水泥混凝土路面裂縫成因及預防措施

摘要 解析水泥混凝土路面裂縫成因及預防措施

關鍵詞 水泥混凝土路面；裂縫；控制；質量

1，引言

水泥混凝土路面適應日益發展的交通運輸所必需的載重量大、速度高、車流量大等要求，同時具有強度高、穩定性好、使用壽命長、維修養護費用少等許多優點。但混凝土是一種非勻質脆性材料，由骨料、水泥、水以及存留在其中的部分氣體組成，在具有一定的溫度和濕度情況下，混凝土硬化并產生體積變形，由于組成混凝土的材料其變形不一致，互相約束產生初始應力，造成在骨料與水泥石粘結面之間或水泥石本身之間產生微細裂縫。這些裂縫既不規則，也不連貫，在外界因素影響下，還可能發展成宏觀裂縫。

2，水泥混凝土路面裂縫成因分析

水泥混凝土裂縫主要表現為表層裂縫和貫通板裂縫(貫穿裂縫)，其產生的原因是不同的。

2.1表層裂縫成因

在水泥混凝土路面上，表層裂縫的主要表現形式為龜裂。即水泥混凝土表面上呈現碎小的六角形花紋狀裂縫，裂縫很淺。其產生的原因既有設計上的原因，也有施工方面的原因。

設計方面的原因主要是指混凝土配合比設計不當。如水泥用量過大或砂率過大：外加劑使用不當或者摻量過大，混凝土在重力作用下產生離析而導致這類裂縫產生。就混凝土本身的性質而言，在混凝土水灰比不變的情況下，水泥漿和砂漿含量較多時，其極限拉伸值也較大，因此，如果采用過大石料粒徑，也容易產生裂縫。

施工方面的原因主要是混凝土澆筑后沒有及時覆蓋所造成的。混凝土澆筑后，尤其是在炎熱的天氣和大風天氣里，如果不及時覆蓋，混凝土表面的游離水分蒸發過快，產生急劇的體積收縮，而此時混凝土早期強度很低，其值不能抵抗各種收縮應力而導致開裂。

2.2貫穿裂縫成因

貫穿裂縫是指水泥凝土路面板產生縱向(順行車方向)、橫向(垂直于行車方向)貫穿板厚的裂縫，也即斷板現象。

(1)縱向貫穿裂縫成因

縱向貫穿裂縫是指水泥混凝土發生平行于道路縱軸線方向的貫穿板厚的裂縫。其產生的原因是在路面施工后，由于地基沉降不均勻而導致不均勻裂縫，產生斷板現象。如基層碾壓不實，未達到密實標準：產生斷板現象。基層材料攪拌不均，導致基層不均勻沉降，也即由于路基發生局部的不均勻沉陷，如溝槽下沉、路基拓寬部分沉陷、路基本充分壓實等原因導致路面板脫空，產生裂縫。

(2)橫向貫穿裂縫原因

橫向貫穿裂縫是指水泥混凝土路面發生垂直于路路縱軸線方向的貫穿板厚的裂縫。其產生的原因一是由混凝土本身的性質——混凝土抗拉強度太低造成的，二是由于施工不當——切縫不符合要求所造成的。

混凝土抗拉強度很低，一般只有混凝土抗壓強度的1／17-1／18。混凝土抗裂性是指混凝土抵抗干縮變形和溫度變形的能力，這些變形所引起的拉應力，如超過了混凝土的極限抗拉強度時，就發生裂縫。也就是說，這些變形量超過了混凝土的極限拉伸應變值時，混凝土產生裂縫，過大時則引起貫穿裂縫。

由于溫度和濕度變化，混凝土會產生體積膨脹和收縮現象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內部產生內應力，就有可能產生裂縫。因而水泥混凝土路面上每隔一段距離要設置脹縫和縮縫，而切縫質量的好壞直接影響著水泥混凝土路面的質量。如切縫時間掌握不當，切割不及時；切縫深度不符合要求，切縫過淺；切縫未切到頭等因素均可引起混凝土路面發生橫向貫穿裂縫。

3，水泥混凝土路面裂縫的預防措施

3.1提高混凝土本身的性能

水泥混凝土路面產生裂縫的根本原因在于混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以低抗干縮和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可采取以下措施：

(1)混凝土的極限拉抻值隨著抗壓強度的提高而有所提高，因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用m2C30、C35較高標號的混凝土。

(2)采用碎石配制混凝土，因為采用碎石配制的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30％左右。

(3)控制混凝土骨料的最大粒徑。采用最大粒徑較小的骨料配制混凝土時，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此規范中限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過40mm，在高等極公路中不超過35 mm，甚至限制在25 mm以下。

3.2提高基層施工質量

水泥混凝土路面基層應具有較高的強度、較高密實度和較好的水穩性。因此，在路基施工中，應嚴格按施工操作規程進行，做到分層填筑、分層碾壓、分層測試。每層的壓實厚度、壓實度、平整度及路拱都要滿足設計要求和規范要求。

3.3提高混凝土施工質量

(1)為了防止混凝土路面產生表層裂縫，一是在配制混凝土時嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇合適的集料級配和砂率；二要在混凝土路面澆注后及時用潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬。尤其在炎熱季節施工時，應澆完一段，養護一段。

(2)及時切縫很重要。實踐證明，適當的切縫時間對保證混凝土的整體質量有很大關系，切縫遲在，由于大面積混凝土約束會出現裂縫，擴展后形成斷板。一般混凝土的切縫時間是在拆模12h左右(可以根據氣溫的高低適當調整切縫時間)。

(3)加適當的外加劑。一般來說，加減水劑可以減少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發速度，減少混凝土的收縮值。

(4)模板需涂脫模劑，使混凝土與模板之間形成一層薄膜，減少混凝土與模板間的粘結作用。這樣不易產生裂縫，也便于拆模。另外，在澆注混凝土路面時，要將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。