水泥混凝土路面裂缝成因分析及预防处治对策

黄华军

【摘 要】 在全国范围内的道路建设中，水泥混凝土的应用最为广泛，在水泥混凝土路面的修建过程中，路面出现裂缝往往会影响公路的运行质量，在问题不断加剧的状况下，会所短公路的使用寿命，所以在水泥混凝土路面刚出现裂缝时就及时采取预防措施，能避免问题的加剧，保证公路的安全使用。基于此，本文对水泥混凝土路面裂缝问题进行了具体分析。

【关键词】 水泥混凝土；裂缝成因；处治对策

水泥混凝土是由水泥、集料（粗集料、细集料）、水、外加剂等按一定的比例搅拌成型，经硬化而成。随着交通运输的发展，作用于交通设施上的荷载也越来越大，因此，对道路水泥混凝土的性能有着抗折强度高、耐磨耗、胀缩性小等特殊要求。

一、水泥混凝土路面裂缝的表现形式

水泥混凝土路面由于强度高、稳定性好、耐久性优良、日常养护工作量少、施工机械简单、抗水害能力强、水泥来源广以及便于夜间行车等原因，在全国范围内得到迅速发展，但一些路面裂缝问题影响了路面质量和道路建设，这些裂缝现象的主要表现在：（1）龟裂。龟裂是指混凝土路面表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝，裂缝很浅，常在初凝期间出现。（2）横向裂缝。横向裂缝主要是沿混凝土路面板横向贯穿的裂缝。（3）角隅断裂。角隅断裂主要是指混凝土路面边角破损或缺角断裂，剥落面呈垂直并贯穿于整个板厚。（4）其它裂缝。还有一些常见的裂缝如，化学反应引起的裂缝，纵向裂缝，交叉裂缝，检查井附近的裂缝等等。

二、水泥混凝土路面裂缝产生的主要原因

1.设计方面

设计的時候对路段交通量的调查统计数据不准确水泥混凝土各项参数选择不当都有可能导致路面过早出现裂缝。

2.水泥的水化反应

水泥作为混凝土粗细骨料的胶结物在拌和、运输、摊铺过程中水泥与水始终存在水化反应，反应过程中释放大量热能，常使内部温度上升到50℃以上终凝后12h后可达到80℃-90℃容易形成内外温差，造成较大内部膨胀与外部收缩，从而产生较大的应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝。

3.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。

4.施工工艺的影响

配料时搅拌时间不够、过振或漏振等情况都将导致混凝土整体强度不一致将造成水泥混凝土的密实度不均匀；混凝土在运输和摊铺过程中操作不规范棍凝土发生离析现象；真空吸水搭接处理不当会造成漏吸造成早期裂缝；由于运输机械、电源动力等发生故障时，造成混凝土施工长时间间断不连续，前后浇筑的混凝土凝结时间不同整体性不好形成断板；假缝做得不好，形成该开裂的地方不开裂，不该开裂的地方反而开裂。

5.客观环境的影响因素

水泥混凝土路面是需要长期暴露在外面，与各种气候条件产生作用，发生反应，所以客观环境对于水泥混凝土路面裂缝问题的影响是显著的，比如热胀冷缩的性质，气温过高或过低都对水泥混凝土路面产生影响，风速的大小也会影响水泥混凝土路面的水分蒸发，还有高温，降雨，热度，空气湿度等因素，包括一些极端天气的出现都会对道路裂缝问题的出现产生影响。

6.道路排水的影响因素

如果水泥混凝土路面长期受水浸泡，就极容易出现裂缝的现象，因为地表水下渗，对于路基的强度和耐久性都会产生不同程度的影响，长期的大面积积水浸泡会使路面软弱，造成路面大面积的病害，所以说道路的排水问题对于水泥混凝土路面质量的影响也是显而易见的。

三、水泥混凝土路面裂缝养护分析

要减轻水泥混凝土路面的开裂破坏，从设计阶段开始，每一步都要严格控制。道路设计时，要充分调查当地的交通状况，选择适合的道路等级和道路结构，对当地的地质条件充分考察以做好防水防冻垫层的设计。

1.预防性养护

和沥青路面相比，水泥混凝土路面最大的劣势在于，路面一旦破损修补十分困难，因此，在路面还没有破损或只有轻微破损时的预防性养护意义重大。预防性养护的定义：公路一旦投入使用，即进入养护期。为了更好地保持公路路面的使用性能，延长公路路面的使用寿命，从运营管理和经济技术的角度，选择适当的时间，在适宜的路段，根据路况检测具体结果和养护标准的要求，采取适用的路面保全措施而进行的养护工作，就称为预防性养护[3]。做好预防性养护就要明确最佳养护时机，选择合适的养护对策，做到有针对性的对混凝土路面进行预养护，不同时机不同养护措施对混凝土路面的养护效果以及所获收益都不相同。

