堤顶防汛道路路面裂缝原因分析与处理

左 兵

（安徽省怀宁长江河道管理局，安徽 安庆246053）

引言

随着我国经济发展和国家对水利建设方面的投入，我国一些重要堤防都修建了堤顶或堤后的防汛专用道路，水泥混凝土材质在防汛道路中应用较为广泛，在运行中混凝土路面由于各类交通工具的外加荷载、其他外部环境的作用及标准低、工程建设过程中的疏漏和养护不到位，都是路面产生裂缝的重要原因，严重影响车辆通行和防汛物资调运。同马大堤怀宁皖河段属国家二级堤防安徽省同马大堤的组成部分，全长11.277km，堤防顶部宽度8m，堤身为砂质壤土。1998、1999年长江流域连续2年发生了较大洪水，同马大堤怀宁皖河段堤防在汛期出现多处较大散浸险情，为了提高堤防防渗能力，国家投资对险工段堤防实施了混凝土防渗心墙工程，由于心墙部分与堤身土壤压缩性不同，那么在上面修建混凝土路面，随着运行时间增加和载重车辆通行，路面会出现裂缝。为此，分析及避免造成混凝土路面裂缝的发生，对于确保混凝土材质道路总体品质，促使堤顶防汛道路的健康运行具有非常重大的实际应用价值。

1 堤顶防汛道路混凝土路面发生的相关问题

1.1 我国城镇化发展的总体形势

伴随着我国城乡各类工程建设水平的高速发展和进步，车辆的保有量日益增加，一般情况下，城镇周围的防汛堤坝道路已经作为了城镇道路网络中的重要环节。堤坝顶部水泥混凝土道路表面受到各类侵袭日趋严重，加之平时的维修保养落实不到位，维护工作的专业化体系、物业化框架系统尚未搭建完全，导致某些道路表面出现龟裂，这样在雨季可能向基础部分渗水，导致道路基础变软，在渗透部分没能彻底干透的状况下，如果车辆路过该部分路面对其造成碾压，就会使比较小型的坑洼瑕疵、积水及渗水情况更加严重，小坑可能演变成大坑，形成恶性循环的态势，如果没能尽快修补相关缺陷，将会大大影响道路的使用寿命。加上相关的单位缺乏专业维护人员、缺少专业工程机械设备来进行路面的维修及保养，遇到通行困难的情况最多只是临时采用砖头或者杂物进行铺垫，因为各种材料的实际承载力有很大的区别并且很难紧密结合，另外也不能发挥封堵渗水的实际作用，这类情况也大幅度减低了道路表面的服役年限。

1.2 堤顶防汛道路建设标准

受堤防设计标准限制，一些堤顶宽度不足8m，堤顶防汛道路一般宽度为5.5～6m，防汛道路主要功能是保障水利工程运行管理和汛期防汛车辆通行及抢险物资的运输，所以设计标准较低达不到城市公路建设标准。但在实际中一些堤防通过城镇或村庄时，堤顶防汛道路就作为当地居民出行重要交通道路，较大的车流量和重型车辆通行给堤顶防汛道路带来一定程度的破坏。

1.3 施工作业品质把控不利

路基是道路工程的基础，路基的质量决定了道路的使用年限，堤顶防汛道路修建在堤防顶部，堤防为后期采用人工、机械等运送土方填筑而成，当堤顶作为路基时，严重影响了稳定性和整体性。以前混凝土路面施工中混凝土是以现场搅拌为主，给相关施工现场作业带来不确定性，导致施工作业品质很难得到保证。

