水泥混凝土路面裂縫原因及預防探究

蘭斌

摘 要：該文是筆者根據自己多年的公路工程施工和監理實踐經驗，在經過大量的調查研究和查閱資料后，對目前公路工程中水泥混凝土路面上出現的最為普遍的病害——裂縫進行研究，從設計、施工、材料三個方面深入分析了產生裂縫的原因，系統的提出了切實可行的裂縫預防措施，對水泥混凝土路面的設計、施工和監理工作有現實的指導意義。

關鍵詞：水泥混凝土路面 裂縫原因 預防

中圖分類號：U41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（b）-0069-02

近年來，我國公路建設一直持續高速發展，其中出現了大量的水泥混凝土路面，這對當地的群眾出行和經濟建設發揮了重要作用?？晒P者發現修成時間不長的水泥混凝土路面上出現了不同程度的裂縫，且裂縫有發展蔓延的趨勢。而水泥混凝土路面一旦出現裂縫，則基本可以視為破壞，修補困難，費時費力費錢，還效果不佳。所以筆者結合工作實際，經過細致調查研究后，對裂縫產生的原因進行了系統深入地分析，提出了預防裂縫的可行措施，希望能對水泥混凝土路面的設計、施工和監理工作有所啟迪。

1 裂縫原因分析

1.1 設計不科學

（1）路基設計不科學。路基設計中出現的問題有區域地質和水文調查不詳盡，設計依據有偏差；路基填土高度不夠，水的影響較大；路基填料不合適以及設計強度不足，難以承受上部荷載等。

（2）基層設計不科學。這方面設計中經常出現基層設計厚度不足，解決不了水穩性或防凍的問題；沒有足夠的強度、剛度，且不符合斷面正確，表面平整；選料不當不能起到透水或均勻受力的作用，下層強度降低導致面板因受力不均勻而出現裂縫等。

（3）面板設計不科學。一是水泥混凝土面板設計強度不足，沒有充分考慮交通發展的趨勢，在接縫及邊角等薄弱處沒有設置補強鋼筋等。二是面板厚度不足，無法承受車輛荷載產生的應力時，面板就會出現斷裂。三是排水不暢形成積水下滲，路基被水浸泡，承載力下降，面板隨路基變形而裂縫。

1.2 施工不規范

（1）面層施工不規范。一是混凝土攪拌不充分或超時，運距過大，振搗不充分，造成混凝土分層離析，強度不均勻，硬化后出現收縮裂縫。二是混凝土拌和時溫度過高，加上水泥反應時放出的水化熱，使混凝土拌合物的溫度很高，在硬化過程中收縮變形加大，導致裂縫形成。三是因停電、機械故障、運輸受阻、停工待料等原因使混凝土澆注作業中斷，在澆注時未按施工縫處理，新舊混凝土由于收縮不一致會形成裂縫。四是養生不及時或養生方法不得當。尤其是在夏季高溫的不利條件下，沒有及時覆蓋養生，而導致干縮裂縫，或灑水次數少、沒有專人進行養生作業等。五是切縫不及時。由于機具故障、操作人員切縫時間掌握不準確或切縫深度過大，造成混凝土內部應力集中，在混凝土面板的薄弱處形成貫穿裂縫。

（2）路基、基層施工不規范。一是由于填土厚度過大、壓路機選擇不當、碾壓遍數不夠、對翻漿沒有徹底處理等導致壓實度不合格。二是因標高控制不嚴格造成路面下承層厚度不一致，或由于平地機司機操作技術不過硬造成下承層不平整。三是軟弱部位處理不嚴格。在軟弱地基、半填半挖結合處，新老路基連接處，要提高壓實度標準并進行特殊加固，否則都會發生不均勻沉降，導致混凝土路面開裂。四是基層暴露時間過長或沒有及時灑水養生，使上層混凝土拌合物中的水分下滲被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強度下降，導致裂縫。

1.3 材料不合格

（1）原材料不合格。一是水泥不合格。地方上小廠家生產的水泥，質量不過關，水泥安定性、強度及細度不達標；沒有使用道路水泥或抗折強度高的水泥品種。二是粗細集料不合格。砂石含泥量及有機質含量超標，水泥混凝土中水泥與石子表面粘結不良而產生初期開裂。砂子過細以及砂石的級配不符合規范也會導致水泥混凝土路面裂縫。三是外加劑存在問題。施工單位往往存在不能針對現場施工的實際需要，合理正確地使用外加劑；或摻量不準確、摻加方法不恰當等，沒有起到作用，反而導致面板開裂。

（2）混凝土配合比不恰當。一是水泥用量偏小或偏大。水泥用量偏大，會導致混凝土產生較大的收縮而裂縫，偏小的水泥用量也會使混凝土因強度不足而發生裂縫。二是拌和比例不準確。集料長期暴曬或下過雨后，沒有根據實際含水量及時調整加水量；加料時圖省事，不采用電子秤稱量或拌和設備稱量系統出問題等。三是加水量過大。為了方便拌和及振搗方便，施工中常因加水過多導致水灰比較高，偏大的水灰比，增大了水泥水化初期集料表面的水膜厚度，水分流失后引起體積收縮裂縫。