2.经常性养护

为减少水泥混凝土路面的损坏，还要做到经常性养护。首先，要有效控制大型货车的严重超载现象，减轻路面的超负荷轴载。对已经出现的轻微病害要及时治理，以防破坏进一步加剧。做到定期对路面进行检查，对那些填缝料已经老化的部位及时更换，以防破损后污物及水的进入，做到有缝必封。做好边沟及路面排水，减轻或防止水损害的发生。

3.裂缝修补措施

水泥混凝土路面裂缝形式多样，最为普遍的修补措施就是灌注处理，相应的技术选择可根据裂缝具体情况进行确定。对于表面非扩展性裂缝可采用压注灌浆法，缝口较宽的局部性裂缝采取扩缝灌浆法，对贯穿全厚的裂缝采用条带罩面法。对裂缝填补时，要严格控制缝隙内及缝隙壁的清洁，将缝隙内的杂物清除干净，用高压气体吹净缝隙内尘土并用稀释的沥青涂刷缝壁，同时还要确保缝隙内部的干燥，缝隙填好后用烙铁烙平确保填缝密实。除采用灌注各种密封材料的密封性修补措施外，对于那些面板上仅有一条且无明显沉降的裂缝，可以采用斜向植筋补强措施。对可能造成开裂、断板的板底脱空，可以采用压浆法进行处治。此外，加铺沥青层是旧水泥混凝土路面有效的修补措施，沥青层消除了原有缝隙处可能引发的卿泥、断裂、脱空等病害，同时提高了路面的平整度和抗滑性能。

四、水泥混凝土路面裂缝相关预防措施

1.加强施工设计，防患于未然

防治水泥混凝土路面出现裂缝问题的有效手段之一，就是在施工前严格把握好施工设计中的相关质量因素，并在施工过程中加强质量管理，严格按照施工程序进行；在施工设计时，应该充分考虑到施工路段的地质，气候，人文等各项環境因素，综合分析后制定出有效的路面结构，路面参数，路基填料，碾压方案等措施，合理优化施工材料和施工设备的选择，加强施工技术的应用，在水泥混凝土路面的设计计算理论中，尽管考虑了温度疲劳应力等因素。

2.合理控制水灰比

合理控制水灰比，以便减少混凝土本身体积的收缩率，同时使用含碱量较低的水泥，避免膨胀过大，减少水泥中游离CaO的含量，以减少混凝土在硬化后固相因体积增大而出现裂缝的可能

3.采用合适的水泥

使用水化热比较低的水泥，以控制混凝土膨胀值，尽量避免使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，在混凝土中掺入矿渣粉、粉煤灰等活性矿物掺合料，以便降低内部温度上升速度，减少温度裂缝的出现，同时采取相关人工降温措施，对表层混凝土进行保湿。

4.严格控制水泥浆量

水泥浆量直接影响干缩变形的大小，在其他材料不变的情况下，水泥浆量越多则干缩率也越大，混凝土的干缩直接来源于水泥浆的干缩；在混凝土的水泥比、集料与水灰比相同的条件下，砂率直接影响干缩率，因此，砂率的选用必须要合适。

5.选择合适的材料

选材时应该根据施工条件、使用环境、工程使用的部位而选择不同品种的水泥，在施工过程中，应该进行监督，杜绝以次充好的现象，避免出现豆腐渣工程，在其他材料选材中，同样要严格把关，不得乱选材料。

6.把握施工时机、多机操作

在施工过程中，要根据机械本身性能准确掌握砼拌合、捣鼓时间，一般最短砼拌合时间应超过最长砼拌合时间的三分之一，同时捣鼓要密实。应严格控制切缝时间，在拆模的lO～12小时，应进行切缝，在切缝时，采取多机同时作业，确保在最佳作业时间内完成任务，缝深一般为板块本身厚度的l/3～1/4，同时，在作业时，要对路面进行保湿。避免出现断板。

7.选择适宜的切缝时机

严格以混凝土强度控制切缝时间肖混凝土达到设计强度的25%一30%时航压强度达到5一10MPa时实施切缝为最佳。如果施工现场气温较高风速较大温差大时，Dt割时间要适当提早。切缝深度应控制为板厚的1/4一1/5使剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。

8.提高基层质量

水泥混凝土路面基层应具有较好的密实度、足够的强度和水稳定性，因此对不良土质的路基，应做特殊处理方可使用，加强自检保证密实度和强度。

综上所述，水泥混凝土路面裂缝的产生是综合因素作用的结果，既有其内部原因，也有其外部条件。实践证明，只要认真分析裂缝形成的原因，采取正确的方法予以防范，在施工过程中严格管理，就可以最大限度地降低裂缝的产生，提高水泥混凝土路面的质量和使用寿命。

参考文献：

[1]庄时针.水稳基层沥青混凝土路面裂缝成因分析及处治对策研究[J].交通建设与管理，2014，06：57-59.

[2]赵露松，段廷辉.水泥混凝土路面裂缝成因分析与预防措施[J].技术与市场，2014，07：102+104.

[3]沈鑫东.半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及处治对策[J].民营科技，2014，10：162-163.