水泥混凝土路面裂缝成因及综合防治

农泽

（大新县公路管理所广西崇左　532300）

水泥混凝土路面裂缝成因及综合防治

农泽

（大新县公路管理所广西崇左532300）

水泥混凝土路面施工技术不断成熟，但有一些缺陷出现，其中最明显的缺陷就是裂缝，裂缝的存在使道路的使用性能受到影响，同时减少了道路的使用寿命。对水泥混凝土路面裂缝产生的原因进行了分析，并针对性地提出了相应的防治措施。

水泥混凝土路面；裂缝原因；裂缝预防措施

1　前言

随着交通运输事业的发展，道路建设里程不断增加，对于道路存在问题的研究也来越多，基础设施建设不断完善的同时，理论研究也趋于成熟，裂缝作为水泥混凝土路面主要病害之一，很多专家都对其做过深入的研究，得出的一致结论是：水泥混凝土路面的裂缝是不可避免的，但有害程度是可以控制的。本文对水泥混凝土路面裂缝的种类、分类、成因以及预防措施做了简单介绍，旨在使裂缝的危害程度降到最低，更好地提高道路的使用性能。

2　裂缝的种类

混凝土路面常见的裂缝有纵缝、横缝和浅表层发状裂缝三种。其中，纵缝的危害较大，从外观上看纵缝一般较长较宽，并且最终容易扩展成网状裂缝，对于道路的损害是极其严重的。横缝因其危害程度的不同可以分为两种：一种横缝的外观主要表现为缝短而细浅，主要出现在混凝土硬结以前，对于此种横缝可以通过抹面加以缓解，并注意做好混凝土的养生工作，危害较小；另一种出现在混凝土硬结以后，早期这种横缝较细，通车以后经过一段时间缝逐渐变宽，引起混凝土板块的断裂，所以这种裂缝对于路面的破坏是非常严重的。浅表层发状裂缝，顾名思义它只是面层裂纹，不深入混凝土内部，在外观上看呈不规则的多边形，这种裂缝会导致面层损坏，并不深入混凝土内部，但是此种裂缝会影响路面的耐久性和抗磨性，施工中也要严控质量关，以防止此种裂缝的发生。

3　水泥混凝土路面裂缝的分类

（1）根据裂缝厚度方向发生程度的不同，可以分为表面裂缝和贯穿裂缝。混凝土混合料过早过快干缩是引起表面裂缝的主要原因，这种裂缝在外观上表现为厚度方向未完全断裂，水泥混凝土路面出现表面裂缝以后，如不及时维修养护可能会发展成为贯穿裂缝，贯穿裂缝是已折断成两块以上的裂缝。

（2）按裂缝发生方向的不同可以分为：横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝。

（3）按裂缝发生时期的不同可以分为：早期裂缝、使用期裂缝。

（4）按路面损坏程度的不同可以分为：轻微、中等、严重。

4　水泥混凝土路面裂缝产生的原因

应力作用是引起水泥混凝土路面产生裂缝的根本原因，外在的应力主要包括：温度应力与荷载应力，当外在应力超过混凝土的抗拉强度及与基层间的摩擦力（包括静摩擦力和粘结剪应力）时，混凝土路面就会破坏。归纳为四个方面的因素：路用材料因素、混凝土配合比因素、路面结构层施工不当的因素及施工工艺的因素。

4.1路用材料因素

（1）水泥的性能指标不合格，主要表现在水泥的安定性差及水泥的水化热过高，水泥的指标不达标会影响路面质量并导致混凝土裂缝。

（2）使用干缩率大的材料做混凝土路面也易裂缝，典型的干缩率大的材料如火山灰、矿渣等，不宜用做水泥混凝土路面材料，所以在路面材料的选择上要综合考虑。

（3）砂石集料含泥量及有机物含量超标，会引起水泥与砂石之间粘结不良，在外界应力的作用下水泥混凝土路面极易破坏，从而造成早期裂缝。

4.2混凝土配合比因素

（1）并不是水泥用量越多，水泥混凝土的质量就越好，水泥用量过多，也会引起混凝土裂缝，由于混凝土的收缩率正比于水泥用量，体积干缩只是水泥引起的，砂石集料不会干缩，所以施工中控制好水泥用量至关重要。

（2）水灰比偏大，为了满足混凝土和易性，施工中往往采用较大的水灰比。实验表明水灰比0.27左右是水泥完成水化反应所需的一般值。若采用较大的水灰比，多余的水分会随着混凝土结硬过程逐步蒸发，引起混凝土内部空隙增大，强度降低，导致混凝土裂缝。

（3）含砂率偏大，则单位体积下的混凝土用灰量和用水量都相应增加，干缩量也因此而增大，较大的干缩量容易引起混凝土板块裂缝。

4.3路面结构层施工不当的因素

路面结构层的施工不当会导致裂缝的产生，基层施工不当主要表现在：标高失控、施工不平整、基层干燥、压实不足等，产生不均匀沉降，从而导致开裂；面层施工不当主要表现在：混凝土混和料搅拌不均匀，运输过程中产生分层离析，养护不合理等原因。

4.4施工工艺的因素

裂缝的产生往往与施工工艺有着直接的关系，施工工艺的影响主要包括两个方面：可控因素影响、偶然因素影响。

（1）可控的影响因素是施工工艺中主要的影响因素，是可以人为控制的影响因素，与施工方法、施工技术的成熟程度、专业施工器械的使用、养护过程息息相关，例如：混凝土集料搅拌时间不够、传力杆安装不当、养护不及时、拆模过早或冬季施工过早去除保温层、施工车辆过早放行等等，对于由可控因素引起的混凝土路面裂缝，在施工过程中必须严格把关。

