水泥混凝土路面斷板、裂縫的原因分析及預防措施

楊秘

摘 要：裂縫及斷板是水泥混凝土路面最常見的病害之一，找到水泥混凝土路面裂縫及斷板病害產生的原因，針對性的采取預防措施，將會大大提高水泥混凝土路面的使用壽命及行車舒適性，同時降低道路養護成本。

關鍵詞：水泥混凝土路面;裂縫;斷板;原因分析;預防措施

0 引言

在我國公路發展過程中，水泥混凝土路面一度成為我國干線公路路面的主要結構形式。現如今，高等級公路逐漸“由白改黑”，瀝青砼路面在近幾年的公路發展中逐漸取代了水泥砼路面。在徐州地區，國省干線養護大中修工程中，基本將原來的水泥混凝土路面改造成了瀝青混凝土路面，比如104國道、310國道等在近幾年的養護改善工程中將原來的水泥混凝土路面改成了瀝青混凝土路面。但水泥混凝土路面在某些地區還是不可取代的，如泄洪區等，在邳州境內，250省道呦山分洪道段及黃墩湖分洪區段依舊采用水泥混凝土路面;由于水泥混凝土路面造價低的特點，它還廣泛用于低等級公路，如縣道、鄉道、廠礦道路等。“剛度大，承載能力強”是水泥混凝土路面的優點，但這也同時正是它的缺點“過剛易折”。正是由于水泥混凝土路面剛度大，才導致路面容易出現斷板、裂縫等病害，這也是水泥混凝土路面的通病。找到混凝土水泥混凝土路面出現斷板、裂縫的原因，提前采取預防措施，不但可以提高水泥混凝土路面的使用壽命，還可以提高混凝土路面行車舒適性，同時大大降低道路的養護成本。

1 水泥混凝土路面施工工藝的原因及對應預防措施

1.1 混凝土路面切縫不及時

在實際施工中，由于工人工作經驗不足或其他原因，對混凝土路面的切縫時間掌握存在較大偏差，導致混凝土路面切縫不及時，由于混凝土在形成強度的過程中產生大量的水化熱，溫度的升高和水分的減少致使混凝土產生溫縮和干縮極易導致混凝土板的斷裂，尤其當外部氣溫越高時越容易產生斷板。為了避免或減少此類事件的發生，施工過程中安排有經驗的專業人員對混凝土路面的切縫時間進行嚴格掌握，切縫時間不宜過早亦不宜過晚，并根據切縫的實際情況對切縫時間進行有效的調整，保證切縫時間的“恰到好處”。當連續澆筑長度很長，切縫設備不足時，可在1/2長度處先進行切縫，之后再進行分段切縫;可間隔幾十米設一條壓縫，以減少收縮應力的積聚。

1.2 切縫深度過淺

切縫深度過淺，切縫時，切縫深度不夠，切縫斷面強度沒有明顯被削弱，由于溫縮和干縮產生的內部應力沒有在切縫處得到釋放，極易在臨近縮縫的地方產生新的收縮縫。

在切縫施工中，由于切縫越深，越困難，越費鋸片，即“既費力又不經濟”，致使施工人員或分包方將切縫深度切的過淺，不能滿足設計要求，達不到切縫效果。為了避免或減少此類事件的發生，切縫過程中安排有經驗的專業人員對混凝土路面的切縫深度進行實時檢測及旁站監督，保證切縫深度滿足設計要求。

混凝土施工時，振搗不均勻。工人在進行混凝土振搗時，由于經驗不足等原因，造成振搗時間過長或過短，不統一;振搗間距過遠或過近，甚至有的地方漏振。由于振搗的不均勻性直接導致了混凝土強度的不穩定性，強度低的地方在行車荷載的作用下產生應力集中，進而產生斷板現象。為了預防這種現象的發生，在混凝土施工前對施工人員進行有效的技術交底，安排專人進行旁站，保證混凝土施工時，振搗適度、均勻。

