水泥砼路面裂缝的成因与预防措施

康小平

摘 要：文章通过对水泥砼路面产生裂缝内外因素的分析，结合水泥砼路面的施工经验，从设计、施工、养护三方面提出了预防和处理措施。

关键词：水泥砼路面；裂缝；成因；预防

水泥砼路面具有刚度大、承载力强、耐久性能好、可就地取材、建设使用经济等诸多优点。近些年来，随着水泥砼路面滑模摊铺技术的日益成熟，路面机械化施工程度提高，路面平整度等质量指标也大幅度提高。因此，它广泛应用于国道、省道等高等级路面，但随着高速公路水泥砼路面修建数量的逐年增多，在建设和使用过程中也出现不少问题，水泥砼路面的裂缝就是其中之一。如何减少施工早期裂缝，防止使用期间路面裂缝，提高水泥砼路面的使用寿命是大家共同关注的问题。

一、产生裂缝的原因

（一）内部因素

1、原材料的影响

（1）水泥：水泥通过水化作用形成强度，在硬化过程中释放大量热能。在通常温度范围内，混凝土温度每上升100C路面板每米膨胀0.01mm 。据有关试验证明，水泥水化过程中的热能释放是变化的，初始较缓慢，25min后增温，大约在水泥终凝后12小时的水化热温度可达800C，使砼内部产生显著的体积膨胀，产生很大的拉应力，当外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时，板块就会产生横向或纵向裂缝。如果水泥稳定性差，强度不足，会影响水泥砼的初期强度，使开裂断板的机率大大增加。

（2）骨料：砼中的骨料约束水泥的膨胀和收缩，产生拉应力，产生裂缝；其次骨料（砂、碎石）含泥量及有机质含量超标，水泥砼中的水泥与骨料的界面粘结不良，往往是产生初期开裂的薄弱部位。

2、水泥砼配合比

（1） 水泥硬化过程中，水份散失的同时，水泥浆体收缩，当收缩变形与砼本身的抗拉应变和徐变应变不相适应时，就会产生干缩裂缝。产生干缩裂缝的主要原因有砼的单位用水量、骨料粒径、细粒料含量等诸多因素，但主要是单位用水量。单位用水量偏大，必然会导致水泥砼较大的收缩率，如果养护不及时也易产生裂纹。

（2）水泥砼水灰比波动大，影响了水泥砼强度高低不一， 往往低强度处首先收缩开裂。

（二）外部因素

1、行车荷载破坏：根据刚性路面设计规范，我们知道路面应力计算假定最不利作用荷载位置在板中央、板角和板边缘中间位置，因此，因行车荷载反复作用造成的裂缝主要集中在板底面和边线中间、及四角上面450斜线位置 。

2、温度应力：温度应力超过水泥砼的抗拉强度，水泥砼路面就会产生断裂并发展为断板。这些断裂，有的是由于水泥砼的初始收缩受到阻碍而产生横向裂缝；有的是由于板块尺 寸过大所产生的温度翘曲变形而引起了横向裂缝；有的是由于地基的不均匀沉降或地 基受侵蚀而使板底出现脱空后，致使应力增加而引起的纵向、横向或角隅断裂。

3、切缝不及时：主要表现为施工中切缝时间难以控制，切缝不及时，温度应力大于相应时间路面抗拆强度，导致路面出现横向裂缝。

4、计量不准：现在高速公路施工中的砼搅拌一般都采用电子计量的大型拌和站，各种材料的称量精度都有保证。但是，如果施工经验不足，不根据施工环境变化及时调整施工配合比。在加水量的控制上，死搬设计配合比，没有根据施工现场风力、温度、运输距离等因素及时调整，致使施工水灰比时大时小，形成砼强度的差异，使早期裂缝机率增大。

5、外加剂因素：砼路面施工中一定要掺加外加剂，但如果掺加了不合格的外加剂，砼就会出现早凝、慢凝、离析、有害物等问题，直接影响砼的质量。

6、运输的影响：运输距离、时间过长使砼在运输途中发生“离析”、造成施工和易性差，影响振捣效果，导致砼板块发生早期裂缝的概率大大增加。

7、漏振或振动不够：摊铺机施工过程中振动器损坏还继续施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的强度，使路面发生裂缝或断板。

8、养生不及时、不充分：砼中硬化过程中失去的水分未能得到及时补充，使砼产生干缩变形发生早期裂缝。

9、基层问题：基层塑性变形量过大，使水分浸入基层，反复作用就会使底板出现脱空现象而促成水泥砼路面裂缝、断板。

10、路基问题：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；桥头沉降；软基处理不彻底等诸因素导致不均匀沉降。经行车荷载反复作用，导致砼板裂缝、断板。

11、养护问题：表现在排水不畅、地下水位上升致路基承载力下降而破坏路面；胀、缩缝长期不清理更换，限制了砼路面的纵向变形功能，致路面板挤压变形破坏。

二、预防措施

针对路面产生裂缝的原因，结合有关资料及笔者的经验和思考，可以采取下述预防措施。

（一）设计方面

1、提高设计标准：随着我国国民经济的发展，高速公路的车流量正以每年两位数的速度高速增长，设计标准也要相应提高。有条件的地方尽量选用连续配筋砼路面增强砼的强度。以解决大交通量、重载车多的问题。也可以推广高抗拉强度砼路面、钢纤维砼路面和贫水泥砼路面等新技术、新工艺，解决砼路面的裂缝问题。

2、从设计上要求路基足够长的沉降时间后才能进行路面施工，减少路基不均匀沉降造成的裂缝、断板；增加路面基层强度，可以采用诸如碾压砼等新工艺，减少因路面基层因素造成的路面裂缝。

（二）施工方面

1、高度重视配合比设计，选择合适的配合比。施工过程中除严格计量外，根据施工环境、及时调整含水量，保持施工塌落度基本稳定，防止温度裂缝。

2、使用合格、性能稳定的缓凝引气减水剂，减少用水量、增加施工和易性以保证工作时间。

3、使用滑模式摊铺机进行机械化施工，以保证砼路面平整度、强度和均匀性。

4、砼做完面后尽快喷洒一层养护剂，防止早期收缩裂缝；在施工过程中当天气异常时，应采用运输车加盖篷布、施工现场洒水降温、夜间加盖草袋等保温措施；并根据砼强度增加速度，尽量早开始锯缝工作。

（三）养护方面

1、保持排水系统完好，防止路基强度降低。

2、重视砼面养护，及时清理或更换缩胀缝材料。

3、加强早期维修，防止病害加大、扩散。

砼路面产生裂缝的原因还有很多，防止的方法也不止这几点。但我们相信，只要采取必要措施，就能防止或减少路面裂缝现象的发生。