（2）偶然的影响因素是施工工艺中次要的影响因素，是不以人的意志为转移的影响因素，例如：因停电、机械故障、下雨等原因造成的施工中断以及气温的突然下降过大，偶然因素的影响是次要的，施工中可以通过相应的措施加以弥补。

5　预防措施

5.1从材料上控制

（1）施工前要检测水泥的安定性及强度，安定性差、强度不足的水泥不得使用，应选择同一厂家、同一批号、同一标号的水泥，水化热低、干缩量小并且由旋转窑生产的道路硅酸盐水泥质量较好，施工时建议选择此类水泥，同时选择水泥时还要考虑施工季节的影响。

（2）火山灰水泥或矿渣水泥属于干缩率大的材料，在混凝土路面施工中不宜使用。

（3）砂石集料含泥量超标时，应重新选择质量合格的料源，骨料的含泥量应控制在3%以内，石子的硬度和抗压碎能力应达标，骨料的级配应满足施工图纸中的要求。

5.2从配合比上控制

（1）在混凝土强度满足的前提下，水泥用量应进行合理控制，标号高的硅酸盐道路水泥强度高、水稳性好，可以选为混凝土路面材料。

（2）在拌和材料时，要严格控制混凝土水灰比，水泥用量误差不超过1%。

（3）及时测试含砂率，以便调整用水量。为保持水灰比准确，可以通过使用合适的减水剂改善混凝土和易性。用水量误差应控制在1%以内，外加剂误差应不超过2%。

5.3从路面结构层施工上控制

5.3.1基层质量的控制

（1）对于水泥混凝土路面，应采用水泥稳定类基层，条件允许的地区可采用水泥稳定风化料基层。水泥的含量一般应控制在4～5%之间。

（2）为保证拌和物的均匀性和配料准确，基层料的拌和建议采用厂拌法。

（3）基层施工时，严格控制顶面标高和平整度，按照规范要求进行碾压。

（4）加强基层的养护工作，在混凝土路面施工之前应保证基层面的湿润状态。

5.3.2面层质量的控制

（1）为保证和易性，应准确掌握拌和物配合比并严格控制用水量。采用机械拌和时间必须满足不少于90s，若拌和过程中须掺外加剂，搅拌时间应适当延长。拌和前检测集料温度，若集料温度过高，应采取降温措施再配料拌和。原材料进入搅拌筒有明确的顺序，先后依次为石子、水泥、砂。

（2）混凝土路面施工前，为保证施工的连续性，应提前做好各种准备工作，保证各种机械正常运转。

（3）混凝土路面铺设完成后，一定要做好路面的养生工作。混凝土抹面工作完成2h后，用手指轻压混凝土表面，如果没有痕迹则开始进行养生。常用的方法为草帘覆盖，上面洒水湿润，根据混凝土表面湿度情况确定洒水次数。养护时间视气温而定但不得少于14d。

5.4从施工工艺上控制

5.4.1可控因素的控制

（1）根据机械性能准确掌握混凝土的拌和时间，拌和好的混凝土在外观上表现为颜色均匀一致、干湿一致。

（2）安装传力杆时要注意，传力杆轴线方向与切割面相互垂直。为防止传力杆破坏，在传力杆上均匀涂沥青隔层或套塑料管。

（3）养护时为了操作方便往往采用没有覆盖物的洒水养护，这种养护方法不够合理，必须采用优质养护剂或湿法养护，同时养护的时间必须要有保证，根据混凝土强度增长情况确定养护天数，一般宜为14～21d。

（4）根据季节及温度情况、施工规范要求，保证拆模时间不早于最早拆模时间。

（5）混凝土路面开放交通的时间必须严格控制，过早地开放交通，混凝土强度还没有达到设计强度，对于路面的损害会很严重。

5.4.2偶然因素的控制

（1）混凝土路面施工开盘前，要充分做好准备工作，仔细检查各种机具设备，确保其完好。对于出现故障的设备，要及时修理，严禁机具带病作业，同时施工现场要有备用机具，为保证施工的连续性，运输道路必须畅通无阻。对于可能遇到的气候突变、停电、停料等情况，应提前做好相应的预案。

（2）对于温差变化较大的季节或地区，水泥混凝土路面施工时，要注意由温度变化引起的影响，在振捣完毕后，要立即架设遮阳棚，避免阳光直接照射。

6　结语

要防治混凝土路面早期裂缝，必须从原材料、设计、施工等各个环节重视质量，严格按标准、规程、规范办事，严控各个检查、试验、监理、监督环节，采取有效的设备、机械、精心设计、精心施工。不合格材料坚决不入场，不合格设备、机械坚决不使用，不合格的工艺不许开工，不应该施工的时间不作业。要进行充分调研，进行必要试验，安排一定试验路段，不断总结经验，指导生产。

[1]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJD40-2011）[S].

[2]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTJF30-2003）[S].

[3]《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2011）[S].

[4]冯乃谦.实用混凝土大全[M].北京：科学出版社，2001.

U418.6

A

1673-0038（2015）15-0190-02

2015-3-11

农泽（1983-），男，助理工程师，本科，主要从事农村公路养护及农村公路建设（水泥混凝土路面）工作。