2 設計、原材料的原因及對應預防措施

2.1 混凝土路面板厚與強度不足

由于設計單位對重車、超重車路段，交通量組成調查不足，致使在設計時將混凝土路面的厚度和抗折強度設計不足，或是對混凝土路面的結構組合設計不能滿足實際交通的需要，在行車荷載和溫度作用下產生強度裂縫。

2.2 混凝土配合比不合理，水灰比偏大

一定范圍內水灰比越大，混凝土的強度越低，混凝土強度不足，在行車荷載的作用下易產生斷板。水泥用量過大，混凝土在成型過程中極易產生收縮裂縫。同時在實際拌合過程中，由于拌和機各種材料的計量不準確也可導致施工配合比的不準確，造成混合料實際配比和設計配比產生較大偏差。對各種原材料自然含水量檢測不準確，或原材料含水量不穩定也易造成混合料實際水灰比偏大。

試驗人員在進行配合比設計時，要嚴格按照設計文件和有關規范進行配合比設計。在混合料拌和前與拌和過程中對所用材料自然含水量進行有效的檢測，對所有集料進行覆蓋或搭設防雨棚，尤其是細集料。對拌和機要定期進行計量標定，保證各種材料的計量精度符合要求。

2.3 水泥原材干縮性大、穩定性不滿足要求，集料含泥量大

水泥的干縮性大、集料含泥量大，在混凝土成型過程中產生更大的收縮性，極易造成收縮裂縫。集料的含泥量大，還對混凝土的強度和耐久性產生極大影響，在以后的使用中極易產生斷板。

試驗人員應加強對原材料的試驗檢測力度，配合材料人員杜絕一切不合格材料入場，更不能使不合格的原材料用到實際施工中。

3 基層的原因及對應預防措施

3.1 混凝土路面基礎強度不足

由于基層強度不足，不能替混凝土面層“分擔”足夠的荷載，造成混凝土路面承擔荷載過大，進而導致混凝土路面產生荷載型裂縫、斷板。

瀝青混凝土路面結構形式為“強基薄面”，基層是瀝青路面的主要承載結構層，而水泥混凝土路面，路面是主要承載結構層，水泥混凝土路面對基層要求不像瀝青混凝土路面那么高。但在我國經濟飛速發展的當下，交通量急劇增大，重車、超重車急劇增多，這對水泥混凝土路面的基層提出更高的要求。只有加強水泥混凝土路面基層的質量控制，正視基層的重要性，才能避免水泥混凝土路面裂縫、斷板等病害過早出現，保證其的正常使用。施工中，加強基層原材料的質量控制，加強對基層施工中各工序的質量控制，保證基層施工質量。

加強對基層施工質量的試驗檢測，對于半剛性基層原則上不需要進行彎沉檢測，因為半剛性基層本身具有一定的強度，且半剛性基層板結成整體板塊，猶如一層硬殼，彎沉車后軸只有10 t的荷載，其作用在半剛性基層上，半剛性基層通過其板塊的整體性將荷載分散開來，使后輪處基層所承受壓強變小，荷載不能正常有效的傳遞到其下面基層上。彎沉數據不能證明基層的實際承載力，彎沉值往往較小。當基層強度不足時，在行車荷載反復作用下，這“硬殼”就很容易被壓碎。但是在半剛性基層施工完成后，其強度還沒形成前，進行彎沉檢測，往往能夠反映出路基承載力的實際情況。所以，在半剛性基層施工完成后，其強度還沒形成前，進行彎沉檢測，也不失為一種很好的檢測手段。

3.2 混凝土路面基礎發生不均勻沉降

混凝土路面基礎發生不均勻沉降（如穿越河道、溝槽、拓寬路段處），導致板底脫空而斷裂。

在基層施工時，一次性填筑過厚，壓實不密實;基層下淤泥等軟土地基處理不徹底等都可造成基礎的不均勻沉降。對于填方路基，采用分層填筑，碾壓，嚴禁一次填筑過厚，導致壓實不足。對于填筑所用的材料保證統一、均勻，不可采用材質有較大差別的不同材料，造成基層強度、穩定度的不統一，易造成不均勻沉降。