2 水泥混凝土路面出现裂缝的原因分析

2.1 水泥混凝土路面出现横向裂缝的原因分析

2.1.1 水泥混凝土路面未能实时进行切缝处理导致裂缝

因为温度变化及干缩导致水泥混凝土路面出现断裂现象。水泥混凝土连续灌筑的距离越长，施工作业时温度越高，该基层表面就越粗糙进而越容易产生断裂现象。

2.1.2 水泥混凝土路面切缝深度过浅导致裂缝

因为水泥混凝土路面横截面未能经过显著削弱，内部应力无法得到释放，进而在将近缩缝位置发生瓣收缩缝[1]。

2.1.3 水泥混凝土路面基础出现不均匀深陷导致裂缝

因为水泥混凝土路面基础穿过河浜、沟槽及加宽道路等位置，引起水泥混凝土路面基础出现脱空现象进而断裂。

2.2 水泥混凝土路面出现纵向裂缝的原因分析

水泥混凝土道路路基出现不均匀沉陷现象，假如因为纵向沟槽出现沉降、路基加宽区域塌陷、路堤一端出现积水、排灌作业等引起路基基础出现沉降现象，板块悬空进而出现裂缝。因为水泥混凝土道路基础不稳定，在车辆通行产生的荷载及降水、温度变化等等外部作用条件下，出现塑性变形或因为水泥混凝土路面基层原材料水稳定性不佳，出现湿软、变形及体积膨胀的现象，引起各种形态的开裂，纵向裂缝也是当中一类失效形式。水泥混凝土板厚度和道路基础整体强度不达标引起的荷载型裂缝。

2.3 水泥混凝土路面出现龟裂现象导致裂缝的原因分析

2.3.1 水泥混凝土浇筑以后，道路表面未能尽快进行覆盖

在比较湿热或者风速较大的天气条件下，道路表面游离水分蒸发速度飞快，导致水泥混凝土体积大幅度收缩，进而导致道路表面开裂。

2.3.2 水泥混凝土搅拌过程中水灰比例偏差过大

水泥混凝土模板和垫层内部相对干燥，吸收水量较大。该状况导致水泥混凝土使用量和砂率过大。

2.3.3 水泥混凝土表层振捣或者抹平过度

水泥混凝土表层振捣或者抹平过度引起水泥混凝土及细骨料过多上浮到表面的比例过大，导致水泥混凝土表面收缩开裂。

2.4 水泥混凝土路面出现干缩现象导致裂缝的原因分析

在夏天气温较高的时间段进行施工作业，水泥混凝土材料的表层水分蒸发速度非常快，导致水泥混凝土路面极易出现干缩现象，干缩引起的形变能导致水泥混凝土表面裂缝的产生[2]，一旦出现这种状况就必须尽快通过洒水的方式对水泥混凝土路面进行养生处理，降低干缩裂缝（见图1）出现的概率。

图1 干缩裂缝

3 防止水泥混凝土路面出现裂缝的措施

3.1 水泥混凝土路面出现横向裂缝的预防措施

认真把控水泥混凝土道路表面的切缝节点。当持续灌注部分较长，切缝装备欠缺时，可于二分之一位置处开始，随后分段开锯；间隔几十米距离设置一处压缝，用来降低收缩过程的应力累加。确保基础稳固、不会发生沉降。在沟槽、河浜回填位置需要依照相关要求，满足材质密实、铺设均匀。选取干缩特性小的硅酸盐水泥混凝土或硅酸盐水泥混凝土。并尽快进行养生作业。

3.2 水泥混凝土路面出现纵向裂缝的预防措施

针对路基，需要分层碾压，确保均匀、压实程度不小于0.97。对于新旧路基的交接界面处设计台阶，确保衔接处的压紧严格，预防滑移。河浜位置处，淤泥要完全去除；沟槽位置处，需要确保回填材料水稳性及压实程度良好，用以减少沉降程度[3]。拓宽路段需要强化土基，确保有某些厚度的基层可以全方位铺设。

3.3 水泥混凝土路面出现龟裂现象的预防措施

水泥混凝土路面在浇筑施工以后，需要及时使用湿润的原材料对道路表面进行覆盖处理，同时进行浇水养护，防止暴晒及风吹。在夏季温度较高的天气状况下进行施工作业时，需要采用搭棚施工的方式。在配制水泥混凝土时，需要按比例配比水灰和水泥的使用量，选取合理的粗集料和砂率。在浇筑水泥混凝土路面时，需要对基层及模板进行浇水湿润，避免吸收水泥混凝土中的水分。