2 裂縫預防措施

2.1 設計要科學

（1）路基要穩定。要根據當地的地理位置、地形、地質和水文情況，特別是交通量組成、車輛類型以及當地材料供應情況，提出符合當地實際以及發展趨勢的軸載等設計參數，使材料組成、路基填料、碾壓方案滿足要求，確保科學完善的排水系統，保證工后沉降符合要求，路基始終處于穩定狀態。保證路基最小填土高度，使路基始終處于干燥或中濕狀態。路基填料選擇強度高、透水好的砂性土，且壓實度設計標準必須符合設計規范要求。

（2）基層要堅實。基層設計必須具有足夠的剛度、強度和穩定性，并且斷面正確，表面平整，水泥混凝土路面基層的最小厚度定為18 cm，實際設計中可根據交通量的大小、車輛構成、材料性質，通過計算科學增加?；鶎舆x料和層厚符合要求，能起到排水與防凍作用，目前普遍采用水泥穩定類材料、天然砂礫較多；基層施工時嚴格控制填料厚度，松鋪厚度不超過30 cm，壓實度符合規范要求。

（3）面板強度要高。根據實際需要，從混凝土的組成，如水灰比、含砂率及集料級配等方面優化設計，采用足夠的強度等級，以確保水泥混凝土面板的承載力。水泥混凝土面板厚度設計符合要求，且根據交通量及車型調整，使混凝土路面面板始終能處于穩定受力狀態。

2.2 施工要規范

（1）路基施工要規范。一是路基壓實要求一定要達到規定的壓實度標準和彎沉值，特別是構造物附近及邊角部位更應加強，以保證路基有足夠的、均勻的強度。二是對于半填半挖結合處、軟弱土基、陷穴、滑坡等路段，要做特殊處理，重點控制。三是排水設施要質量過硬，能及時通暢地排水，消除地表水、地下水對路基穩定的影響。

（2）基層施工要規范。基層一般采用水泥穩定類或砂礫類材料，要嚴格控制材料強度，增加水穩性；要嚴格把關制度，確?；鶎雍穸染鶆蛞恢?，保持強度的均勻；要嚴控質量自檢，保證基層的密實度；要嚴格控制基層頂面標高、平整度、橫坡，按水泥混凝土路面平整度要求控制基層平整度，對于標高不足的基層應堅決返工重做，禁止采用拋撒松散基層材料填補標高的方法；要加強基層養護工作，保持基層濕潤并及時澆筑水泥混凝土面板。

（3）混凝土面板施工要規范。一是根據攪拌機械操作規程準確控制拌和時間；運輸道路要平坦、不能顛簸，運輸距離不能太長；振搗應均勻密實，避免漏振或超振，防止水泥混凝土離析而導致裂縫。二是施工前，要仔細檢查發電機、振動梁、運輸車輛等機具設備，確保其完好?，F場要有備用機具，嚴禁使用故障機械施工。三是面板澆筑完成后要避免陽光直射，要覆蓋草簾養生、及時灑水，防止因暴露時間長產生干縮裂縫。養生期間封閉交通，嚴格禁止人車通行，養生由專人負責，養生期間每天定時灑水。四是在面板容易裂縫的薄弱處（如接縫、邊角）設置鋼筋，按施工現場氣溫及實驗室確定的最早切縫時間，采用多臺切縫機同時作業，嚴格控制切縫深度，及時切縫。

2.3 材料要嚴格把關

（1）原材料要嚴格把關。嚴格驗收程序，進料前由實驗室抽樣并檢測合格，杜絕不合格原材料進入施工現場。對于安定性差、游離氧化鈣超標、強度不足及細度不合格的水泥禁止使用；要采用大廠家利用旋窯生產的發熱量少、收縮量小的硅酸鹽道路水泥。集料含泥量超標、級配不符合要求、有機質含量超標要更換料源，選擇合格的材料，或認真沖洗、摻配至達到要求方可使用。科學準確使用外加劑，施工單位應該針對現場施工的實際需要，準確使用外加劑，通過試配，找出最佳摻量，運用恰當的摻加方法，精心施工。

（2）配合比要嚴格把關。按混凝土配合比準確配料，水泥用量要精確稱量，誤差值控制在1%以內。集料的含水量要及時實驗取得，計算適宜的用水量，保持水灰比準確；外加劑誤差控制在1%以內；對水泥混凝土拌和工人要進行技術交底，明確責任，集料稱量誤差控制在3%以內?；炷吝\輸距離不能過長，道路要平整，澆筑振搗要規范操作，防止出現離析導致裂縫。

3 結語

公路工程中水泥混凝土路面出現裂縫的原因很多，但系統歸納起來，就是設計、施工、材料三個方面，要切實可行的預防裂縫的產生，我們也只有從這三個方面入手進行主動預防控制。只有這樣，才能確保公路工程中水泥混凝土路面的建設質量和使用壽命，才能使其更好地為人民群眾的出行服務，為社會主義各項事業的建設和發展服務。

參考文獻

[1] JTGTF30-2014，公路水泥混凝土路面施工技術細則[M].人民交通出版社，2014.

[2] JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術規范[M].人民交通出版社，2003.

[3] JTG D40-2002，公路水泥混凝土路面設計規范[M].人民交通出版社，2002.