探究水泥混凝土路面裂縫成因及預防治理措施

李建洲

【摘要】在農村公路建設中，水泥混凝土路面的應用十分廣泛。但由于涉及施工、養護等眾多因素影響，會增加水泥混凝土路面的裂縫發生幾率，很多新建工程完工不久就會產生病害問題，這也給混凝土路面修復帶來了極大的難度，無法充分發揮水泥混凝土道路功能。導致水泥混凝土路面裂縫的成因非常多，并且裂縫種類多樣，如何正確預防水泥混凝土路面裂縫成為了行業重點關注的問題。基于此，本文首先提出水泥混凝土裂縫成因，進而提出相應的防治措施。

關鍵詞：水泥混凝土路面;裂縫;防治措施;成因

中圖分類號： U418.6???? 文獻標志碼：A

引言

近些年，我國公路工程發展迅速，新建工程數量猛增，其中就出現了大量水泥混凝土公路，這對當地經濟發展和人們出行具有很大的意義。但很多水泥混凝土路面剛投入使用不久就會產生不同程度的裂縫，并且這些裂縫有發展趨勢。一旦路面上出現了裂縫問題，想要修復不僅會浪費人、財、物，同時修復十分困難、效果不佳。水泥混凝土路面作為公路工程的重要組成部分，裂縫問題會直接影響公路美觀性以及行車安全性。這就需要對水泥混凝土路面裂縫進行全面分析，并針對性提出相應的解決對策[1]。

水泥混凝土路面以及路面裂縫概述

水泥混凝土路面是指面層采用水泥混凝土的路面，也稱剛性路面，俗稱白色路面，它是一種高級路面。但是水泥混凝土自身的特性，再加上設計、施工、養護等問題，可能會造成路面裂縫，這也是影響水泥混凝土路面發展的重要因素[2]。水泥混凝土路面必須要滿足交通運輸速度快、重量大、車流量多等要求，這也對水泥混凝土路面強度、穩定性、壽命、維護提出了更高要求。混凝土作為一種非均質脆性材料，由骨料、水泥、水、添加劑構成，在濕度、溫度的影響下，混凝土凝結產生變形，由于不同材料變形不一致，所以造成了應力失衡，出現裂縫問題。

混凝土裂縫的成因

某鄉鎮四級公路工程水泥混凝土路面厚度為180mm、寬度為4.5m，采用了C30水泥混凝土路面。考慮到混凝土具有上述等特點，因此很容易出現局部裂縫等問題，如圖1所示。該工程于2016年10月完工，在當年12月末就發生了縱向裂縫。2017年1月份達到最大值，裂縫寬度達到了3--6cm。通過調查分析發現，距離路基邊坡坡腳5m處有魚池，路基頂面相比魚池水面高1.6，路基邊坡為1：2，填料為天然風化砂，通過對裂縫開挖斷面發現裂縫是毛細現象造成的結果。無論是哪些原因導致的縱向裂縫，如果不及時治理，長期受到雨雪風化侵蝕，再加上車載作用，都會導致裂縫延伸或出現新的裂縫。

水泥混凝土路面裂縫成因

水泥混凝土路面裂縫大體上可以分為兩種，一是表層裂縫、二是貫穿裂縫（圖1為貫穿縱裂縫），兩種裂縫產生原因不同，其主要表現在：

3.1表層裂縫成因

水泥混凝土路面表層裂縫多數是龜裂形式，如圖2所示。也就是表面出現較淺的花紋裂縫。造成表層裂縫主要是因為設計問題、施工問題。

在設計方面上，由于混凝土配比不當，例如水泥用量過大、砂率過小、外加劑使用量不當等因素，混凝土在重力作用下出現離析產生裂縫問題。對于混凝土自身特點來說，在能夠保持混凝土水灰比不變情況下，一旦水泥漿、砂漿量超標，也會增加其極限拉伸值。因此，如果使用的石料粒徑較大的情況下，也很有可能出現裂縫問題[3]。

