市政道路水泥砼路面裂縫的防控策略探討

黃素云

摘 要 水泥砼路面的開裂問題歷來是影響市政道路人車通行舒適性以及道路使用壽命的關鍵所在，而致使水泥砼路面易出現開裂問題的成因眾多且較為復雜，設計不當、施工把控不嚴、維養不到位以及外部超荷、自然環境等諸多因素均是致使開裂的誘因，因此，全面剖析裂縫成因并從源頭抓起，多舉措切實做好裂縫的防控，極為關鍵。本文結合筆者多方調研與切身經驗，首先就市政道路水泥砼路面裂縫的諸多所致成因予以了全面剖析，然后針對性地探討了相應的有效防控策略，供市政建設同人借鑒參考。

關鍵詞 水泥砼路面;裂縫成因;防控策略

1市政道路水泥砼路面裂縫的所致成因

裂縫是砼工程中常見的缺陷，按砼形成裂縫時是否承受荷載，可以將砼裂縫的基本成因分為非荷載裂縫與荷載裂縫兩大類。其中，非荷載裂縫主要分為收縮裂縫、溫度裂縫、塑性裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、施工導致的裂縫等;荷載裂縫主要分為結構裂縫、基礎沉降裂縫等[1]。水泥砼路面裂縫的形成在很多情況下并非單一原因所造成，很可能為多種原因疊加、多種要素綜合作用的結果。

（1）溫度裂縫。溫度裂縫可以分成表面裂紋、貫穿裂縫和深度裂縫，表面裂縫通常呈無規律狀態，而貫穿裂縫和深度裂縫的展開往往沿道路砼路面主鋼筋方向延伸或大致保持平行。從時間上看，溫度原因造成的表面裂縫一般于砼澆筑后的1～2天內出現，而貫穿裂縫和深度裂縫的出現通常發生在砼澆筑后21天左右。

1）內外溫差導致的裂縫。砼路面溫度裂縫的形成主要是砼澆筑與硬化過程中，水泥水化反應產生大量的熱，使砼內部熱量驟升，而砼表面散熱快、內部散熱慢，就形成了內外溫差，溫差達到一定程度后就產生溫度應力。砼初凝時強度較小，當砼的溫度應力超過砼的強度時就會導致裂縫逐漸產生。由于水泥的水化反應與砼的配合比具有密切關系，一般使用水泥過多時，水化反應趨強，所以必須科學調整好配合比，水泥、粉煤灰、石渣、砂子、外加劑各占適當比例。要注意砼澆筑后約5天水化熱溫度將達最大值，此后隨齡期的增長砼的彈性模量也逐漸增加，砼約束更大，砼內拉應力更強，當其大于砼的抗拉強度時裂縫就會產生[2]。

2）環境溫度導致的裂縫。由于天氣溫度變化的影響（如白天熱晚上涼），砼的不同部分因熱脹冷縮不均勻形成表面拉應力，該應力超過砼的極限抗拉強度時也會產生裂縫。所以，夏天施工后要特別注意砼的保濕養護，而在冬天的施工中要注意不能過早撤除保溫養護，避免夏天高溫、冬天寒冷對砼的早期侵害，有效防止溫度裂縫發生。

（2）收縮裂縫。收縮裂縫是由砼自身的濕度變化所引起的，多為表面裂縫且裂縫小、雜亂無規律，在砼道路施工中這類裂縫比較常見，它對道路的承載能力影響較小，但對道路的表面觀感以及使用的耐久性則有較大影響。該類裂縫是由于砼凝固硬化時表面濕度變化很大，即在硬化過程中環境溫度高，砼表面的水分會很快蒸發，砼內的水分散失過大，在砼內就會形成很多毛細孔、空隙甚至孔洞，毛細孔負壓對孔壁產生拉應力而導致砼收縮，這種收縮為干燥收縮。與此同時，砼內濕度通常比砼表面濕度要低，在砼養護期間若外界補充水的速度慢于砼內水化熱的耗水速度，砼內會加快自干燥，砼體積過快收縮而形成裂縫。砼的這種自身收縮與水泥品種、骨料粒徑、水灰比、用水量等因素有關，水泥強度高用量多、骨料粒徑小用量少、水灰比大，會使砼內發熱量大，砼表面失水快，砼收縮加快，就容易導致收縮裂縫的產生。砼澆筑時振搗是否充分密實、砼初凝后養護是否規范到位，對收縮裂縫的形成也具有很大影響。

（3）沉降裂縫。如果道路地基發生不均勻沉降，部分路面就會懸空而失去地基支撐，從而使砼內產生附加應力，當該附加應力大于砼的抗拉強度時，便會在路面的薄弱處形成一些沉降裂縫。地基沉降越厲害，沉降裂縫就越大，其基本原因在于地質勘探不足、勘測精度不夠、地質情況掌握不全面或地基條件發生改變、試驗資料出錯、結構荷載偏差大等造成。此外一些砼路面建在軟弱地基或填土構筑的地基上，這類地基的不同部分壓縮性能存在較大差異，從而使得道路地基發生不均勻沉降的可能性大大提高。

（4）荷載裂縫。荷載裂縫是由各種外部荷載對砼道路直接或間接作用引起的裂縫，其包括外部負荷和二次應力共同作用下產生的裂縫。因外部荷載直接造成的裂縫稱為直接應力裂縫，而相對應的次應力裂縫則是由裂紋二次應力負荷所造成的。此類裂縫多發于受拉區段或震動多發部位，負荷的特性不同，裂縫的表現特點也不同，根據不同結構的應力模式形成的砼道路的裂紋主要呈中心受壓、彎曲、剪切等特點。總的來說在道路的設計階段鋼筋數量設置不夠，或者鋼筋排布不合理，造成道路的結構剛度不足就容易形成裂縫，而在道路開通使用后，車輛嚴重過載，遠超道路荷載設計值，長此以往也容易造成道路裂縫，還有自然災害如地震、泥石流等也會導致砼路面形成荷載裂縫。

