水泥混凝土路面断板、裂缝的原因分析及预防措施

杨秘

摘 要：裂缝及断板是水泥混凝土路面最常见的病害之一，找到水泥混凝土路面裂缝及断板病害产生的原因，针对性的采取预防措施，将会大大提高水泥混凝土路面的使用寿命及行车舒适性，同时降低道路养护成本。

关键词：水泥混凝土路面;裂缝;断板;原因分析;预防措施

0 引言

在我国公路发展过程中，水泥混凝土路面一度成为我国干线公路路面的主要结构形式。现如今，高等级公路逐渐“由白改黑”，沥青砼路面在近几年的公路发展中逐渐取代了水泥砼路面。在徐州地区，国省干线养护大中修工程中，基本将原来的水泥混凝土路面改造成了沥青混凝土路面，比如104国道、310国道等在近几年的养护改善工程中将原来的水泥混凝土路面改成了沥青混凝土路面。但水泥混凝土路面在某些地区还是不可取代的，如泄洪区等，在邳州境内，250省道呦山分洪道段及黄墩湖分洪区段依旧采用水泥混凝土路面;由于水泥混凝土路面造价低的特点，它还广泛用于低等级公路，如縣道、乡道、厂矿道路等。“刚度大，承载能力强”是水泥混凝土路面的优点，但这也同时正是它的缺点“过刚易折”。正是由于水泥混凝土路面刚度大，才导致路面容易出现断板、裂缝等病害，这也是水泥混凝土路面的通病。找到混凝土水泥混凝土路面出现断板、裂缝的原因，提前采取预防措施，不但可以提高水泥混凝土路面的使用寿命，还可以提高混凝土路面行车舒适性，同时大大降低道路的养护成本。

1 水泥混凝土路面施工工艺的原因及对应预防措施

1.1 混凝土路面切缝不及时

在实际施工中，由于工人工作经验不足或其他原因，对混凝土路面的切缝时间掌握存在较大偏差，导致混凝土路面切缝不及时，由于混凝土在形成强度的过程中产生大量的水化热，温度的升高和水分的减少致使混凝土产生温缩和干缩极易导致混凝土板的断裂，尤其当外部气温越高时越容易产生断板。为了避免或减少此类事件的发生，施工过程中安排有经验的专业人员对混凝土路面的切缝时间进行严格掌握，切缝时间不宜过早亦不宜过晚，并根据切缝的实际情况对切缝时间进行有效的调整，保证切缝时间的“恰到好处”。当连续浇筑长度很长，切缝设备不足时，可在1/2长度处先进行切缝，之后再进行分段切缝;可间隔几十米设一条压缝，以减少收缩应力的积聚。

1.2 切缝深度过浅

切缝深度过浅，切缝时，切缝深度不够，切缝断面强度没有明显被削弱，由于温缩和干缩产生的内部应力没有在切缝处得到释放，极易在临近缩缝的地方产生新的收缩缝。

在切缝施工中，由于切缝越深，越困难，越费锯片，即“既费力又不经济”，致使施工人员或分包方将切缝深度切的过浅，不能满足设计要求，达不到切缝效果。为了避免或减少此类事件的发生，切缝过程中安排有经验的专业人员对混凝土路面的切缝深度进行实时检测及旁站监督，保证切缝深度满足设计要求。

混凝土施工时，振捣不均匀。工人在进行混凝土振捣时，由于经验不足等原因，造成振捣时间过长或过短，不统一;振捣间距过远或过近，甚至有的地方漏振。由于振捣的不均匀性直接导致了混凝土强度的不稳定性，强度低的地方在行车荷载的作用下产生应力集中，进而产生断板现象。为了预防这种现象的发生，在混凝土施工前对施工人员进行有效的技术交底，安排专人进行旁站，保证混凝土施工时，振捣适度、均匀。

2 设计、原材料的原因及对应预防措施

2.1 混凝土路面板厚与强度不足

由于设计单位对重车、超重车路段，交通量组成调查不足，致使在设计时将混凝土路面的厚度和抗折强度设计不足，或是对混凝土路面的结构组合设计不能满足实际交通的需要，在行车荷载和温度作用下产生强度裂缝。

2.2 混凝土配合比不合理，水灰比偏大

一定范围内水灰比越大，混凝土的强度越低，混凝土强度不足，在行车荷载的作用下易产生断板。水泥用量过大，混凝土在成型过程中极易产生收缩裂缝。同时在实际拌合过程中，由于拌和机各种材料的计量不准确也可导致施工配合比的不准确，造成混合料实际配比和设计配比产生较大偏差。对各种原材料自然含水量检测不准确，或原材料含水量不稳定也易造成混合料实际水灰比偏大。

试验人员在进行配合比设计时，要严格按照设计文件和有关规范进行配合比设计。在混合料拌和前与拌和过程中对所用材料自然含水量进行有效的检测，对所有集料进行覆盖或搭设防雨棚，尤其是细集料。对拌和机要定期进行计量标定，保证各种材料的计量精度符合要求。

2.3 水泥原材干缩性大、稳定性不满足要求，集料含泥量大

水泥的干缩性大、集料含泥量大，在混凝土成型过程中产生更大的收缩性，极易造成收缩裂缝。集料的含泥量大，还对混凝土的强度和耐久性产生极大影响，在以后的使用中极易产生断板。

