大大减少水泥混凝土路面的裂缝或者断板。

2.2 提高混凝土本身的性能

水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因在于混凝土的极限拉伸应变值太小，不足以抵抗干缩变形和温度变形。为了提高混凝土的极限拉伸应变值或抗拉强度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：

1）混凝土的极限拉伸值随着抗压强度的提高而有所提高，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C30、C35 等较高标号的混凝土。

2）采用碎石配制混凝土。因为采用碎石配制的混凝土的极限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。

2.3 提高混凝土施工质量

1）为了防止混凝土路面产生网状裂缝，一是在配制混凝土时严格控制水灰比和水泥用量，选择合理的集料级配和砂率；二是要在混凝土路面浇筑后及时用潮湿材料覆盖，防止强风和烈日暴晒。

2）加适当的外加剂。一般来说，加减水剂可以减少水泥混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸发速度，减少混凝土的收缩值。

3）合理运用混凝土的振捣方法，掌握振捣时间，路面板底、内部和边角不能欠振或漏振。加大对混凝土面层的振实力度，提高其密实度。

4）合理的切缝时间。合理的切缝时间对保证混凝土的整体质量有很大关系，切缝时间受混凝土强度的影响。切缝时间过早，水泥混凝土强度不足以达到切割强度要求，易产生缺边掉角现象；切缝时间过晚，则水泥混凝土温度应力不能得到及时释放，当温度应力超过混凝土抗折强度时，就会发生断板。水泥混凝土的最佳切割强度应控制在2.5MPa～3.0MPa 之间。当遇强风、阴雨条件或日温差较大的春季和秋季时，水泥混凝土路面板温度降值增加，相应增加温度应力值，此时应采用最短切缝时间，即采用低限值2.5MPa；当夏季日温差变化在10oC以内时板体最大降温值较小，可以保证切割完整率为主，采用高极限值3.0MPa 。

5）合理的拆模时间。一般混凝土抗压强度不小于8.0MPa 时方可拆模，拆模过早会因为水泥混凝土强度不足而导致路面板缺边掉角现象。

2.4 加强对完工后的水泥混凝土路面的管理和日常养护工作

1）水泥混凝土路面完工后其承载力基本确定，然而随着交通量的日益增加，货车超载现象日趋严重，将大大缩短水泥混凝土路面的寿命，加快水泥混凝土路面裂缝的发育，造成断板。因此，控制交通量，特别是杜绝货车超载现象，以减少水泥混凝土路面的裂缝。

2）日常养护工作为水泥混凝土路面的使用寿命提供可靠保证。公路工程建设与养护资金的合理投入，对公路使用年限至关重要，而公路建成后的养护，可以有效减缓公路使用品质的衰退。公路建设与养护之间的资金投入比例的谐调，不仅关系到公路正常运行，还能节约有限的资金资源。纠正只注重公路建设，忽略公路养护的思想意识，对减少水泥混凝土路面裂缝、断板等质量病害，延长水泥混凝土路面使用寿命有着深远影响和积极意义。

3 结束语

裂缝是水泥混凝土路面普遍存在的一种病害现象。由于设计、施工、使用过程中不符合规范和规律，也由于混凝土内在的原因及温度变形、湿度变化、地基不均匀沉降变形的影响，在水泥混凝土路面上难免发生各种类型的裂缝。但只要严格执行设计规范、施工操作规程和技术要求，在施工中切实抓好路基和路面基层强度、混凝土的配合比设计、施工工艺、掌握合理的切缝时间和切缝深度、及时进行混凝土的养护等各个环节，通过改善混凝土的质量和路面结构并采取有效的预防措施，对竣工后的公路的合理使用和积极养护等，水泥混凝土路面的裂缝现象是可以减少或者避免的。

［1］公路路基施工技术规范[M].人民交通出版社，2007，01.

［2］公路水泥混凝土路面设计规范[M].人民交通出版社，2011，12.

［3］公路水泥混凝土路面施工技术规范[M].人民交通出版社，2003，07.

［4］李玉寿.混凝土原理与技术[M].华东理工大学出版社，2011，07.