水泥混凝土路面的裂缝及预防措施

杨功增邢兰景

中图分类号：U416.216

摘要：水泥混凝土路面是一种使用非常广泛的路面结构形式，但是，由于各种原因，致使水泥混凝土路面产生了许多裂缝，使路面过早被破坏。本文重点分析了水泥混凝土路面裂缝的成因并提出了相应的预防对策。

关键词：水泥混凝土 路面裂缝 分析预防

Abstract: cement concrete pavement is a widely used type of pavement structure, however, due to various reasons, resulting in the cement concrete pavement many cracks, make the pavement premature failure. This paper focuses on the analysis of reasons for crack of cement concrete pavement and puts forward the corresponding prevention countermeasures.

Key words: analysis and prevention of cracks on Cement Concrete Pavement

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、使用寿命长、维修养护费用少等许多优点，因此在公路建设中被广泛使用。由于设计、施工、使用中的各种原因，水泥混凝土路面产生了许多裂缝，严重影响了路面的使用寿命，不得不提早进行大修，造成了资源的严重浪费。

一、裂缝分析

水泥混凝土路面裂缝主要分为两种：即表面裂缝与贯穿裂缝。

（一）表面裂缝

水泥混凝土路面的表面裂缝的产生主要是由于混凝土混合料的早期过快失水干缩和炭化收缩引起的。路面混凝土收缩主要有如下几种：

1、塑性收缩，在水泥混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析，实际是粗骨料从混合料中分出，集料颗粒下沉，水分向上迁移，从而形成表面泌水。表面泌水的结果，使水泥混凝土路面表面含水量增加，当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料表面内，毛细水面形成凹面，产生较大的表面张力，同时固体颗粒间产生毛细管张力，促使颗粒凝集，当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。

2、自收缩，混凝土由于水化反应而形成的收缩所产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时（混凝土的抗拉强度极低），混凝土板就会产生裂缝。

3、干燥收缩，在混凝土浇筑的初期，水分失去后，毛细水的张力加大，如果养生条件不好的，会有干燥收缩裂纹产生。

4、碳化收缩，碳化是一种同相体积明显降低的反应，促成了混凝土的收缩裂缝，碳化引起的收缩仅局限在水泥混凝土路面表层一定深度（数厘米），故只产生混凝土的表面裂缝。

表面裂缝的主要表现形式为龟裂。即混凝土路面表面上呈现碎小的六角形花纹状裂缝，裂缝很浅。表面裂缝的产生原因是多方面的，主要有以下几点：①水泥混凝土配合比设计不当。主要是指水泥用量过大或过少，石料粒径过大，外加剂使用不当，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。②施工过程中，水泥混凝土浇注后，没有进行覆盖养生。水泥混凝土浇筑后，在炎热的季节里，由于没有及时的进行覆盖养生，致使混凝土表面的水分过快的蒸发，产生剧烈的收缩，内部收缩应力过大而产生裂缝。③材料质量不过关。这点也很重要，如果所用材料的质量不合格，再好的设计与施工也是没用的。

（二）贯穿裂缝

水泥混凝土路面贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝，可分为横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角裂缝等，其明显特征是裂缝贯通混凝土板全厚。

l、横向裂缝

垂直于行车方向的有规则的裂缝称为横向裂缝，导致水泥混凝土路面出现横向裂缝的原因较多，大致可以归纳为如下几个方面。一、冷缩裂缝。和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形，很容易引起开裂。二、干缩裂缝。水泥混凝土中的水分在混凝土硬化过程中失去时，水泥浆体就会收缩，这些是干缩。这种收缩受到混凝土中的骨料的限制，这种限制会使混凝土内部应力不均匀从而产生裂缝。三、切缝不及时。为防止混凝土路面的干缩裂缝和冷缩裂缝，人们采用切缝浆路面分块，但由于施工中切缝的时间难以控制得当，造成混凝土路面出现横向裂缝。从混凝土收缩因素考虑，最好是混凝土中水泥水化初始阶段就切缝，但事实上很难做到，因抗压强度过低，根本无法切缝。