在高填方路段除了采用壓實度檢測指標外，還應采用沉降觀測來控制路基的穩定情況。必要時應進行預壓、以加快路基的穩定。高填方路段應盡可能靠前施工以保證有足夠的時間使基層自然沉降達到穩定。

在河道路段，淤泥必須徹底清除，以保證基層的穩定性;溝槽地段，采取措施保證回填材料有良好的水穩性和壓實度，以減少沉降。

在新舊路基界面處，應設置臺階，保證新舊路基銜接部分穩定密實，同時在搭接處設置土工格柵，使新舊路基結合更加緊密，防止相對滑移。新路基應適當增加基層厚度并加強土基強度，使其具有略高于舊路基的強度。同理，在對老路路基進行局部養護小修保養時，新修路基應采用高于老路基強度的材料進行修補。

3.3 基礎不穩定

由于基礎不穩定，在行車荷載和水、溫度的作用下，產生塑性變形或者由于基層材料水穩性不良，產生濕軟膨脹變形，導致各種形式的開裂。

在水位高或低洼路段，路基填筑材料采用水穩性優良的材料，嚴禁采用膨脹土、淤泥質土和粉質土等水穩性差的材料。基層采用半剛性基層如水泥、石灰穩定類基層，半剛性基層具有良好的水穩性。

3.4 基層不平整

由于基層的不平整造成路面與基層之間阻力大，在混凝土成型過程中由于收縮作用和路面與基層之間的阻力共同作用下導致混凝土路面的開裂。基層的不平整，還造成混凝土面板的厚度存在突變點，由于行車荷載及車輛制動等作用下對厚度突變點產生極大的應力集中和沖擊，導致混凝土路面斷板。

在混凝土路面基層施工時，測量工作做到勤測量、勤復核。測量人員，嚴格按照設計高程進行高程控制點布設。必要時對高程控制點進行加密。施工過程中要時時跟進復測，指導、調整機械施工，保證基層施工的平整度。

4 養生原因及對應預防措施

4.1 混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋

混凝土澆筑后，表面沒有及時覆蓋，在炎熱或大風天氣，表面游離水分蒸發過快，體積急劇收縮，導致開裂。所以混凝土澆筑完成后，應及時進行保水性好的土工布進行覆蓋，并適時進行灑水養生，覆蓋必須全面覆蓋，包括側面，灑水量必須保證其各個表面濕潤有水漬，灑水時應采用霧狀噴灑，嚴禁呈柱狀灑水。

4.2 通車過早

混凝土路面養護時間不到，過早通車，極易造成混凝土路面產生荷載裂縫甚至斷板。

不論對混凝土路面或者是其基層都要有足夠的養護時間，對于不同的混合料其養護時間也不相同，混凝土一般養護時間為28天。但對于加早強劑的應適當縮短交通管制時間;對于加粉煤灰的混凝土，交通管制時間應相應增加。在養護期間，為了更好的掌握混凝土實際強度情況，應在澆筑的時候制作幾組抗折試件，放在養護的路面上，隨混凝土路面同條件養生。當養護一定時間后進行抗折試驗，以得到混凝土路面實際強度情況。視情況進行放行。

5 結束語

在公路運輸快速發展的今天，對道路質量提出了更高的要求。只有對水泥混凝土路面裂縫及斷板病害產生的根源進行控制，采取具有針對性的措施，在源頭上控制其裂縫及斷板病害的發生及發展，才能有效降低治理病害的成本，保證道路的通暢率，提高道路的使用價值。

參考文獻：

[1]全國一級建造師執業資格考試用書編寫委員會.公路工程管理與實務 第四版[M].中國建筑工業出版社，2014.