浅谈农村公路水泥混凝土路面裂缝的成因与防治

黄凤飞

摘 要：本文结合工作经验，就水泥混凝土路面裂缝的原因与防治谈一些体会。

关键词：水泥混凝土 路面 裂缝 成因 防治

随着水泥混凝土路面在农村公路的广泛应用，也相应暴露出一些与设计、施工及使用相关的病害，如水泥混凝土路面经常出现裂缝。这不仅影响外观，甚至影响使用性能，不得不返工，造成不必要的材料浪费和经济损失。

一、农村公路水泥混凝土路面裂缝的成因

1、表面裂缝。

在水泥混凝土路面施工中发生分层离析而形成表面泌水，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，这时固体颗粒间产生毛细管张力，当混凝土表面不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝，亦即龟裂。混凝土的碳化收缩也可引发龟裂。

2、贯穿裂缝及断板

水泥混凝土路面贯穿裂缝指贯穿板全厚的裂缝，产生裂缝及断板的因素多种多样，这其中既包含基层（路基）的影响，更多的是和路面混凝土材料、施工、养护过程及使用情况有关。

（1）设计方面的原因。有可能的原因有：路面板平面尺寸设计不当，若设计板长过大，而设计路面厚度又较小，则会造成断板；混凝土原材料的配合比不当，混凝土产生碱一骨料反应或抗冻融性差等耐久性问题；排水设计不当等。

（2）超重车的影响。超重车是路面使用期间断板的一个非常主要的原因，而目前我国运输行业的基本情况是大量超载车存在这一现实。

（3）基层的影响。路基产生不均匀沉降，沉降量不同，改变了路面板原有的支承条件，造成开裂、断板。

（4）材料质量不良。

（5）混凝土的化学反应。混凝土产生初期裂缝的化学反应，其明显的特征是水化热的产生。当混凝土所产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时（恰巧的是混凝土的抗拉强度极低），混凝土板就会产生裂缝。

（6）混凝土配合比的影响。施工时露天堆放的砂、石含水量与理论含水量很不一致，由此造成施工的水灰比增大，导致混凝土强度降低，同时弹性模量也下降，故混凝土的干缩、徐变都会增大。

（7）施工及养护不当的影响。有可能的原因有：施工可能使混凝土早期受到冻害而产生裂缝；浇筑混凝土施工中的过振或漏振；切缝时间太迟；真空吸水搭接处理不当；养护方面的原因，如高温季节混凝土表面水分蒸发较快，会降低强度，或者只注意了板面的养护，而忽略了板边角等细部的养护，致使混凝土板各部分强度增长速度不同，收缩不均而产生裂缝。

二、水泥混凝土路面裂缝的防治

由于混凝土路面病害的产生同时受到多种因素的影响，其质量的控制也应根据气候、施工条件等实行综合控制，可从以下几个方面进行工作：

1、加强基层质量控制

搞好基层质量控制，防止路基不均匀沉降，主要是控制好基层的平整度、密实度。

2、关于路面结构设计

水泥路面上出现的各种病害，除了施工与材料因素外，与结构层的厚度与强度有很大的联系，在设计混凝土板厚度与基层结构时应注意。

（1）设计人员应根据待设计道路所在地域的实际情况，采用不同的结构，例如在遇到一些特殊路段时，可以采用土工织物来保护基层，增加强度。因为土工织物具有较强强度与韧性，而且紧贴于地基表面，当地基可能产生剪切破坏时，铺设的土工织物将阻止破坏面的出现，从而提高地基的承载力。

（2）设计人员在设计中应及时吸收国外先进的设计理念，广泛应用计算机技术，用有限元法来分析水泥混凝土路面在各种荷载作用下的应力、应变关系，并掌握接缝构造传递荷载的能力和特性。用科学的方法决定结构层的厚度与强度。

（3）在进行路面基层设计时，针对面层病害产生的原因，采用不同的设计规范。如黑白路面交接处的砌块沉陷问题，可借鉴“公路混凝土路面设计规范”中推荐的方案，在黑色路面下采用混凝土渐变板过渡，在板上直接铺设黑色路面。

3、选择合格的原材料

严禁使用质量稳定性差的水泥；不同种类，不同厂家，不同批产的水泥严禁混合使用，尽量采用水化热少，收缩性小的硅酸盐水泥；集料强度须达到标准要求，含泥量超标须更换或用水冲洗达标后使用，有机质超标的集料严禁使用。

