水泥混凝土路面裂缝的产生与防治措施

【摘 要】从设计、施工入手，分析水泥混凝土路面产生裂缝的原因，结合工程实践，提出一些具有针对性的防治措施。

关键词：水泥混凝土;路面裂缝;原因;防治

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、抗滑性好、养护维修费用低的特点，在中国公路建设中得到了广泛的应用，但随着交通量的不断增加，汽车超载日益严重，再加上自然因素的作用，水泥混凝土路面在运营过程中出现了各种各样的病害，裂缝是其中之一，路面一旦产生裂缝，就破坏了路面结构的完整性，进而丧失路面整体刚度，直至最后完全失去使用功能。

一、原因分析

1.1设计原因

〈1〉路基设计。整个路基承受着由路面传来的荷载，并通过路床和路堤进行传递和扩散，使混凝土路面始终处于稳定状态，才能保证路面面板不被折断。如果设计的路基不稳定或出现不均匀沉陷，当面板脱空时，路面面板将随着基层的变形而产生断板。〈2〉垫层设计问题。垫层设计的优劣直接关系到混凝土路面的安全，如果垫层设计的厚度不足，就容易受冻，进而影响路面面板;若垫层选料不当，不能起到透水作用，路面被水浸害或出现不均匀沉陷，则面板由于支承不均匀而折断。〈3〉基层的设计问题。基层通常是直接支承水泥混凝土路面面板的结构层，同时它还承受和传递由路面传来的荷载，基层的作用十分重要，一般来说它必须具有足够的刚度和稳定性，从而防止路面出现裂缝、断板等现象。〈4〉水泥混凝土路面面板设计。强度不足是导致路面断板的—个重要因素，而影响强度的主要因素是混凝土配合比，如水灰比、含砂率、集料尺寸或集料级配，在水泥混凝土路面设计中必须加以考虑。

1.2施工原因

规范的施工是保证水泥混凝土路面质量的最重要环节，材料的优劣，施工季节的选择，施工机械、施工工艺都直接关系着混凝土路面面板的质量和寿命，精心施工对避免和预防混凝土路面的早期裂缝尤为重要。混凝土选用的水泥必须强度高、收缩性小、耐磨性强、安全性好、抗冻性好。混合料从出料到施工现场进行摊铺、振捣、抹面直至浇筑完毕的最长时间，必须根据水泥混凝土的初凝时间和施工时的气温来确定。混凝土浇筑完毕后，要及时进行养生加切缝(假缝)。养生一定要及时，在炎热的夏季，采用草袋、草帘在混凝土终凝以后加以覆盖，并均匀洒水，使混凝土保持潮湿状态，当强度达到设计强度的40%左右时即可进行切缝，防止混凝土面板无规则开裂形成裂板。

二、防治措施

2.1控制好土基及基层质量。对土基的要求首先要保证有足够的稳定性和强度，其次要加强排水设计，对可能危害路基稳定的地面水和地下水采取必要的防水排水措施。由于地质和气候等自然因素影响，当路基处于潮湿状态时，应在土基上设置垫层来改善土基水稳状况。基层填筑材料也是防止路面裂缝的措施之一，采用整体性好、具有较高弹性模量的半刚性材料做基层，可以确保混凝土路面使用品质，并延长其寿命。因此，对基层的基本要求是刚度大、整体性强、稳定性好，并且具有抗冻性，实际施工中采用无机结合料稳定类刚性基层为好。

2.2增加混凝土路面的厚度。混凝土板是水泥混凝土路面的最重要的结构层，具有较高的力学强度、弹性模量，具有较大的承载能力和扩散荷载的能力，因此，水泥混凝土路面结构的大部分承载力是由混凝土板承担，并把承受的车轮荷载分布到板下基础的较大范围内。当路面板处于弹性工作状态时，面板在车轮荷载的作用下产生的变形很小。板下基层以及土基所承受的单位荷载压力和产生的变形也很小。由于水泥混凝土的抗弯拉强度比其抗压强度小得多，在车轮荷载的重复作用下，混凝土路面板受弯拉的部位最容易产生裂缝而破坏。路面板越薄，板内产生的弯拉应力就越大，当板的弯拉应力大于混凝土的极限抗弯拉强度时，路面板将发生断裂破坏。因此，增加混凝土路面的厚度，以便抵抗车轮荷载作用下混凝土板内产生的应力，对预防裂缝有很好的效果。

2.3降低混凝土浇筑温度。〈1〉降低骨料的温度。混凝土中粗细骨料分别占50%和25%以上，试验表明粗细骨料分别降低1℃，则可使混凝土的温度分别降低0.5℃和0.25℃，粗细骨料可以搭棚遮阳，从底部取料降温，粗骨料预冷可用浸水法、喷洒冷水法等[1]。〈2〉降低拌合水温度。降低拌合水的温度，对混凝土降温效果是显著的，一般水降1℃，混凝土可以降低2.5℃，地下水和自来水的温度比地表水温度低，应优先采用。〈3〉浇筑时间安排在低温季节或夜间。防裂要求高且易裂的结构物最好在低温季节施工，若在高温季节施工，日光直射下的混凝土入仓温度比日平均气温高5℃左右，而在夜间施工，则入仓温度低于日平均气温，同时可以降低水化热温升。若工期紧，需在高温季节施工，应尽量缩短混凝土的运输时间，加快混凝土的入仓速度，缩短混凝土的曝晒时间，混凝土的运输工具应有隔热遮阳措施。

2.4加强混凝土浇筑和切缝控制。混凝土搅拌和运输时为防止发生离析现象，要充分搅拌，使混凝土均匀混合，浆体与骨料充分接触，以增加混凝土的强度，减少裂缝;振捣时，适当放慢浇筑速度，有利于散热和热量交换。一般砼浇筑后l小时，用长尺收平表面，木抹板抹压两次，赶去表面泌水，增加砼密实度[2]。当水泥达到终凝后，水泥混凝土收缩变形产生了较大的拉应力，当混凝土路面面板与基层之间的摩擦力大于收缩拉应力时，在混凝土面板承受拉应力最薄弱的位置就会被拉断而产生裂缝。掌握好时机，及时准确地切缝，就可以比较有效地引导混凝土面板凝固收缩力在切缝处规则拉断面板，从而避免在其他位置上产生不规则裂缝。

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