浅析水泥混凝土路面裂缝类型与防治措施

宋宝林

（通渭县县乡公路管理局，甘肃 通渭 743300）

砼路面直接承受行车荷载的作用，受气候、水、温度等因素的直接影响，因而在使用过程中是最容易受到破坏的结构层。笔者参加通渭县水泥混凝土路面工程项目建设管理，对建成的水泥混凝土路面，有个别路段出现裂缝、断板等病害 ，根据水泥混凝土路面的特点，结合水泥混凝土路面的使用情况，分析水泥混凝土路面裂缝的类型及产生的主要原因及防治措施。

1 水泥混凝土路面裂缝的类型

1.1 纵向裂缝

纵向裂缝。纵向裂缝是指和路线走向平行或基本平行的裂缝。产生原因主要是路基填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等，导致路基不均匀沉降，从而使路面板体在自重和行车压力作用下产生纵向裂缝。

1.2 横斜向裂缝

横向裂缝。横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝，其产生的原因主要有水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。

1.3 断板

混凝土断板是指水泥混凝土路面在施工养生期或正常使用过程中在无切缝处产生裂缝，经发展使整块混凝土板块断裂形成两块或两块以上不规则的现象。断板是水泥混凝土路面的主要病害之一，特别是施工期间出现的断板，将直接影响到水泥混凝土路面的使用年限。

2 裂缝的成因

通渭县地处“甘东黄土地区（Ⅲ3）”，黄土沟壑纵横，地形起伏较大。沿线地貌单元较单一，多为从塬上发育的沟谷侧蚀扩展残余的岭和梁。境内气温的纬向分别不大，垂直分布差异明显。年平均气温3～8℃。 年均最高 8.2～13.2℃,平均最低气温 0.1～1.0℃,平均降水在 451～500mm，同一地区的降水量，随地势增高而增大。全年降水量主要集中在7、8、9三个月，且常以暴雨出现，占全年降水量的53%左右，年降水量年季变化大，春季及初夏极易发生干旱，夏秋则易出现旱涝灾害。区域属渭河水系，为季节性河流，无常流水，且地下水埋藏较深。结合本地区地理条件，就水泥混凝土路面裂缝原因分析如下：

2.1 裂缝的成因

2.1.1 路基、基层的影响

（1）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；（2）地基强度不均匀，路基填料混杂或压实不好，产生不均匀沉降，导致混凝土板产生裂缝；（3）路基软弱，未压实，或路面基层强度不足，沉降量过大，混凝土板受弯产生裂缝；（4）半填半挖路段，填挖交接处未按要求进行处理或处理不好，或填方部分未压实，导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝；（5）老路拓宽，新填土部分施工方法不当等。

2.1.2 水泥混凝土质量的影响

（1）不同标号及品种的水泥混杂使用，硬化时间及收缩量不一样同样会形成裂缝；（2）集料质量的影响。级配不良的集料间孔隙过大，水泥砂浆集中，局部收缩加大，出现裂缝；（3）搅拌质量的影响。搅拌时必须按照施工配合比顺序加料，并保证搅拌时间不低于规范要求，并且最长时间不得超过最短时间的3倍；（4）振捣质量的影响。应保证振捣器在每一位置振捣的持续时间，以拌合物停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准，并不宜过振。振捣不足，易使混凝土中出现气孔、蜂窝，在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝；（5）养护的影响。混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。如果养护不及时，就会造成顶面失水快，收缩迅速；板底失水慢，收缩缓慢。因此一定要加强混凝土的早期养护，在表面收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为14天～21天；（6）切割时间和切缝深度的影响。当混凝土达到设计强度的25%～30%时，应采用切缝机进行切割。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。切缝深度应按规范要求；（7）传力杆的影响，胀缝传力杆的质量控制主要有两点，一是传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；二是传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂；后者处理不好传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。

2.2 断板成因

断板现象指水泥混凝土路面板产生纵向(顺行车方向)、横向(垂直于行车方向)贯穿板厚的裂缝。

2.2.1 纵向断板成因

纵向断板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贯穿裂缝。其产生的原因是在路面施工后，由于黄土地基沉降不均匀而导致出现不均匀裂缝；基层碾压不实，未达到密实标准；基层材料拌合不均，导致基层不均匀沉降；路基拓宽部分未充分结合压实等原因导致路面板脱空等都会产生断板。

2.2.2 横向断板成因

横向断板是指水泥混凝土路面发生垂直于道路纵轴线方向的断板板厚的裂缝。其产生的原因：一是由混凝土本身抗拉强度太低造成的；二是由于施工不当所造成。

混凝土抗拉强度很低，一般只有混凝土抗压强度的1/17～1/18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗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。也就是说，这些变形量超过了混凝土的极限拉伸应变值时，混凝土就产生裂缝，过大时则引起断板。

由于温度和湿度的变化，混凝土会产生体积膨胀和收缩现象，这种变形如受到限制，将会使混凝土内部产生内应力，就有可能产生裂缝。因而水泥混凝土路面上每隔一段距离要设置胀缝或缩缝，而切缝质量的好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。如切缝时间掌握不当，切割不及时；切缝深度不符合要求，切缝过浅；切缝未切到头等因素均可引起混凝土路面发生横向断板。

3 防治措施

3.1 提高混凝土本身的性能

水泥混凝土路面产生裂缝等病害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采用C30以上较高标号的混凝土。

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。

3）控制混凝土骨料的最大粒径。采用最大粒径较小的骨料配制混凝土时，可以提高混凝土的极限拉伸值。因此《规范》中 限制骨料最大粒径在一般公路中不超过31.5mm。

3.2 提高基层施工质量

水泥混凝土路面基层应具有较高的强度、较高密实度和较好的水稳性。因此，在路基施工中，应严格按施工操作规程进行，做到分层填筑、分层碾压、分层测试。每层的压实厚度、压实度及平整度都要满足设计要求和规范要求。

3.3 提高混凝土施工质量

1）为了防止混凝土路面产生表层裂缝，一是在配制混凝土时严格控制水泥用量、水灰比和砂率，选择合适的集料级配；二要在混凝土路面浇注后及时用养生土工布等潮湿材料覆盖，防止强风和烈日暴晒。尤其在炎热季节施工时，应浇完一段，养护一段。

2）及时切缝很重要。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，由于大面积混凝土约束会出现裂缝，扩展后形成断板。一般混凝土的切缝时间是在拆模后12h～24h左右(可以根据每季度气温的高低适当调整切缝时间)。

3）加适当的减水剂。一般来说，可以减少混凝土的用水量，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。

4）在浇注混凝土路面前，要将基层浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。

4 结束语

水泥混凝土路面出现裂缝的原因很多，但主要是路基沉降、基层强度不均匀，接缝料失效，混凝土质量，不按规范施工，养护不到位造成的。在建设过程中科学管理，严把质量关，能最大限度地减小路面病害的发生率。对已经出现和形成的病害，应查明原因，对症下药。水泥混凝土路面出现病害不好修复，应从设计、施工、养护等方面综合考虑，认真做好每一项工作。

［1］JTG/T F30—2014.公路水泥混凝土路面施工技术细则[S].

［2］JLJ 034—2000.公路路面基层施工技术规范[S].