水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

姚振强

(天水孚嘉交通工程勘察设计有限公司，甘肃 天水 741000)

在中国的道路路面中，水泥混凝土是一种重要的建筑形式。优点和重要特性是高刚性，高承载能力和良好的耐久性。在中国，主要应用范围是国道和地方道路，并且占整个道路结构的很大一部分。由于裂缝问题一直是困扰水泥混凝土摊铺机的关键和难点，因此，现阶段水泥混凝土摊铺机面临的主要问题是如何使用科学的方法来尽量减少裂缝，从根本上改善路面质量。

1 水泥混凝土路面裂缝产生的内在原因

1.1 沉降裂缝

塑性状态可以说是混凝土的最原始状态，并且混凝土在硬化之前也表现出可塑性，水泥和骨料是混凝土的重要组成部分。在不同密度的影响下，胶凝混凝土会有一定的自然沉降，内部的水会逐渐渗入并最终导致沉降收缩和开裂，水泥和骨料在浇筑混凝土后不可避免地下沉。水泥混凝土下沉阶段主要在受到路面钢筋和其他提前进行预先埋置构件的阻碍和模板的位移时，就会产生因为沉降而发生裂缝。

1.2 塑性收缩(干缩)裂缝

固化过程是在浇筑水泥混凝土后必须通过的步骤，并且由于在空气蒸发过程中水分的蒸发，凝胶逐渐收缩。拉伸应力是在混凝土几何体积逐渐收缩过程中产生的力。在正常情况下，混凝土的抗拉强度将远远超过抗拉应力，而当这种平衡被破坏时，将会出现裂缝，不规则龟纹状或放射状裂缝是混凝土裂缝的主要特征。

1.3 由于温度应力而产生的裂缝

热膨胀和收缩是混凝土的固有特性，水泥和水反应本质上是伴随热量释放的化学反应。混凝土固化过程也是水泥释放大量热量并且由于这种作用内部温度持续升高的过程，在这种情况下，混凝土会发生体积膨胀。相关实践和研究表明，当温度在正常范围内时，温度每升高1℃，混凝土体积就会增加0.01mm/m。特别是对于大面积混凝土，温度变化具有破坏作用。

2 水泥混凝土路面裂缝产生的外在原因

2.1 由基层引起的裂缝

在此阶段，水泥混凝土主要使用水泥碎石(砾石)稳定层作为结构形式来稳定基础，并且在基础建设完成后，由于各种客观因素的影响，自然会出现温度应力等破坏。表面层直接被基础层中的裂缝反射，为了有效地防止表面层现象，必须及时处理裂缝。

2.2 施工不当引起的裂缝

2.2.1 计量错误

加水过程中有时候不能满足相关标准和要求，仅仅是用平常施工经验去计量。由于混凝土的强度直接受到水灰比的影响，因此，为了确保水灰比，避免混凝土强度等级的差异，因此可以在一定程度上使过早开裂的可能性最小化。

2.2.2 运输的影响

具体的骨料和水泥浆“分离”主要发生在运输过程中，距离和时间是直接因素。在发生“分离”现象之后，混凝土的可加工性受到严重影响，并且不能进行振动工作。最终将增加混凝土开裂的机会。

2.2.3 混凝土硬化问题

水的蒸发是混凝土中不可避免的问题。在混凝土固化过程中，会出现混凝土的收缩和过早开裂。水分蒸发过大的混凝土很容易导致出现在初始裂纹范围内的裂纹。

2.2.4 切缝不及时

道路裂缝的原因很多，切割时间难控制是主要原因，切缝时间管理有问题就可以直接导致混凝土裂缝。为真正防止施工裂缝的发生，有关施工人员必须严格遵守技术操作规程。

3 防裂措施

裂缝产生的原因有设计、施工和维护方面，但主要原因是施工。结合从现场施工中获得的经验和教训，可以在施工过程中采取以下预防措施。

3.1 原材料受到严格管理

正确选择原材料和合理的混凝土混合比对防止混凝土摊铺非常有效。施工现场应注意以下几个方面：第一，原料中过多的含泥量会降低骨料界面的粘结强度，并降低混凝土的强度。骨料过多的含泥量对于裂缝控制非常不利，因此严格控制混凝土原料的含泥量，特别是细骨料和粗骨料的泥浆含量。第二，如果满足混合比设计要求，请使用32.5/42.5级矿渣和普通硅酸盐水泥来降低水化热，并谨慎选择水化热高的硅酸盐水泥。第三，作为替代水泥的混合物，建议增加粉煤灰或矿渣粉的量，减少水泥的量，减少水化热，并降低经济成本。第四，混凝土的强度主要来自粗骨料，而粗骨料限制了混凝土的膨胀和收缩。粗骨料应进行连续分类，必须进行筛分，并根据更严格的堆积密度理论进行配量。第五，最好使用具有减少水分和增加抗压强度作用的道路混凝土外加剂，这样可以显著减少水泥用量并提高混凝土的抗裂性。第六，混凝土的配合比必须根据气候条件单独配制。只有通过实验混合测试后，才能在建筑中使用。固化和混合时，必须准确测量原材料，并彻底均匀地混合。

3.2 施工过程的标准化

第一，在浇筑混凝土之前，必须先用水浇湿基层，让基层充分的湿润，防止基层吸收混凝土中的水分，导致混凝土水分流失。严禁将混凝土倒入干基层。否则，塑性收缩破裂的可能性增加。第二，混凝土运输到现场后，不能随意加水，如果影响可施工性，可以进行二次搅拌，并严格禁止使用干水泥来平整道路。第三，确保混凝土模板连接牢固，避免因模板接缝不密实导致水泥浆外流并影响混凝土的配合比。第四，合理组织准备混凝土的运输和施工。确保连续运行并最大程度地减少施工缝。施工缝设置应位于伸缩缝处。第五，严格控制切割时间和切割深度，切割方法(硬切割、硬软切割、软切割)根据昼夜温差确定。如果温度差小于10℃，则最长时间不应超过24h。另外，必须严格控制水泥与骨料和水的比例。应严格控制混凝土配合比，并采用良好的水灰比，并根据所需的混凝土性能(例如足够的强度和良好的耐磨性)设计混凝土。另外，在混合混凝土时，必须尽可能地降低混凝土的水分含量，以避免开裂后路面的长时间使用。

3.3 加强养护

首先，混凝土终凝后逐渐慢慢固化。固化必须至少为混凝土抗压强度的80%，通常为14～21d，在开始的7d内要特别注意对混凝土的养护工作；其次，在正常情况下，使用覆盖和喷涂的薄膜、土工布、麻袋和草袋进行洒水覆盖养护。昼夜温差大于10℃或日平均温度小于5℃的混凝土面板必须进行保温和养护；最后，混凝土只有在达到设计抗压抗折强度40%以后，才能通过行人。只有达到设计抗压抗折强度100%并密封并填充接缝后，才可以开放交通车辆通行。

4 结 语

中国混凝土开裂专家王铁萌教授说：“混凝土开裂是不可避免的，但破坏程度是可以控制的。”这显示了混凝土特殊材料中裂纹的必然性和正常性，但是如果能够找到裂纹的根本原因并提醒人们有所关注，则可以肯定地减少混凝土路面开裂现象并积极加强对混凝土裂缝的控制。