在施工層面上，主要是由于混凝土澆筑之后沒有及時覆蓋造成的結果。在混凝土澆筑完畢后，特別是在炎熱天氣、大風天氣時，一旦覆蓋不及時，會提高混凝土表面游離水分蒸發過快，加速了混凝土體積收縮、應力變化，再加上混凝土早期強度非常低，如果應力值超過了抗拉值，就會出現路面開裂。

3.2貫穿縫成因

貫穿縫是指水泥混凝土路面出現了縱向、橫向貫穿板厚的裂縫，也就是斷板情況。

3.2.1縱向貫穿縫

縱向貫穿縫是指水泥混凝土路面產生了平行于道路縱軸方向的貫穿板厚裂縫。在水泥混凝土路面施工完畢之后，由于地基沉降不均從而產生不均勻裂縫，從而出現了斷板情況。一旦基層碾壓不實，沒有達到密實標準等，都會出現斷板問題。再加上基層材料攪拌不夠均勻，從而產生基層不均勻沉降，多數都會出現局部路面不均勻沉降，如路基拓寬部分沉陷、溝槽下沉、路基沒有充分壓實，這些都會造成路面板脫空，最終出現裂縫問題[4]。

3.2.2橫向貫穿縫

橫向貫穿縫是指水泥混凝土路面產生垂直道路縱軸方向的貫穿板厚裂縫，如圖3所示。造成橫向貫穿縫的原因包括混凝土性質不達標、混凝土抗拉強度較低造成的結果，同時還包括施工不當、切縫不符合標準造成的結果。

通過后期檢查發現本工程混凝土抗拉強度較低，很容出現橫向拉力裂縫。抗裂性是指混凝土抵抗干縮變形、抗溫度變形能力所產生拉應力。如果這個應力超出了混凝土極限抗拉性，就會出現橫向裂縫。當然，變形量超出混凝土拉伸力初期裂縫為表面裂縫，變形量過大才會產生貫穿裂縫[5]。

由于溫度和濕度變化，混凝土會出現膨脹變形以及收縮現象，一旦這種應力受到限制，就會在混凝土內部產生較大的內應力，也就出現了裂縫情況。水泥混凝土裂縫施工中要每隔一段距離就要設置膨脹縫、收縮縫，切縫設置質量會直接影響水泥混凝土路面整體質量。如果沒有掌握好切縫時間、切割工作不及時、深度不達標、切縫未到頭等，就會產生混凝土橫向貫穿裂縫。

水泥混凝土路面裂縫預防治理措施

4.1預防措施

4.1.1提高混凝土性能

提高混凝土性能主要是集中在混凝土制作方面，造成水泥混凝土路面裂縫問題的主要原因是極限拉伸應變系數較低，無法抵抗干縮變形、溫度變形的應力影響。為了能夠提高混凝土自身的極限拉伸應變值，提高路面性能，需要做好混凝土配比工作。混凝土配合比設計要根據工程實際標準選擇原材料，配合比設計細骨料的含水率要低于0.5%，粗骨料含水率要小于0.2%。工程混凝土配置強度為C30，因此混凝土最小膠凝材料用量要符合表1規定[6]。

由于本工程周圍有魚池，因此長期處于潮濕狀態，因此要在混凝土中加入引氣劑，根據混凝土含氣量確定引氣劑摻入量，混凝土最小含氣量要符合表2規定，最大不得超過7.0%。

采用最大粒徑較小的骨料配置混凝土，這樣可以有效提升混凝土的極限拉伸值。通常水泥混凝土路面骨料最大粒徑不超過40mm，高等級公路骨料最大粒徑不超過35mm，甚至個別工程要求在25mm以下[7]。

4.1.2加強施工與養護

在水泥混凝土路面基層施工中，必須要保證有較高的強度和密實度，提高水穩性。在路基施工中，要嚴格按照操作規范進行，做好分層填筑、碾壓、檢測工作。每層壓實度、厚度、平整度、路拱都要滿足設計標準。為了防止出現混凝土表層裂縫，需要在配比中嚴格控制水灰比、水泥用量，科學控制集料級配、含砂率，同時在澆筑完畢之后采用潮濕材料覆蓋，避免烈日暴曬、大風侵蝕。特別是在夏季施工時，要澆筑完一段、養護一段。

