水泥砼路面裂縫的成因與預防措施

康小平

摘 要：文章通過對水泥砼路面產生裂縫內外因素的分析，結合水泥砼路面的施工經驗，從設計、施工、養護三方面提出了預防和處理措施。

關鍵詞：水泥砼路面；裂縫；成因；預防

水泥砼路面具有剛度大、承載力強、耐久性能好、可就地取材、建設使用經濟等諸多優點。近些年來，隨著水泥砼路面滑模攤鋪技術的日益成熟，路面機械化施工程度提高，路面平整度等質量指標也大幅度提高。因此，它廣泛應用于國道、省道等高等級路面，但隨著高速公路水泥砼路面修建數量的逐年增多，在建設和使用過程中也出現不少問題，水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關注的問題。

一、產生裂縫的原因

（一）內部因素

1、原材料的影響

（1）水泥：水泥通過水化作用形成強度，在硬化過程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm 。據有關試驗證明，水泥水化過程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時的水化熱溫度可達800C，使砼內部產生顯著的體積膨脹，產生很大的拉應力，當外部砼所受拉應力一旦超過砼當時的極限抗拉強度時，板塊就會產生橫向或縱向裂縫。如果水泥穩定性差，強度不足，會影響水泥砼的初期強度，使開裂斷板的機率大大增加。

（2）骨料：砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產生拉應力，產生裂縫；其次骨料（砂、碎石）含泥量及有機質含量超標，水泥砼中的水泥與骨料的界面粘結不良，往往是產生初期開裂的薄弱部位。

2、水泥砼配合比

（1） 水泥硬化過程中，水份散失的同時，水泥漿體收縮，當收縮變形與砼本身的抗拉應變和徐變應變不相適應時，就會產生干縮裂縫。產生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。單位用水量偏大，必然會導致水泥砼較大的收縮率，如果養護不及時也易產生裂紋。

（2）水泥砼水灰比波動大，影響了水泥砼強度高低不一， 往往低強度處首先收縮開裂。

（二）外部因素

1、行車荷載破壞：根據剛性路面設計規范，我們知道路面應力計算假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車荷載反復作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置 。

2、溫度應力：溫度應力超過水泥砼的抗拉強度，水泥砼路面就會產生斷裂并發展為斷板。這些斷裂，有的是由于水泥砼的初始收縮受到阻礙而產生橫向裂縫；有的是由于板塊尺 寸過大所產生的溫度翹曲變形而引起了橫向裂縫；有的是由于地基的不均勻沉降或地 基受侵蝕而使板底出現脫空后，致使應力增加而引起的縱向、橫向或角隅斷裂。

3、切縫不及時：主要表現為施工中切縫時間難以控制，切縫不及時，溫度應力大于相應時間路面抗拆強度，導致路面出現橫向裂縫。

4、計量不準：現在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用電子計量的大型拌和站，各種材料的稱量精度都有保證。但是，如果施工經驗不足，不根據施工環境變化及時調整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設計配合比，沒有根據施工現場風力、溫度、運輸距離等因素及時調整，致使施工水灰比時大時小，形成砼強度的差異，使早期裂縫機率增大。

5、外加劑因素：砼路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，砼就會出現早凝、慢凝、離析、有害物等問題，直接影響砼的質量。

6、運輸的影響：運輸距離、時間過長使砼在運輸途中發生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導致砼板塊發生早期裂縫的概率大大增加。

7、漏振或振動不夠：攤鋪機施工過程中振動器損壞還繼續施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強度，使路面發生裂縫或斷板。

8、養生不及時、不充分：砼中硬化過程中失去的水分未能得到及時補充，使砼產生干縮變形發生早期裂縫。

9、基層問題：基層塑性變形量過大，使水分浸入基層，反復作用就會使底板出現脫空現象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。

10、路基問題：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導致不均勻沉降。經行車荷載反復作用，導致砼板裂縫、斷板。

11、養護問題：表現在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；脹、縮縫長期不清理更換，限制了砼路面的縱向變形功能，致路面板擠壓變形破壞。

二、預防措施

針對路面產生裂縫的原因，結合有關資料及筆者的經驗和思考，可以采取下述預防措施。

（一）設計方面

1、提高設計標準：隨著我國國民經濟的發展，高速公路的車流量正以每年兩位數的速度高速增長，設計標準也要相應提高。有條件的地方盡量選用連續配筋砼路面增強砼的強度。以解決大交通量、重載車多的問題。也可以推廣高抗拉強度砼路面、鋼纖維砼路面和貧水泥砼路面等新技術、新工藝，解決砼路面的裂縫問題。

2、從設計上要求路基足夠長的沉降時間后才能進行路面施工，減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板；增加路面基層強度，可以采用諸如碾壓砼等新工藝，減少因路面基層因素造成的路面裂縫。

（二）施工方面

1、高度重視配合比設計，選擇合適的配合比。施工過程中除嚴格計量外，根據施工環境、及時調整含水量，保持施工塌落度基本穩定，防止溫度裂縫。

2、使用合格、性能穩定的緩凝引氣減水劑，減少用水量、增加施工和易性以保證工作時間。

3、使用滑模式攤鋪機進行機械化施工，以保證砼路面平整度、強度和均勻性。

4、砼做完面后盡快噴灑一層養護劑，防止早期收縮裂縫；在施工過程中當天氣異常時，應采用運輸車加蓋篷布、施工現場灑水降溫、夜間加蓋草袋等保溫措施；并根據砼強度增加速度，盡量早開始鋸縫工作。

（三）養護方面

1、保持排水系統完好，防止路基強度降低。

2、重視砼面養護，及時清理或更換縮脹縫材料。

3、加強早期維修，防止病害加大、擴散。

砼路面產生裂縫的原因還有很多，防止的方法也不止這幾點。但我們相信，只要采取必要措施，就能防止或減少路面裂縫現象的發生。