水泥混凝土路面裂缝原因及防治

张庆

张庆（中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450004）

摘要：水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性强、使用寿命长等特点,在公路建设中得到广泛应用。但水泥混凝土路面在施工期间易产生早期裂缝，它对水泥混凝土路面的使用寿命有着极大的影响。在施工期间应采取有效预防早期裂缝的措施。

关键词：水泥混凝土；路面；裂缝原因；防治

引言水泥混凝土路面由于强度高、稳定性好、耐久性优良、日常养护工作量少、施工机械简单、抗水害能力强、水泥来源广以及便于夜间行车等原因，在全国范围内得到迅速发展。修建的水泥混凝土路面早期出现裂缝、断板、错台等现象，已严重影响了水泥混凝土路面的使用寿命和道路行车质量，给国家的投资造成很大浪费。裂缝是水泥混凝土路面问题中极易发生的一种常见病害。导致水泥混凝土路面裂缝产生的原因很多，也比较复杂。这里就笔者于施工现场，施管过程中的经历，对路面产生裂缝的原因及采取的相应措施。

1.产生早期裂缝的原因1.1内因1.1.1水泥的水化反应水泥混凝土在拌和、运输、摊铺过程中水泥与水始终存在水化反应，水化反应发生放热，水泥品种对这种放热反应起决定性作用，其放热程度主要取决于水泥中铝酸三钙(C3A)含量及水泥的细度。水化反应使混凝土体积产生胀缩变形，如果混凝土不受外力约束，这种胀缩变形可自由进行。事实上混凝土在胀缩变形中，要受到其内部集料及外部边界的约束，这就使混凝土自由胀缩变形受阻，其内部必然要产生相应的拉压应力。由于混凝土导热性能差，使表面与内部的胀缩变形不能同步，这样相互制约的约束，也会产生拉压应力。

1.1.2水泥混凝土的干缩作用水在水泥混凝土中，只有少部分参与水化反应，大部分被蒸发，使混凝土产生干缩变形。由于混凝土在凝结硬化期间，其内部的抗拉强度很小，由干缩变形产生的拉应力远大于当时的抗拉强度，因而导致混凝土内部及蒸发产生裂缝。

1.2外因1.2.1混凝土品质不良水泥选择不当，骨料级配不合格，是造成混凝土品质不良的基本原因，水灰比与混凝土强度和干缩裂缝有直接关系，另外运输条件差，混凝土拌和出场经过颠簸离析，品质下降，致使混凝土面板裂缝。

1.2.2气候的影响a.高温的影响。高温照射下的混凝土集料，蕴含着大量的热能，使得混凝土入模温度过高，加剧了已浇筑混凝土早期热量的增加，进而影响混凝土内部应力应变的平衡，形成裂缝；b.温差的影响。由于混凝土结构的热传导性较差，当外界气温变化较大时，将使混凝土表面温度迅速变化，但混凝土内部的温度仍处于原来的状态，在混凝土内部形成较大的温度梯度，混凝土的各部分处于不同的温度状态，由此产生的温度变形当被混凝土内部结构约束阻碍时，会产生相当大的温差应力，有资料记载，板梁桥的桥面板表面和下面缘之间温差可达27~33℃，经估算温度拉应力高达26×106MPa，如此大的应力在混凝土浇筑前期，足以使混凝土路面产生裂缝。

1.2.3切缝不及时，由于温缩和干缩发生断裂。切缝深度过浅，由于横断面没有明显消弱，应力没有释放，因而在临近缩缝处产生新的收缩缝。

1.2.4土基不均匀密实。产生不均匀下沉。

1.2.5基层表面不平整。

不能为面层提供平整的滑动面，增加了混凝土与基层之间的摩擦力，影响混凝土板的自由收缩,当摩擦力大于混凝土的抗拉应力时，就会产生断裂。

1.2.6施工工艺及施工安排造成的路面裂缝。

a.混凝土搅拌不均匀，造成粗细集料聚积，混凝土凝结硬化过程中产生应力集中现象；b.混凝土振捣不均匀，尤其是人工浇筑振捣施工工艺，受人的主观意识影响，过振、漏振现象难以避免，造成混凝土密实性不均，近面层砂浆厚度相差过大，极易形成区域性裂缝；c.人工及三轴混凝土摊铺机施工时，提浆过厚，使得路面混凝土表层稀浆厚度过大，造成表面干缩裂缝。