（5）施工裂縫。澆筑砼路面時若施工工藝不夠科學合理，工程質量低，就容易導致各種裂縫的產生。因施工工藝失當造成裂縫的情況主要有：①砼路面澆筑時振搗不充分、不密實，混凝土出現分層離析，強度不均勻，或者出現麻面、蜂窩、空洞，硬化時出現收縮裂縫或成為其他荷載裂縫的起源點。②砼澆筑時間掌握不好，砼運輸時間或等待施工時間過長，水分蒸發過快過多，會導致砼的坍落度較設計值低，澆筑后容易出現裂縫。③由于停電、停工待料、機械故障、運輸受阻等原因使得砼澆筑中斷，繼續澆筑時未作施工縫處理，前后澆筑的砼收縮不一致，也會產生裂縫。④保養不及時或保養方式不當，特別是夏天高溫下沒有及時覆蓋保養、淋水次數少，沒有專人養護。⑤對砼路面切縫不夠及時，或切縫深度過大，造成砼內應力集中，在砼路面的薄弱處就會形成貫穿裂縫。

2市政道路水泥砼路面裂縫的防控策略

2.1 溫度裂縫的防控

（1）改善砼配比，盡量減少砼內水化熱的量值。砼的內部溫度與砼的施工厚度、所使用的水泥品種及用量、粉煤灰的摻入量等有密切關系，控制溫度裂縫最根本的就是要根據水化熱產生的機理設法控制好砼的配合比，尤其是控制好水泥的品種和用量。為此，應優先選擇低熱硅酸鹽水泥，在確保砼的強度和坍落度的前提下，適當摻加粉煤灰和外加劑，從而有效降低水化熱，避免水化熱而導致的溫差裂縫。粉煤灰的作用在于減少水泥的用量，而外加劑的作用在于減少用水量，提升砼的強度，同時壓低水化熱，延緩砼放熱高峰出現的時間，進而預防溫度裂縫的出現。

（2）做好砼養護，科學控制砼內外溫度差。實踐證明，砼內溫度小于65℃，且內外溫差不大于20℃時，砼一般不會出現溫差裂縫[3]。所以，水泥砼路面澆筑后要特別注意進行覆蓋保溫，派專人切實做好砼的養護工作，并按規范要求養護足夠的時間。

2.2 收縮裂縫的防控

（1）科學設計砼配比。關鍵在于控制水泥用量，避免多用，同時適當提高大粒徑骨料的用量，摻加減水劑，減少拌和水，降低水灰比。適當增加粗骨料的用量，可以使水泥用量減少，并提高砼的密實度，從而有效降低砼的收縮量，規避收縮裂縫的生成。

（2）適當摻加膨脹劑，使砼收縮時的拉應力得到相應抵償，以降低砼收縮裂縫產生的可能性。但要注意，膨脹劑摻加時必須攪拌均勻，不然局部膨脹過大也會造成砼開裂。

（3）及時養護，避免砼表面水分蒸發過快，減緩砼干燥的速率，防止砼表面失水太多太快而產生干裂。

2.3 沉降裂縫的防控

沉降裂縫預防的關鍵是做好道路地基的處理，主要應抓好路基填料選擇、填土厚度確定、機器壓實處理、軟土地基加固、排水措施等幾個方面，良好的地基狀況可以有效防止道路沉降導致的裂縫。

2.4 荷載裂縫的防控

（1）設計時要對道路的結構特點和受力狀況作全面了解，采取符合實際受力狀況的計算模型，多種方法計算比較，力使結構力計算準確，減少誤差。道路設計時要盡量避免結構突變的情況，并配置數量足夠，排布合理的鋼筋。

（2）要熟讀圖紙，嚴格按圖紙規范施工。對施工機具要加強管理，嚴禁亂堆亂放。砼路面澆筑時須按伸縮縫設置要求進行分塊，每個分塊應合理布筋。

（3）在道路砼結構突變處（如開洞、開槽處）要埋設數量足夠的防裂鋼筋，增強砼的抗拉能力。

（4）道路開通使用后，嚴格車輛管理，嚴禁超載，并做好道路的養護維修。

2.5 施工裂縫的防控

①砼澆筑時振搗要充分、均勻、密實。②嚴格管控砼運輸、等待、澆筑的時間，避免水分過快蒸發。③砼澆筑后要及時覆蓋，專人養護，保濕保溫，減少砼內外溫差，延緩砼干燥時間，以降低裂縫出現的概率。④砼的強度未達設計要求指標時不能拆模，避免砼路面過早受到外力作用而開裂，拆模作業要遵循規范。

3結束語

致使水泥砼路面出現裂縫問題通常為多種因素疊加、共同作用所致，產生機理復雜，須全面防治。對此，相應設計、施工、維養人員務須從設計至施工，乃至后期維養全程之中始終對其給予高度重視，嚴格把關，注重細節，確保設計合理、施工質量優良、維養處治到位，竭力規避水泥砼路面出現開裂問題。

參考文獻

[1] 王小川.水泥混凝土路面裂縫成因及預防治理對策[J].交通世界（工程技術），2015（8）：128-129.

[2] 酈珺.論水泥混凝土路面裂縫產生的原因及控制措施[J].黑龍江交通科技，2014，37（4）：62.

[3] 吳秋正.淺析市政工程項目中水泥混凝土路面裂縫成因[J].城市道橋與防洪，2011（11）：120-122，153.