试验人员应加强对原材料的试验检测力度，配合材料人员杜绝一切不合格材料入场，更不能使不合格的原材料用到实际施工中。

3 基层的原因及对应预防措施

3.1 混凝土路面基础强度不足

由于基层强度不足，不能替混凝土面层“分担”足够的荷载，造成混凝土路面承担荷载过大，进而导致混凝土路面产生荷载型裂缝、断板。

沥青混凝土路面结构形式为“强基薄面”，基层是沥青路面的主要承载结构层，而水泥混凝土路面，路面是主要承载结构层，水泥混凝土路面对基层要求不像沥青混凝土路面那么高。但在我国经济飞速发展的当下，交通量急剧增大，重车、超重车急剧增多，这对水泥混凝土路面的基层提出更高的要求。只有加强水泥混凝土路面基层的质量控制，正视基层的重要性，才能避免水泥混凝土路面裂缝、断板等病害过早出现，保证其的正常使用。施工中，加强基层原材料的质量控制，加强对基层施工中各工序的质量控制，保证基层施工质量。

加强对基层施工质量的试验检测，对于半刚性基层原则上不需要进行弯沉检测，因为半刚性基层本身具有一定的强度，且半刚性基层板结成整体板块，犹如一层硬壳，弯沉车后轴只有10 t的荷载，其作用在半刚性基层上，半刚性基层通过其板块的整体性将荷载分散开来，使后轮处基层所承受压强变小，荷载不能正常有效的传递到其下面基层上。弯沉数据不能证明基层的实际承载力，弯沉值往往较小。当基层强度不足时，在行车荷载反复作用下，这“硬壳”就很容易被压碎。但是在半刚性基层施工完成后，其强度还没形成前，进行弯沉检测，往往能够反映出路基承载力的实际情况。所以，在半刚性基层施工完成后，其强度还没形成前，进行弯沉检测，也不失为一种很好的检测手段。

3.2 混凝土路面基础发生不均匀沉降

混凝土路面基础发生不均匀沉降（如穿越河道、沟槽、拓宽路段处），导致板底脱空而断裂。

在基层施工时，一次性填筑过厚，压实不密实;基层下淤泥等软土地基处理不彻底等都可造成基础的不均匀沉降。对于填方路基，采用分层填筑，碾压，严禁一次填筑过厚，导致压实不足。对于填筑所用的材料保证统一、均匀，不可采用材质有较大差别的不同材料，造成基层强度、稳定度的不统一，易造成不均匀沉降。

在高填方路段除了采用压实度检测指标外，还应采用沉降观测来控制路基的稳定情况。必要时应进行预压、以加快路基的稳定。高填方路段应尽可能靠前施工以保证有足够的时间使基层自然沉降达到稳定。

在河道路段，淤泥必须彻底清除，以保证基层的稳定性;沟槽地段，采取措施保证回填材料有良好的水稳性和压实度，以减少沉降。

在新旧路基界面处，应设置台阶，保证新旧路基衔接部分稳定密实，同时在搭接处设置土工格栅，使新旧路基结合更加紧密，防止相对滑移。新路基应适当增加基层厚度并加强土基强度，使其具有略高于旧路基的强度。同理，在对老路路基进行局部养护小修保养时，新修路基应采用高于老路基强度的材料进行修补。

3.3 基础不稳定

由于基础不稳定，在行车荷载和水、温度的作用下，产生塑性变形或者由于基层材料水稳性不良，产生湿软膨胀变形，导致各种形式的开裂。

在水位高或低洼路段，路基填筑材料采用水稳性优良的材料，严禁采用膨胀土、淤泥质土和粉质土等水稳性差的材料。基层采用半刚性基层如水泥、石灰稳定类基层，半刚性基层具有良好的水稳性。

3.4 基层不平整

由于基层的不平整造成路面与基层之间阻力大，在混凝土成型过程中由于收缩作用和路面与基层之间的阻力共同作用下导致混凝土路面的开裂。基层的不平整，还造成混凝土面板的厚度存在突变点，由于行车荷载及车辆制动等作用下对厚度突变点产生极大的应力集中和冲击，导致混凝土路面断板。

在混凝土路面基层施工时，测量工作做到勤测量、勤复核。测量人员，严格按照设计高程进行高程控制点布设。必要时对高程控制点进行加密。施工过程中要时时跟进复测，指导、调整机械施工，保证基层施工的平整度。

4 养生原因及对应预防措施

4.1 混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖

混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩，导致开裂。所以混凝土浇筑完成后，应及时进行保水性好的土工布进行覆盖，并适时进行洒水养生，覆盖必须全面覆盖，包括侧面，洒水量必须保证其各个表面湿润有水渍，洒水时应采用雾状喷洒，严禁呈柱状洒水。

4.2 通车过早

混凝土路面养护时间不到，过早通车，极易造成混凝土路面产生荷载裂缝甚至断板。

不论对混凝土路面或者是其基层都要有足够的养护时间，对于不同的混合料其养护时间也不相同，混凝土一般养护时间为28天。但对于加早强剂的应适当缩短交通管制时间;对于加粉煤灰的混凝土，交通管制时间应相应增加。在养护期间，为了更好的掌握混凝土实际强度情况，应在浇筑的时候制作几组抗折试件，放在养护的路面上，随混凝土路面同条件养生。当养护一定时间后进行抗折试验，以得到混凝土路面实际强度情况。视情况进行放行。

5 结束语

在公路运输快速发展的今天，对道路质量提出了更高的要求。只有对水泥混凝土路面裂缝及断板病害产生的根源进行控制，采取具有针对性的措施，在源头上控制其裂缝及断板病害的发生及发展，才能有效降低治理病害的成本，保证道路的通畅率，提高道路的使用价值。

参考文獻：

[1]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会.公路工程管理与实务 第四版[M].中国建筑工业出版社，2014.