水泥混凝土路面裂縫原因及預防探究

蘭斌

摘 要：該文是筆者根據自己多年的公路工程施工和監理實踐經驗，在經過大量的調查研究和查閱資料后，對目前公路工程中水泥混凝土路面上出現的最為普遍的病害——裂縫進行研究，從設計、施工、材料三個方面深入分析了產生裂縫的原因，系統的提出了切實可行的裂縫預防措施，對水泥混凝土路面的設計、施工和監理工作有現實的指導意義。

關鍵詞：水泥混凝土路面 裂縫原因 預防

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0069-02

近年來，我國公路建設一直持續高速發展，其中出現了大量的水泥混凝土路面，這對當地的群眾出行和經濟建設發揮了重要作用。可筆者發現修成時間不長的水泥混凝土路面上出現了不同程度的裂縫，且裂縫有發展蔓延的趨勢。而水泥混凝土路面一旦出現裂縫，則基本可以視為破壞，修補困難，費時費力費錢，還效果不佳。所以筆者結合工作實際，經過細致調查研究后，對裂縫產生的原因進行了系統深入地分析，提出了預防裂縫的可行措施，希望能對水泥混凝土路面的設計、施工和監理工作有所啟迪。

1 裂縫原因分析

1.1 設計不科學

（1）路基設計不科學。路基設計中出現的問題有區域地質和水文調查不詳盡，設計依據有偏差；路基填土高度不夠，水的影響較大；路基填料不合適以及設計強度不足，難以承受上部荷載等。

（2）基層設計不科學。這方面設計中經常出現基層設計厚度不足，解決不了水穩性或防凍的問題；沒有足夠的強度、剛度，且不符合斷面正確，表面平整；選料不當不能起到透水或均勻受力的作用，下層強度降低導致面板因受力不均勻而出現裂縫等。

（3）面板設計不科學。一是水泥混凝土面板設計強度不足，沒有充分考慮交通發展的趨勢，在接縫及邊角等薄弱處沒有設置補強鋼筋等。二是面板厚度不足，無法承受車輛荷載產生的應力時，面板就會出現斷裂。三是排水不暢形成積水下滲，路基被水浸泡，承載力下降，面板隨路基變形而裂縫。

1.2 施工不規范

（1）面層施工不規范。一是混凝土攪拌不充分或超時，運距過大，振搗不充分，造成混凝土分層離析，強度不均勻，硬化后出現收縮裂縫。二是混凝土拌和時溫度過高，加上水泥反應時放出的水化熱，使混凝土拌合物的溫度很高，在硬化過程中收縮變形加大，導致裂縫形成。三是因停電、機械故障、運輸受阻、停工待料等原因使混凝土澆注作業中斷，在澆注時未按施工縫處理，新舊混凝土由于收縮不一致會形成裂縫。四是養生不及時或養生方法不得當。尤其是在夏季高溫的不利條件下，沒有及時覆蓋養生，而導致干縮裂縫，或灑水次數少、沒有專人進行養生作業等。五是切縫不及時。由于機具故障、操作人員切縫時間掌握不準確或切縫深度過大，造成混凝土內部應力集中，在混凝土面板的薄弱處形成貫穿裂縫。

（2）路基、基層施工不規范。一是由于填土厚度過大、壓路機選擇不當、碾壓遍數不夠、對翻漿沒有徹底處理等導致壓實度不合格。二是因標高控制不嚴格造成路面下承層厚度不一致，或由于平地機司機操作技術不過硬造成下承層不平整。三是軟弱部位處理不嚴格。在軟弱地基、半填半挖結合處，新老路基連接處，要提高壓實度標準并進行特殊加固，否則都會發生不均勻沉降，導致混凝土路面開裂。四是基層暴露時間過長或沒有及時灑水養生，使上層混凝土拌合物中的水分下滲被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強度下降，導致裂縫。

1.3 材料不合格

（1）原材料不合格。一是水泥不合格。地方上小廠家生產的水泥，質量不過關，水泥安定性、強度及細度不達標；沒有使用道路水泥或抗折強度高的水泥品種。二是粗細集料不合格。砂石含泥量及有機質含量超標，水泥混凝土中水泥與石子表面粘結不良而產生初期開裂。砂子過細以及砂石的級配不符合規范也會導致水泥混凝土路面裂縫。三是外加劑存在問題。施工單位往往存在不能針對現場施工的實際需要，合理正確地使用外加劑；或摻量不準確、摻加方法不恰當等，沒有起到作用，反而導致面板開裂。

（2）混凝土配合比不恰當。一是水泥用量偏小或偏大。水泥用量偏大，會導致混凝土產生較大的收縮而裂縫，偏小的水泥用量也會使混凝土因強度不足而發生裂縫。二是拌和比例不準確。集料長期暴曬或下過雨后，沒有根據實際含水量及時調整加水量；加料時圖省事，不采用電子秤稱量或拌和設備稱量系統出問題等。三是加水量過大。為了方便拌和及振搗方便，施工中常因加水過多導致水灰比較高，偏大的水灰比，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，水分流失后引起體積收縮裂縫。

