淺談水泥混凝土路面裂縫產生原因及防治措施

王 凱

（成縣交通運輸局，甘肅 成縣 742500）

隨著西部大開發的不斷延伸，我省公路建設節奏進一步加快。水泥混凝土路面在各等級公路的建設中扮演著重要角色，尤其在農村公路中以其強度高、穩定性好、施工方便、靈活等特點而應用極其廣泛。然而，在近幾年完成的水泥混凝土路面工程中普遍出現了一些路面斷板、開裂等質量問題，導致維修費用增加和重復建設。為了提高水泥混凝土路面的質量，更好地服務于經濟建設，下面就水泥混凝土路面各種裂縫產生的原因和防止措施做一些探討。

1 水泥混凝土路面裂縫的類型和產生原因

水泥混凝土路面屬于剛性路面，大面積平鋪結構，抵抗形變能力較差。因此，在水泥混凝土路面建設和使用過程中，因外部環境因素和自身材料的特性影響導致水泥混凝土路面產生裂縫或斷板。

1.1 水泥混凝土路面橫向裂縫

橫向裂縫一般沿著與道路中線垂直的方向開裂。通常出現在全填方路段和全挖方路段交界處、路基和橋梁交界處以及軟弱土等處。車輛超載嚴重、路基發生不均勻沉降、面板厚度不足，混凝土強度低等都是造成混凝土路面裂縫的原因。

由于溫度和濕度的變化，混凝土會產生熱脹冷縮現象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內部產生應力，應力集中超過極限值，混凝土就會產生裂縫。因此，水泥混凝土路面每隔一段距離要設置伸縮縫，而伸縮縫設置的合理與否直接影響著水泥混凝土路面的質量。如切縫尺寸不符合要求、切縫不及時、切縫深度不夠、切縫未到頭等因素均可導致混凝土路面發生橫向裂縫。

1.2 水泥混凝土路面縱向裂縫

縱向裂縫是指水泥混凝土路面發生平行于道路縱軸線方向的貫穿板厚的裂縫。其產生的原因是在路面施工后，由于地基不均勻沉降而導致出現裂縫，產生斷板現象。如半填半挖路段、基層材料攪拌不均勻、基層碾壓不密實、溝槽下沉、路基拓寬部分沉陷等原因導致路面板脫空，產生裂縫，甚至斷板。

1.3 水泥混凝土路面網狀裂縫

網狀裂縫特征是表面開裂，走向縱橫交錯，沒有一定的規律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發絲相似，深度約為5mm～10mm。網狀裂縫因混凝土澆筑后，在塑性狀態時由于溫度過高、風速過大，水份蒸發過快，混凝土干燥收縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，使混凝土產生裂縫。引起網狀裂縫的因素主要有：

1）水泥中的硅酸二鈣可產生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時需大量的水，養護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大。這兩種物質含量大時干縮性亦大。

2）混凝土中的水灰比對收縮值的影響。當水灰比過大時，收縮值成倍增加，易引起網狀裂縫。

3）粗集料的級配對收縮值的影響。級配不良時，空隙率增大，砂漿含量增加，收縮值相對增大。

2 水泥混凝土路面裂縫的防治措施

2.1 規范道路設計和施工質量

路面本身不能承受太大的荷載，它只能將大部分荷載傳遞到路面以下的路基，荷載隨著傳遞深度的增加而不斷衰減，此時，路基質量就顯得尤為重要。因此路基設計質量和施工質量是保證水泥混凝土路面質量的前提條件。嚴格依據《規范》進行路基設計和路基施工，完善排水系統，使路基處于合理的、比較均勻的、可控的沉降范圍之內，將會大大減少水泥混凝土路面的裂縫或者斷板。

2.2 提高混凝土本身的性能

水泥混凝土路面產生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：

1）混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用C30、C35 等較高標號的混凝土。

2）采用碎石配制混凝土。因為采用碎石配制的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。

2.3 提高混凝土施工質量

1）為了防止混凝土路面產生網狀裂縫，一是在配制混凝土時嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇合理的集料級配和砂率；二是要在混凝土路面澆筑后及時用潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬。

2）加適當的外加劑。一般來說，加減水劑可以減少水泥混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發速度，減少混凝土的收縮值。

3）合理運用混凝土的振搗方法，掌握振搗時間，路面板底、內部和邊角不能欠振或漏振。加大對混凝土面層的振實力度，提高其密實度。

4）合理的切縫時間。合理的切縫時間對保證混凝土的整體質量有很大關系，切縫時間受混凝土強度的影響。切縫時間過早，水泥混凝土強度不足以達到切割強度要求，易產生缺邊掉角現象；切縫時間過晚，則水泥混凝土溫度應力不能得到及時釋放，當溫度應力超過混凝土抗折強度時，就會發生斷板。水泥混凝土的最佳切割強度應控制在2.5MPa～3.0MPa 之間。當遇強風、陰雨條件或日溫差較大的春季和秋季時，水泥混凝土路面板溫度降值增加，相應增加溫度應力值，此時應采用最短切縫時間，即采用低限值2.5MPa；當夏季日溫差變化在10oC以內時板體最大降溫值較小，可以保證切割完整率為主，采用高極限值3.0MPa 。

5）合理的拆模時間。一般混凝土抗壓強度不小于8.0MPa 時方可拆模，拆模過早會因為水泥混凝土強度不足而導致路面板缺邊掉角現象。

2.4 加強對完工后的水泥混凝土路面的管理和日常養護工作

1）水泥混凝土路面完工后其承載力基本確定，然而隨著交通量的日益增加，貨車超載現象日趨嚴重，將大大縮短水泥混凝土路面的壽命，加快水泥混凝土路面裂縫的發育，造成斷板。因此，控制交通量，特別是杜絕貨車超載現象，以減少水泥混凝土路面的裂縫。

2）日常養護工作為水泥混凝土路面的使用壽命提供可靠保證。公路工程建設與養護資金的合理投入，對公路使用年限至關重要，而公路建成后的養護，可以有效減緩公路使用品質的衰退。公路建設與養護之間的資金投入比例的諧調，不僅關系到公路正常運行，還能節約有限的資金資源。糾正只注重公路建設，忽略公路養護的思想意識，對減少水泥混凝土路面裂縫、斷板等質量病害，延長水泥混凝土路面使用壽命有著深遠影響和積極意義。

3 結束語

裂縫是水泥混凝土路面普遍存在的一種病害現象。由于設計、施工、使用過程中不符合規范和規律，也由于混凝土內在的原因及溫度變形、濕度變化、地基不均勻沉降變形的影響，在水泥混凝土路面上難免發生各種類型的裂縫。但只要嚴格執行設計規范、施工操作規程和技術要求，在施工中切實抓好路基和路面基層強度、混凝土的配合比設計、施工工藝、掌握合理的切縫時間和切縫深度、及時進行混凝土的養護等各個環節，通過改善混凝土的質量和路面結構并采取有效的預防措施，對竣工后的公路的合理使用和積極養護等，水泥混凝土路面的裂縫現象是可以減少或者避免的。

［1］公路路基施工技術規范[M].人民交通出版社，2007，01.

［2］公路水泥混凝土路面設計規范[M].人民交通出版社，2011，12.

［3］公路水泥混凝土路面施工技術規范[M].人民交通出版社，2003，07.

［4］李玉壽.混凝土原理與技術[M].華東理工大學出版社，2011，07.