切縫設置也十分重要，合理設置切縫對提高混凝土整體質量有著重要意義，如果切縫不及時，會受到大面積混凝土制約產生裂縫，擴張之后造成斷板問題。通常混凝土主切縫時間在拆模后12h左右[8]。添加外加劑可以降低混凝土用水量，提升混凝土的和易性、減緩水分蒸發速度、降低收縮值。模板施工必須要涂抹脫模劑，讓混凝土與模板之間形成一層薄膜，降低二者之間的粘結作用，這樣可以減少裂縫生成率，也有助于拆模。再者，澆筑路面時需要確保基層、模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。

4.2裂縫處理

直接灌漿法。該方法首先要將裂縫中的雜質清除干凈，之后用鋼刷在縫口位置刷一遍，使用吸塵器將浮塵吸出，保證縫內干燥、無水。縫內與路面要鋪一層聚氨酯底膠層，保證涂刷均勻，之后再按照原比例砂漿配置、灌漿、養護。

擴縫灌漿法。該方法適用于局部裂縫、裂縫較寬的情況，本工程就采取了該方案修復裂縫。使用沖擊鉆沿著裂縫口擴充1.5cm形成溝槽，溝槽深度隨著縫深增加。之后采用壓縮吹風機將碎屑吹凈，加入40mm粒徑的石屑。準備好灌漿材料進行灌漿處理。可以采用砂漿，也可以采用環氧樹脂系膠結劑，用遠紅外燈加熱烘烤3h即可通車[9]。圖4為修復完畢后的情況。

壓力注漿法。對于寬度在50mm以內的裂縫可以采用該方案，用壓縮吹風機清除雜質。將松香、石蠟按照1：2配置并融化，每隔一段距離設置一個灌漿嘴，使用膠帶將縫口貼牢固，在灌漿嘴、膠帶上加封松香石蠟，用壓力灌漿器將其壓入縫隙內。

表面龜裂處理。對于混凝土板沒有被破壞的情況，將表面裂縫劃分為一個施工面，將裂縫鑿成一塊凹槽，將內部碎屑吹凈。植被聚合乳液混凝土或環氧樹脂材料，澆筑內部并保養，合格之后即可通車。

結束語

綜上所述，為了能夠保證水泥混凝土路面整體質量，必須要嚴格控制裂縫問題。針對不同裂縫的成因，針對性采取防治措施。在預防中，保證混凝土材料質量以及施工質量。在治理中，結合現場裂縫情況和施工條件，合理選擇裂縫修復方法，這樣才能夠發揮公路工程效益。

參考文獻

[1]袁鵬. 淺析水泥混凝土路面裂縫成因及預防措施[J]. 科技致富向導， 2011（2）：235-234.

[2]陳海港. 水泥混凝土路面裂縫成因分析的問題及預防措施[C]// 山西省青年優秀水利科技. 2015.

[3]趙志銘. 淺析水泥混凝土路面裂縫成因及防治措施[J]. 四川水泥， 2017（1）：364-365.

[4]謝強. 水泥混凝土路面裂縫產生原因及治理對策研究[J]. 四川水泥， 2015（6）：182-184.

[5]吳佩珊. 水泥混凝土路面裂縫產生的原因及預防措施[J]. 西部交通科技， 2018， 135（10）：42-44.

[6]蘭斌. 水泥混凝土路面裂縫原因及預防探究[J]. 科技資訊， 2017（20）：666-667.

[7]李萬虎. 水泥混凝土路面裂縫成因及綜合防治[J]. 北方交通， 2014（S2）：44-46.

[8]童凱， 張波. 水泥混凝土路面裂縫成因及預防治理措施探討[J]. 低碳世界， 2014（2）：197-198.

[9]黃明昊. 水泥混凝土路面裂縫的成因及預防措施分析[J]. 交通世界， 2017：99.