3.4 加强水泥混凝土板体接缝的施工作业品质

水泥混凝土接缝处质量的优良直接影响到施工作业完成以后路面的平整状态，该状态会制约水泥混凝土路面的使用周期。不但要求相关道路工程设计人员规划科学合理且要求施工作业者做到认真施工，全力确保接缝处的品质。切缝品质的优良与水泥混凝土板体的品质是密不可分的关系，切缝长度需要满足相关标准的技术要求，切缝周期不允许有较大的时间偏差，需要依据气温的变化选取合理的时间对水泥混凝土路面进行切缝。

3.5 加强水泥混凝土道路表面的养护作业

加强水泥混凝土路面科学养护作业，是降低水泥混凝土路面出现裂缝的关键方法，在水泥混凝土路面初期成型以后，应该立刻针对水泥混凝土路面实施养护施工。在夏季温度较高的天气状况下进行施工作业时，需要实时进行洒水，规避因为水分子快速散失导致产生过量的收缩；在冬季温度较低的天气状况下施工作业时，需要做好保温施工作业，通常状况下是在地面上铺盖一层较厚的湿麻袋，需要每天准时进行洒水对水泥混凝土路面进行养生处理，使水泥混凝土路面保持湿润的状态，以避免由于温差的因素导致出现干缩等问题。

4 水泥混凝土道路表面裂缝的治理解决方案

4.1 横向裂缝的解决方案

在板块出现裂缝比较大的状况下，咬合功能被大幅减弱时，需要进行局部翻挖作业及修补施工，首先顺着裂缝两端一定范围区域内画出标线痕迹，标线的最小宽度不能＜1.2米，标线需要和中心线呈现垂直关系及约束，随后顺裂缝方向进行锯齐作业，去除标线之间的水泥混凝土，进行浇捣新灌注水泥混凝土。在板块出现裂缝比较大并且区域增多的状况下，不适宜进行局部翻挖作业及修补施工，需要把整板进行更换处理[4]。使用聚合物注浆方法进行封缝或者顺着裂缝开槽方向注入弹性及刚性粘合修补原材料，能够起到封缝防水的效果。

4.2 纵向裂缝的解决方案

因填筑堤防土壤或因堤身修筑防渗心墙等原因可形成纵向裂缝（见图2），假如使用普通扩缝充填或者浇灌专业修补胶剂可能有一定程度的效果，但是该措施的耐久性没有保障。使用扩缝和增加钢筋的方法对道路表面出现的纵向裂缝进行修补能够达到非常理想的增强结果。翻挖重铺措施是一种常规的行之有效的对道路表面出现纵向裂缝进行修补的解决方案，但该方案的基层一定要保证品质稳定且可靠，否则需要从强化及稳定基层层面着手实施施工修补作业。

4.3 龟裂现象的解决方案

假如水泥混凝土在初次凝结以前产生道路表面的龟裂现象，可以使用镘刀往复碾压或者重新振捣的措施来进行去除龟裂现象，进而强化湿润覆盖的防护措施。通常状况下对构造强度没有任何影响，可忽略不计。在特殊条件下使用注浆方式实施道路表面涂层的处置来达到封闭裂缝的目的。

4.4 挖填式坑槽维修措施

图2 堤顶防汛道路纵向裂缝

采用挖填式坑槽维修措施是从起始的坑槽直接填充原材料的方式进行维修作业施工，该措施施工作业周期较长，但是施工作业效果非常明显，促使维修以后的坑槽使用期限提升了5～7倍左右，假如作业环境温度在0～24℃范围内一般情况下采用挖填式维修措施[5]。

5 结束语

综上所述，水泥混凝土路面在经过一段时间后出现裂缝现象是在道路工程施工作业过程中比较常见的，水泥混凝土路面裂缝的预防及治理是一项技术强度等级非常高、施工困难非常大的工作。可以依据各种类型的裂缝原因使用相对应的防治措施。怎样规避水泥混凝土道路表面出现裂缝的状况是相关道路工程技术人员及操作者需要协同处理的问题。以现阶段的施工作业水平及管理模式来看，想要从根本上解决该类问题还存在一些困难，目前的技术水平只能从保证建筑用原材料的品质、严格执行施工作业准则及相关技术规范、严格执行各项施工工艺等任何一个步骤着手，在每一个工艺流程都做到恪尽职守，进而降低水泥混凝土路面产生裂缝的弊端，另一方面还要加大对运行维护费用的投入。