水泥混凝土路面裂縫分析

中鐵十八局集團第二工程有限公司

摘要：目前水泥混凝土路面建設比較普遍的情況，針對施工中出現比較多的裂縫病害進行了分析，分別從水泥混凝土路面的裂縫產生的過程硬化前、硬化后的干縮、溫度、基層、材料對影響裂縫形成的各個方面的預防措施進行了評述。

關鍵詞：路面；裂縫；病害；成因；對策

一、水泥混凝土路面裂縫產生的過程

（一）硬化前

在硬化前，水泥混凝土還處于塑性狀態，由于組成材料的密度不同而發生沉降，內部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發生在抹面。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時，因基層的水分很快被其面層吸收，會引起大的收縮而產生寬而深的裂縫。

（二）硬化后

1、干縮裂縫

因水分蒸發，使干縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，使混凝土產生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯，沒有一定的規律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發絲相似。

引起干縮裂縫的因素：

（1）水泥中的硅酸二鈣可產生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時需要大量的水，養護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大。這兩種物質含量大時干縮性亦大。所以前期的水泥混凝土的配合比與后期的養護關系很大，他影響著水泥里面的成分是否有足夠的水分來達到要求的強度，同時配合比的水分也不能太大，那樣運距一遠就容易離析影響水泥混凝土的強度。

（2）混凝土中的用水量對于干縮值有很大的影響，當用水量增加一定百分數時，干縮值成倍增加。

（3）骨料的大小和級配也與干縮值有密切關系。

2、由于溫度應力而產生的裂縫

這主要是因晝夜溫差太大，而產生較大的溫度應力，由于沒有設置伸縮縫和對混凝土面板進行及時切割，而造成面板拉裂。因為混凝土材料對溫度的變化面引起的伸縮量約為每度0.01毫米，當累計長度內溫度應為超過抗拉強度時，就會發生裂縫。

3、基層原因而產生的反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進行及時處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結構形式以水泥碎（砂）石穩定基層為主。因溫度應力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內會自然斷裂，

4、由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫

（2）因拌和物溫度過高，而出現“假凝”。

（3）水及砂中有害盡可雜質對水泥混凝土有腐蝕作用

（4）砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產生化學反應，使混凝土結構遭到破壞

二、水泥混凝土路面裂縫產生的防治措施

（一）硬化前

在硬化前，水泥混凝土還處于塑性狀態，由于組成材料的密度不同而發生沉降，內部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發生在抹面。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時，因基層的水分很快被其面層吸收，會引起大的收縮而產生寬而深的裂縫。

為防止沉降裂縫的發生，可采取以下措施：

1、混凝土澆筑后，尚未出現析水前，防強風吹拂和烈日暴曬，可以分段用彩條或麻袋片覆蓋在水泥混凝土路面上，起到防風吹和烈日的暴曬。

2、及時養護，防止混凝土表面水分蒸發而干燥。用彩條布或麻袋片覆蓋以后，要根據溫度、水泥混凝土路面的濕度變化，采取不定時的時間撒水，保證養護。還可以采用在水泥混凝土路面初凝以后，在路面上覆蓋5—7cm的細砂，每天早晚將細砂澆濕澆透以后達到養護的目的。

3、在澆筑混凝土前，應將基層澆濕。水泥混凝土路面在施工前一般要在基層上 均勻、透徹的撒上水，還要根據澆筑混凝土的速度，來確定每一時段撒水的長度，以保證施工的長度。

4、采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋。二次抹面既可以保證減少收縮裂紋，又可以保證水泥混凝土外表的美觀。二次抹面的時間要根據水泥混凝土的水分和當時的氣溫來決定的，一般是在澆筑完混凝土0.5—2小時進行二次抹面。

5、避開高溫氣候施工。因在高溫天氣下，水泥水化作用加快，內部水化熱不易散開，而產生溫度裂縫，同時因水分蒸發加快，使混凝土迅速干燥而收縮，易產生收縮裂縫。

（二）硬化后

1、干縮裂縫

因水分蒸發，使干縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，使混凝土產生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯，沒有一定的規律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發絲相似。