2、纵向裂缝

纵向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生平行于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。路基施工中，未按施工规范，致使路基压实度不够，路面基层与垫层搅拌不均等原因会发生不均与沉降。这种不均匀沉降会使混凝土路面下的支撑变的不均匀，从而产生裂缝。开始缝很细，一般小于0. 05mm。但随着雨水浸入和浸泡基层，使其表层软化、液化而产生唧泥、淘空，使裂缝加大。

3、交叉裂缝

两条或两条以上相互交错的裂缝称为交叉裂缝。产生交叉裂缝的主要原因：一是水泥混凝土强度不足，在轮载和温度作用下会出现交叉裂缝；其二，路基和基层的强度与水稳性差，一旦受到水的侵入，将会发生不均匀沉陷，在车轮荷载作用下，混凝土板块出现交叉裂缝。

二、裂缝预防措施

l、龟裂防治措施

①预防措施：预防的措施是在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度，特别是夏季施工，应尽量选在下午施工或者夜间施工。为防止混凝土路面产生龟裂，在配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量，选择合适的粗集料级配和砂率。在浇筑混凝土路面前，将基层和模板湿透，避免吸收混凝土中的水分。振捣混凝土应严格按规范操作，防止过度振捣，使砂浆集聚表面，砂浆层厚度控制在2-5mm范围内。②治理措施：如混凝土板在初凝前出现龟裂，可用铁抹子反复压抹的方法来消除，再加强湿润覆盖养护。必要时可注浆进行表面涂层处理，封闭裂缝。

2、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝防治措施

①预防措施：混凝土路面的结构组合与厚度设计应满足交通需要，特别是重车的路段。避免高温作业，温度宜控制在35℃以下，注意昼夜温差，并掺减水剂等外加剂以保持水分；当与原有混凝土路面相接时，应采用机械将原路面连接缝处切割整齐，并清除表面浮尘及松动石子，用水将连接缝处清洗干净后再按规范要求进行接缝。严格控制混凝土的切缝时间和切缝深度。碎石混凝土一般在抗压强度达到6.0-12.0mpa左右即可切缝，以切割整齐、无碎裂为度，尽可能及早进行，尤其是夏季，昼夜温差大，更需注意；当连续浇筑长度较长，而切缝设备不足时，可在二分之一长度处先切，然后再分段切。切缝深度应至板厚的1/4-1/3处甚至更多一点。水泥混凝土路面为刚性路面，纵横向缝应及时填充材料，填料应与板的粘结力强，适应混凝土板的收缩，如氯丁橡胶、沥青玛蹄脂等。加强养护管理，防止渗水，避免杂物进入缝内。加强原材料及混合料的检验，通过实验严把质量关，不合格的材料严禁使用。同时施工中必须使用同一厂家、同一标号的水泥拌制混凝土，使用的钢筋也必须性能同一，纵横向钢筋直径尽可能一致。②治理措施：当板块裂缝较大时，应先沿裂缝两侧一定范围划出标线，标线与中线垂直或平行，然后沿线切齐，凿去标线间混凝土，浇筑新混凝土。

当路面板断裂、破碎或板角断裂时，可将部分或整块破损的混凝土板全部凿除，处理好基层后重新浇筑混凝土。

结语；

总之，要抓好公路混凝土路面的质量控制，除路基质量要保证外，必须严格控制材料质量，加强试验检测及时对配合比作出合理的设计，严格控制水灰比，同时必须规范操作行为，按规范施工，加强养护工作，另外，积极探索和改进施工工艺，以提高混凝土路面的整体质量。

参考文献：

[l]《公路水泥砼路面施工技术规范》（JTGF30-2003），2003年．

[2]《路面混凝土配合比设计与检测》，2002.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。