水泥混凝土路面裂缝的成因及预防

水泥混凝土路面裂缝的成因及预防

郭成冈

郭成冈（青海第三路桥建设有限公司）

摘要:近年来，随着我省城乡公路建设投资不断加大，水泥混凝土路面以其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、油耗低等特点，被广泛应用于低等级公路和城市道路。然而水泥路面的迅速增长后，许多病害也逐渐体现出来。本文着重阐述水泥路面裂缝的成因，并提出了相应的预防措施。

关键词:水泥混凝土路面；裂缝；原因分析；预防

泥路面的迅速增长后，早期病害和道路使用中出现的许多裂缝使路面后期养护成本增加。引起这些裂缝的原因有设计缺陷、施工问题及养护等，本文针对水泥路面开裂的形式、产生破坏的原因谈一些粗浅的看法和认识，并试着提出一些预防处置的措施。

一、水泥混凝土路面早期产生裂缝的原因1、设计方面的原因随着我省城乡基础设施建设投资不断增大，公路交通量在短期内也有了大幅上升。目前道路上超载、重载车辆迅速增加，这些车辆造成累计当量轴次增大，从而引起设计弯沉值减小、路面基层或底基层抗拉强度不足、混凝土路面面层剪切破坏，从而产生纵、横向裂缝、断板等现象。所以路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。

2、基层的影响1）基层混料拌合不均匀，致使基层的强度差异大，产生不均匀沉降，导致水泥混凝土路面板裂缝。

2）基层平整度不符合要求，致使混凝土面层厚度不均匀，离散性大,强度存在差异，在行车荷载及温度翘曲应力作用下，使路面局部应力集中，当应力超过极限强度时，就会在厚度薄弱处产生裂缝。

3）路基渗水也是造成混凝土路面裂缝的原因之一。它的危害在于裂缝产生后不但会无限延伸，而且从裂缝中不断进入的水分会使基层甚至路基软化，造成基层、路基强度降低，最终导致水泥混凝土路面断裂，错台，进而造成路面局部或成片损坏。

3、材料的影响1）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，致使混凝土收缩不均匀产生裂缝。

2）不同型号、规格、性能的钢筋混合使用，纵横向钢筋直径差异过大，在温度等因素变化下产生裂缝。

3）水泥用量大，造成混凝土收缩量加大而产生裂缝。

4、混凝土拌和、浇筑质量1）搅拌质量的影响。搅拌时间过短，则拌合不均匀，造成面层强度相差过大，硬化时间及收缩量不同导致裂缝产生；搅拌时间过长，则容易导致骨料破碎、离析，影响混凝土的强度不均匀，在混凝土离析处极易裂缝。

2）振捣质量的影响。振捣不足，易使混凝土中出现气孔、蜂窝，在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝。

3）混凝土浇筑时，振动不能留下盲区，否则混凝土会因为收索应力不均匀，在振捣盲区产生裂缝。

4）养护的影响。混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。因此，一定要加强混凝土的早期养护，在表面收面后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为14～21天。

5、施工质量的影响1）由于施工间隙、延误等原因造成的。如：夜间休息、机械化施工摊铺不能及时运输路面拌合料造成的摊铺机械停工、自然因素造成的施工不连续等。

2）切缝不及时或未按规范要求进行切割。切缝时间太迟，切缝深度不够，切缝缝间距过长、或浇筑延续时间长，导致混凝土收缩产生的实际拉应力大于混凝土的容许值而在切缝附近开裂。

6、养护的影响1)养护不及时或中断，板面水分丧失快，收缩迅速，板底则水份丧失慢，收缩慢，导致翘曲产生裂缝。

2)水泥路面缩缝、胀缝、施工缝，施工时基本上是用沥青灌缝，使用一般2～3年的材料自身老化松脱，如果不及时填缝料更新，雨水渗入，破坏基层和垫层，造成板接缝处的变形和破损。边沟排水不畅积水，雨水沿板边基层及路基渗入板底造成基层软化或路基下沉，导致混凝土路面断裂。

3）混凝土板早期一些病害处理方法不当不及时，如混凝土板轻微裂缝处理不及时，只重视处理严重病害而忽视对板裂缝封水处理，使路面水渗入，加剧混凝土裂缝的不断延伸，最终导致断板，错台。

二、水泥路面病害的预防措施1、设计方面1）在水泥混凝土路面的设计计算理论中，虽然已考虑了交通量增长的因素，但是由于经济的发展，车流量不断增加，特别是市场竞争日趋急烈，运输户只雇经营利益，绝大部分的货车进行改装，加高车厢，加厚大梁等等，荷载大大超过路面设计荷载，造成混凝土板块疲劳，形成水泥板断裂、破碎，大大缩短正常使用年限。因此在水泥混凝土路面设计中，有必要在充分考虑交通量增长后，适当提高技术标准和设计厚度，以适应公路不断增长的交通量的需要。

2）在路基基层下，尤其是地下渗水严重的深挖方路段，应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层。严寒地区应综合考虑设计排水和防冻垫层。同时，保证填缝缝质量，防止雪水融化渗入施工缝中造成混凝土路面反复冻胀破坏，在接缝设计中应选用合理的接缝型式和优良的填缝材料。

2、施工方面1）合理地选择原材料，如果选用不同厂家、不同标号的水泥，在更换水泥品种的界面上必须设置横向施工缝。

2）推广使用机械施工方式尽可能避免横向振捣混凝土；传力杆、拉杆的规格、位置、间距必须符合设计要求，与接缝侧壁垂直，与路面板和路面中心线平行。

3）嵌缝处的混凝土因嵌缝板和传力杆的影响一般很难一次浇注成型，不易振捣密实，致使接缝处的混凝土强度偏低，为此应加强接缝和板角处的振捣。

4）根据当地气温条件把握好切割时间，避免因切割不及时出现整体断裂或养生不及时，水泥混凝土在水化作用下出现空隙，造成强度不足。

5）尽量做到封闭交通施工，如有困难无法封闭施工，现场便道一定要平整，避免有大的坑槽和石块，以免造成混凝土板在初凝期因行车振动造成板体断裂。

3、养护管理方面1）减少路基土的压实变形，增加路基强度和稳定性，必须认真进行压实，特别是要加强路基填挖分解处和路堤边部碾压，使路堤纵、横向的密度尽可能均匀。

2）基层施工的纵横向接缝应尽量与混凝土纵横缝施工缝一致；基层施工时，应将基层材料集中进行厂拌，并采用摊铺机进行摊铺，待基层整平压实后，严格进行养生，防止基层出现干缩或温缩裂缝。

3）不要将两种材料性质差异甚大的路堤相接，而需要设置一个不太长的过渡段，在桥头或其他构造物与一般路堤相接处，应进行加载，甚至超载预压加快地基沉降，在可能的条件下，采用透水性砂砾填筑台背后的路堤，减少开放交通后的填土沉降。

4）防止接缝的失效必须及时更换已老化或损坏的填缝料，使接缝填料保持良好的状况，以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内，从而导致路面的破坏，对路面裂缝及早期病害，应及时进行修复处理，防止形成进一步的延伸破坏。

5）及时清扫路面积雪防止雪水渗入路基，导致路基整体强度降低,在交通荷载的反复作用下,随着此局部区域的逐渐弱化,外部水更易侵入,引起路面下陷，增加养护费用和减少道路使用寿命。

三、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、车辆荷载疲劳作用、养护等联系紧密。因此，要减少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，并采取切实可行的预防措施才能取得预期的效果