浅析水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施

张慧 张勐

摘要：水泥混凝土路面裂缝防治作为一项重要的施工内容，其施工水平的高低直接影响到整个公路工程的质量好坏，因此施工单位必须全面了解裂缝产生的原因，并对施工规范严格执行，对施工原则认真遵守，只有这样才能确保采取的防治措施科学有效，才能进一步提升公路路面施工质量，延长公路使用寿命，确保行车安全。

关键词：水泥混凝土路面;裂缝成因;预防措施

路面作为多种混合料铺筑的路基顶层，在公路结构中属于荷载传递部位，其质量的优劣直接决定着整个公路的施工质量。近年来，随着交通量的不断增加，早期修建的公路工程逐渐出现各种病害问题，如水泥砼路面中裂缝现象最为严重。裂缝是混凝土硬化环节，因混凝土脱水将产生收缩现象，或因温差过大等因素，导致不均匀胀缩现象，进而形成裂缝。裂缝的长期存在，不仅会引起行车跳动，甚至会阻碍交通运行。为更好地解决水泥砼路面裂缝问题，必须先了解其产生的原因，只有这样才能保证采取的措施科学有效。

一、水泥混凝土路面裂缝成因分析

（一）温度应力

混凝土在硬化期间水泥放出大量水化热，使混凝土内部温度升高，水泥水化热在1-3天内可放出热量的50%，由于混凝土内部和表面的散热条件不同，形成内外温差，造成温差变形和温度应力。温度应力和内外温差成正比，温差越大，温度应力也越大砼的早期抗拉强度较低，当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时，产生裂缝。

（二）材料的影响

水泥质量的稳定性是十分重要的因素。水泥的安定性差，凝结硬化时的收缩量大，使混凝土板面产生许多小裂纹，在外部荷载及自然因素作用下扩展为裂缝。不同标号及品种的水泥混杂使用，硬化时间及收缩量不一样，同样会形成裂缝。砂石材料中若有过量的泥土和石粉，会削弱水泥的胶结力，延缓水泥硬化，降低混凝土的强度，在使用使容易产生裂缝。

（三）配合比的影响

水灰比偏大，使混合料中被水占有的空间较大，只有其中一小部分参与水化反应，剩余水分逐渐蒸发，在混凝土中形成空隙，并使混凝土干缩。用水量越大孔隙率越大，T缩率也越大，这样就明显降低了混凝土的强度。水泥用量不合理使用，使混凝土收缩量增大。由于水泥本身固有的收缩特性，使混凝土中水泥用量增大，致使收缩量也增大，在施工时便容易产生裂缝。砂石料的级配不合理使抗折强度降低，因为不同级配的混合料其抗折和抗压强度有较大的差异。砂偏细，导致水泥用量过大。砂在同样重量的前提下，粒径越小，砂粒总表面积越大，这就需要较多的水泥来包裹砂粒表面积，从而增高水泥用量，引起水泥混凝土收缩量增大。

二、水泥混凝土路面裂缝预防措施

某公路改造项目总长度为215.25km，属于双向四车道，于2011年投入使用。其路基宽度分别为21.5m，24.5m，为水泥混凝土路面，设计中其下行线为30cm路面面层、20cm贫混凝土基层厚度;上行线为28cm路面面层厚度，22cm贫混凝土基层厚度。5Mpa为其面层混凝土设计弯拉强度，3Mpa为基层弯拉强度，15Mpa为抗压强度，运行至今，路面已经出现了大量裂缝问题。

（一）材料选择

按照材料功能，可将裂缝修补材料分为2大类，如补强材料与密封材料。由于强度问题路面产生贯穿裂缝的情况，可选取补强材料进行修补，一般为改性环氧树脂类材料、乳化环氧树脂乳液等;由于干缩、温缩等问题路面表面出现裂缝，但结构强度与设计要求相符的情况下，可选取密封材料进行修补，通常为橡胶沥青、灌浆材料等。