4、作好水泥混凝土配合比设计

按试验水泥混凝土配合比设计准确配料，水泥用量精确称量并将误差控制在1%以内；及时测试集料含水量，掌握适宜的用水量，保持水灰比准确，要确保集料级配准确。

5、处理好混凝土施工质量控制

混凝土在制备和施工中需处理好以下几个环节：

（1）混凝土生产控制。施工中应严格控制配比中粗、细骨料及水的计量，控制好水灰比；混凝土的搅拌时间应达到要求，运输过程中不得发生离析现象，否则应在浇筑现场重新拌合。

（2）采用混凝土真空脱水技术。混凝土振捣完毕，用真空脱水技术可将混凝土表面及内部的游离水和空气排出，以降低混凝土的孔隙率和水灰比，增加混凝土的密实度和强度，减少混凝土缺陷。

（3）选择适宜的切缝时间实施切缝。为了防止施工中的温度收缩裂缝，一般以混凝土抗压强度达到5～10MPa为实施的切缝时间。

（4）加强混凝土的养护。关于混凝土的养护，包含2层含义：其一是通过施工管理措施对已浇路面加强养护；其二是采用新型的养护剂进行路面养护。

6、采用新型混凝土材料

为了克服水泥混凝土抗折強度低、抗裂性差、脆性大的缺点，可在水泥混凝土中渗入一定数量的纤维，通过纤维增强，提高混凝土的抗拉、抗剪、抗折、抗冲击强度，降低脆性。常用的新型混凝土材料有玻璃纤维增强水泥混凝土、钢纤维增强混凝土等。

7、加强水泥混凝土路面的养护管理、维修与交通管理

养护工作的好坏也是决定水泥混凝土路面质量的主要因素之一。公路管理部门要加强对道路的养护、维修与交通管理工作。

（1）加强对排水系统的养护，确保排水系统畅通，做到地下水和地表水能顺利排出路基以外。

（2）应加强对水泥混凝土道路的巡查，当板块与伸缩缝处出现裂缝、坑洞、错台等病害时，应及时修补。填缝料应选用与混凝土粘接力强、回弹性能好、耐老化的材料。只有这样才能把水泥混凝土道路管好、养好，充分发挥投资效益。

（3）加强对超载车辆的管理，采取强硬措施，杜绝超载，从根本上解决混凝土路面使用寿命短的问题。

三、裂缝的治理

1、表面裂缝处理方法

对于仅存于板表面尚未贯穿的裂缝，可在裂缝两边各30～40cm范围内凿一条深度为裂 缝深度的槽，槽内各面保持粗糙，将槽清理干净，先涂刷一层水泥净浆（起膨胀作用），约15～20min后在槽内浇筑比原来路面设计强度等级高一级的混凝土。

2、贯穿裂缝的修补

裂缝虽已贯穿板厚，但基层尚未受到影响（裂缝处无翻浆）。其处理方法与表层裂缝的处理方法基本相同，只是槽的深度为混凝土的板厚。在槽内浇筑混凝土时加铺钢筋网，并在两边设缩缝，缝内填充沥青胶以防止雨水渗入浸蚀基层。

3、基层已破坏的裂缝修补

棱角掉块，雨天缝中翻浆，严重者可看到不规则的裂缝向板面扩展。对于这种裂缝应将混凝土板大范围破除，对基层进行处理，然后按设计要求浇筑混凝土板。接缝处按胀缝处理。若路基或基层较差，可整块板加铺钢筋网。3）纵向裂缝的处理方法。一般在新填土或者有沟、渠一侧加设支挡结构，如挡土墙、护坡道等。然后在裂缝中灌入沥青胶来阻止雨水浸蚀基层。经观察，确认沉降或滑移已终止，再按规范要求对面层进行加厚处理。

四、结束语

综上所述，水泥混凝土路面裂缝成因，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此，要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病，延长水泥混凝土路面的使用周期，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能，相信这一顽疾一定会得到根治。

参考文献：

1、李华胜，浅谈公路水泥混凝土路面裂缝的成因及防治，《施工技术》2009年S1期

2、牟泽兵、乔冰冰，农村公路水泥路面早期裂缝成因与防治，《交通企业管理》2010年第1期