引起干縮裂縫的因素及措施有：

（1）水泥中的硅酸二鈣可產生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時需要大量的水，養護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大。這兩種物質含量大時干縮性亦大。所以前期的水泥混凝土的配合比與后期的養護關系很大，他影響著水泥里面的成分是否有足夠的水分來達到要求的強度，同時配合比的水分也不能太大，那樣運距一遠就容易離析影響水泥混凝土的強度。水泥在進場時要嚴格檢驗，達不到檢驗，達不到高駐地要求的水泥不要進場。

（2）混凝土中的用水量對于干縮值有很大的影響，當用水量增加一定百分數時，干縮值成倍增加。在現場一般要配備稱重設備，現在的水泥混凝土拌合機采用的是自吸式的，一般根據施工水泥混凝土的用量盡量一次將材料進齊，將每種材料自身的含水量測出，在根據每種材料的含水，現場調整配合比的水量，自吸式的要測出每秒流量，用來拌和。

（3）骨料的大小和級配也與干縮值有密切關系。級配良好時，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對關減少。對使用偏細砂時，會使混凝土收縮值增大。含泥量大的情況與使用偏細砂類似。級配最好要采用連續級配，這樣骨料的大小引起的裂縫相對就要減少一些了。

2、由于溫度應力而產生的裂縫

這主要是因晝夜溫差太大，而產生較大的溫度應力，由于沒有設置伸縮縫和對混凝土面板進行及時切割，而造成面板拉裂。因為混凝土材料對溫度的變化面引起的伸縮量約為每度0.01毫米，當累計長度內溫度應為超過抗拉強度時，就會發生裂縫。

一般在20—40米范圍內應設置伸縮縫，以防斷裂。設置伸縮縫時要在伸縮縫中添加瀝青麻絮，防止因伸縮縫較大，跑車時引起伸縮縫的破壞。

3、基層原因而產生的反射裂縫

由于基層的裂縫沒有進行及時處理，而反射到面層，使面層斷裂目前，水泥混凝土路面基層采用的結構形式以水泥碎（砂）石穩定基層為主。因溫度應力及其它因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內會自然斷裂，如在基層上人為地設置一些伸縮為使上下縫對齊，會增加不少施工難度。在一部分道路建設中，基層裂縫一般100米內不超過5條，以二層油毛氈來處理，以毛氈寬度為50厘米，人施工效果來看比士工布處理理想。

4、由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫

水泥熟料如煅燒不充分，會產生較多的游離氧化鈣，因它的水過程很慢，導致水泥已凝結硬化后繼續水化而產生體積膨脹的體積變化不均勻現象，使路面出現龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。

為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應加強檢驗，并選用低、堿性水泥。最好是根據施工的用量分批進如水泥，每批水泥都要進行實驗，檢驗是否符合施工條件。

（2）因拌和物溫度過高，而出現“假凝”

這是因為拌合物溫度過高，使水泥顆粒表面形成一層薄的硬殼，使混凝土拌合物的和易性變差，且影響后期強度。另外，內部熱量不易散發，使體積膨脹，也易引起混凝土裂開。

因此，為防止混凝土發生假凝現象，要控制混凝土的混合物的溫度。

（3）水及砂中有害盡可雜質對水泥混凝土有腐蝕作用有害雜質與混凝土產生反應生成易溶于水的物質，使混凝土被腐蝕強度降低，在車輛荷載的不斷作用下，遭到破壞。

根據規定：對、石材料的試驗檢測每料場要做一次，海水一般情況下不能拌合用水。

（4）砂、石材料中的活性材料與水泥中堿產生化學反應，使混凝土結構遭到破壞集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鉀會產生化學反應，并在集料表面生成一種堿—硅酸凝膠體，這種凝膠體吸水后體積產生膨脹，使混凝土結構破壞，出現較深的網裂，這就是“堿—骨料”反應。

三、結束語

水泥混凝土路面裂縫的產生，其內因與外部條件，非常復雜。既有單一因素，也有綜合因素。因此我們對某一種裂縫的產生，也不應看到孤立的一面，應綜合進行分析研究，以確保水泥混凝土路面的工程質量，爭取避免或者減少混凝土路面裂縫的出現，在出現裂縫時要進行彌補，減少裂縫所造成的損失。

作者簡介：

孫寧：出生年月1986年2月2011年評助理工程師，現在的項目中鐵十八局固西公路項目部。