2 裂縫預防措施

2.1 設計要科學

（1）路基要穩定。要根據當地的地理位置、地形、地質和水文情況，特別是交通量組成、車輛類型以及當地材料供應情況，提出符合當地實際以及發展趨勢的軸載等設計參數，使材料組成、路基填料、碾壓方案滿足要求，確保科學完善的排水系統，保證工后沉降符合要求，路基始終處于穩定狀態。保證路基最小填土高度，使路基始終處于干燥或中濕狀態。路基填料選擇強度高、透水好的砂性土，且壓實度設計標準必須符合設計規范要求。

（2）基層要堅實。基層設計必須具有足夠的剛度、強度和穩定性，并且斷面正確，表面平整，水泥混凝土路面基層的最小厚度定為18 cm，實際設計中可根據交通量的大小、車輛構成、材料性質，通過計算科學增加。基層選料和層厚符合要求，能起到排水與防凍作用，目前普遍采用水泥穩定類材料、天然砂礫較多；基層施工時嚴格控制填料厚度，松鋪厚度不超過30 cm，壓實度符合規范要求。

（3）面板強度要高。根據實際需要，從混凝土的組成，如水灰比、含砂率及集料級配等方面優化設計，采用足夠的強度等級，以確保水泥混凝土面板的承載力。水泥混凝土面板厚度設計符合要求，且根據交通量及車型調整，使混凝土路面面板始終能處于穩定受力狀態。

2.2 施工要規范

（1）路基施工要規范。一是路基壓實要求一定要達到規定的壓實度標準和彎沉值，特別是構造物附近及邊角部位更應加強，以保證路基有足夠的、均勻的強度。二是對于半填半挖結合處、軟弱土基、陷穴、滑坡等路段，要做特殊處理，重點控制。三是排水設施要質量過硬，能及時通暢地排水，消除地表水、地下水對路基穩定的影響。

（2）基層施工要規范。基層一般采用水泥穩定類或砂礫類材料，要嚴格控制材料強度，增加水穩性；要嚴格把關制度，確保基層厚度均勻一致，保持強度的均勻；要嚴控質量自檢，保證基層的密實度；要嚴格控制基層頂面標高、平整度、橫坡，按水泥混凝土路面平整度要求控制基層平整度，對于標高不足的基層應堅決返工重做，禁止采用拋撒松散基層材料填補標高的方法；要加強基層養護工作，保持基層濕潤并及時澆筑水泥混凝土面板。

（3）混凝土面板施工要規范。一是根據攪拌機械操作規程準確控制拌和時間；運輸道路要平坦、不能顛簸，運輸距離不能太長；振搗應均勻密實，避免漏振或超振，防止水泥混凝土離析而導致裂縫。二是施工前，要仔細檢查發電機、振動梁、運輸車輛等機具設備，確保其完好。現場要有備用機具，嚴禁使用故障機械施工。三是面板澆筑完成后要避免陽光直射，要覆蓋草簾養生、及時灑水，防止因暴露時間長產生干縮裂縫。養生期間封閉交通，嚴格禁止人車通行，養生由專人負責，養生期間每天定時灑水。四是在面板容易裂縫的薄弱處（如接縫、邊角）設置鋼筋，按施工現場氣溫及實驗室確定的最早切縫時間，采用多臺切縫機同時作業，嚴格控制切縫深度，及時切縫。

2.3 材料要嚴格把關

（1）原材料要嚴格把關。嚴格驗收程序，進料前由實驗室抽樣并檢測合格，杜絕不合格原材料進入施工現場。對于安定性差、游離氧化鈣超標、強度不足及細度不合格的水泥禁止使用；要采用大廠家利用旋窯生產的發熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥。集料含泥量超標、級配不符合要求、有機質含量超標要更換料源，選擇合格的材料，或認真沖洗、摻配至達到要求方可使用。科學準確使用外加劑，施工單位應該針對現場施工的實際需要，準確使用外加劑，通過試配，找出最佳摻量，運用恰當的摻加方法，精心施工。

（2）配合比要嚴格把關。按混凝土配合比準確配料，水泥用量要精確稱量，誤差值控制在1%以內。集料的含水量要及時實驗取得，計算適宜的用水量，保持水灰比準確；外加劑誤差控制在1%以內；對水泥混凝土拌和工人要進行技術交底，明確責任，集料稱量誤差控制在3%以內。混凝土運輸距離不能過長，道路要平整，澆筑振搗要規范操作，防止出現離析導致裂縫。

3 結語

公路工程中水泥混凝土路面出現裂縫的原因很多，但系統歸納起來，就是設計、施工、材料三個方面，要切實可行的預防裂縫的產生，我們也只有從這三個方面入手進行主動預防控制。只有這樣，才能確保公路工程中水泥混凝土路面的建設質量和使用壽命，才能使其更好地為人民群眾的出行服務，為社會主義各項事業的建設和發展服務。

參考文獻

[1] JTGTF30-2014，公路水泥混凝土路面施工技術細則[M].人民交通出版社，2014.

[2] JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術規范[M].人民交通出版社，2003.

[3] JTG D40-2002，公路水泥混凝土路面設計規范[M].人民交通出版社，2002.