1.2.7初期养生不及时或不充分。由于表面水分不足，形成干缩裂缝。

1.2.8在养生期过早通行施工车辆。由于混凝土早期强度低，过早受荷载，而导致裂缝。

2.水泥混凝土路面裂缝问题水泥混凝土路面结构由于设计、施工缺陷，常有局部破损；在长期荷载与自重和自然作用下也会使路面产生裂缝、破损等破坏。主要损坏类型可按损坏模式和影响程度分为五类。

2.1裂缝类主要指纵向横向斜向交叉裂缝，或者角隅断裂，由于板内应力大于水泥混凝土的强度而出现，或者由于板的尺寸太大，下层稳定性差产生过量的变形使板底脱空失去支撑而出现断裂，施工时切缝不及时也会产生裂缝。

2.2变形类主要指混凝土面板整体并未破坏，但出现较大的竖向位移，影响行车舒适性，类型有路面板错台、沉降；唧泥；拱起。

2.3接缝类主要指与相邻板传荷系统有关的损坏，在相邻板大约60cm范围内。类型有接缝碎裂；板的边缘混凝土开裂；填缝料损坏。

2.4表面损坏类主要指混凝土表面的破坏。类型有：起皮、剥落；麻面、露骨；表面混凝土松散；表面出现坑槽、孔洞；表面磨光。这类损坏多是由于材料、配合比等原因引起。表面损坏还有表面裂纹与层状剥落，是指浅而细或发丝状的网状裂纹，仅产生在路面表层。在车辆荷载的作用下它会发展为深度6～12mm的表层层2.5状剥落。

其它损坏类主要指路面板损坏修补后的再次损坏。原因是原有病害没有根治、修补质量不能满足要求。形成通车能力后，交通荷载过大，也会造成混凝土路面的破坏。

3.裂缝防治措施3.1原材料控制加强原材料的控测试验，特别是对含泥量超标的砂石材料进行水洗，有效控制碎石和砂的含泥量分别在1%和2%以内。避免因碎石、砂的含泥量超标而影响混凝土的抗折强度，或引发混凝土面板收缩裂缝增多，选择抗折强度高、安定性好、收缩变形小的水泥，减少路面混凝土内部裂缝。

3.2配合比设计控制严格进行混凝土配合比设计，力求使混凝土配合比科学、准确、稳定、均匀。加强路面混凝土材料结构集料的嵌锁力，严格控制水灰比在0.36~0.39之间。相关资料显示，水泥混凝土水化热反应所需水量为水泥用量的25%左右，所以多余的水都是以游离状态存在。当水灰比过大，水分蒸发后，会降低混凝土的密实度，同时形成干缩裂缝。

3.3拌和时间控制强化混凝土拌和楼静、动态标定，保证配合比准确，原材料计量精度符合规范要求。严格控制混凝土的拌和时间，确保混凝土拌和物的成熟度和均匀性，将坍落度控制在有效范围之内，减少由于混凝土拌和物不均匀而引起的混凝土面板裂缝。

3.4设置稀浆封层和功能层本项目为减少下承层对混凝土面板收缩外约束力，在轻，重载基层上分别设置了6mm稀浆封层和3cmAC-10沥青混凝土功能层，其主要作用是使混凝土路面软着陆，提高下承层的抗渗水性能，增大下承层表面抗滑功能，减少下承层对混凝土面板收缩剪力，有效控制或减少混凝土面板的收缩裂缝和断板。施工过程中，严格检查验收，确保下承层表面平整，侧力面平滑密实。

（上接第217页）4.结语：综上所述，水泥混凝土路面裂缝是一个具有普遍性、备受工程界关注的问题，有些裂缝在行车作用下继续扩展，可能危及路面的使用性。因为路面的后期破坏往往是从裂缝开始，所以对水泥混凝土路面的裂缝控制，主要应以预防为主。对裂缝产生的原因、种类、过程、结果进行分析，采取相应的预防措施，才能有效防止或减少水泥混凝土路面的裂缝。

参考文献：［1］陈勇峰.水泥混凝土路面早期裂缝的产生原因及预防控制［L］.中国科技信息，2006.（5）：165/172.［2］张敬波.刘延群.祝国林.水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治［L］.黑龙江交通科技2005.（5）.