（二）施工工艺

第一，路面表面裂缝宽度在0.5mm以上，且属于非扩展性时，可选用压注灌浆法进行施工，如喷嘴灌入法、注射器注射法等。

第二，路面表面裂缝宽度在0.5到3mm之间，且属于非扩展性时，可选用直接灌浆法。

先清理干净缝内的杂物，如泥土等，并将缝口用钢丝刷进行刷洗，保证缝内清洁。随后将0.3mm厚的聚氨酯底胶层铺设到缝中与路面上，一般每平方米可使用0.15kg底胶，选取涂刷法铺筑底胶。然后向缝内注入灌浆材料，固化后强度满足设计要求，即可通车。

第三，路面表面裂缝宽度在3mm以下，但裂缝位置属于未剥落的轻微裂缝，可选取扩缝灌浆法施工。沿着裂缝方向通过扩缝机进行沟槽设置，其宽度为1到2cm，且按照裂缝具体深度进行沟槽深度的确定，一般需控制在75%板厚以内。如施工中存有碎屑等杂物，需选取清缝机进行清理，并将干净的石屑（0.3到0.6cm粒径）填入沟槽内。随后选取配比合理的材料通过灌缝机向扩缝内灌入。

（三）斜向植筋法

如面板只有1条裂缝及纵缝沉降不显著时，可选取植筋补强灌缝封水法进行施工。要求先对其脱空现象进行确定，如存有脱空问题需先做好灌浆施工，再进行施工，具体施工流程如下：

（1）钻孔。在与板边相距60cm左右时，进行斜孔钻孔施工，孔径必须控制在20mm以上。钻孔可选取300量角器辅助施工，确保在-2°到+2°之间控制孔角偏差，33cm为钻孔间距。按照板厚进行钻孔深度的确定，要求不得将面板穿透，保证在 15cm以上控制钢筋水平投影长度。一般可在裂缝两侧交叉位置开孔，钻孔方向需垂直于钻孔位置的裂缝，并选取钢尺进行各个孔位的测量定位。

（2）清孔。大量粉尘在钻孔时产生，应做好排尘工作。不仅要及时清理干净孔口粉尘，还需选取空压机将孔内的粉尘清理干净。施工中应避免孔内由水渗入。如无法彻底清理干净孔内的粉尘，将对钢筋和混凝土之间的粘结性能造成极大的影响。

（3）植筋。一般选取粘度较低的改性环氧树脂胶作为路面植筋施工的材料，且选取Φ25螺纹钢筋用于植筋施工钢筋。孔内粉尘清理干净后，需先将胶液倒入孔内，所需量应达到孔深一半左右，随后在孔内放入Φ25螺纹钢筋，保证钢筋下半部分被胶液浸末。钢筋顶部放入位置与孔口相距60mm时，则表明钢筋植入深度达到设计要求。此时胶液若无法溢出孔口，需再次将胶液灌入，此次深度应满足与孔口相距30mm位置。如胶液溢出，需及时将多余胶液清理干净。随后通过胶液与细砂搅拌进行回填、平整施工，保证孔口环氧树脂颜色类似于附近混凝土颜色。

三、结束语

综上所述，伴随改革开放的不断深入，我国进一步加大了对公路建设投资的力度，推动了公路建设事业的快速发展。伴随一条条公路的建成及運行，水泥砼路面病害问题也成为了人们普遍关注的焦点。裂缝、沉降、错台、麻面等都是现阶段水泥砼路面常见的病害类型。其中裂缝是混凝土结构最为常见的病害，贯穿裂缝、深层裂缝不仅会对路面结构整体性造成严重破坏，还能够导致混凝土受力条件产生较大程度的改变，进而对整个道路的质量、行车的安全性产生极大的危害。为此，必须做好水泥砼路面裂缝防治工作。

参考文献：

[1]王娟，李伟臣.水泥砼路面裂缝产生的原因及防治措施[J].科技信息，2010年36期.