摘要：水泥混凝土路面具有施工工藝簡單、強度高、穩(wěn)定性好、 耐久性好、使用壽命長、維修養(yǎng)護費用低、取材容易、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于高速公路、普通公路、城市道路等工程。但由于施工、設(shè)計等原因?qū)е侣访娈a(chǎn)生開裂、甚至斷板，嚴重影響路面正常使用。本文作者根據(jù)多年工程實踐中的經(jīng)驗，對水泥混凝土路面開裂原因及應(yīng)對措施進行初步的探討。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土 路面開裂 原因 防治

前言

水泥混凝土主要由水泥、骨料、外摻劑、水及存留其中的部分氣體組成，在一定的溫度及濕度下硬化并產(chǎn)生體積變形。根據(jù)損傷力學(xué)觀點，水泥混凝土是集料顆粒加強水泥漿基本的兩相復(fù)合材料，在澆筑振搗成型時呈現(xiàn)一種疏孔，微裂紋彌散的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，水泥混凝土內(nèi)部含有微裂紋，微空隙，因此在外部荷載和溫度應(yīng)力等外界因素影響下，混凝土的損傷度會逐漸增大，裂紋會逐漸發(fā)展和加劇，水泥混凝土路面開裂的主要表現(xiàn)為表層裂紋和貫穿裂紋及掉邊段角碎裂，產(chǎn)生的原因各不相同。

水泥混凝土路面表層開裂的主要形式為細小的不規(guī)則裂紋，長度 20~200㎝不等，有的從一點向四周輻射，狀似鷹爪，鉆孔取樣觀察開裂深度3~10㎝不等，產(chǎn)生的主要原因是：

一、材料及配合比方面的原因

·水泥品質(zhì)、品種不符合設(shè)計、規(guī)范要求,如安定性差等。

·混凝土配合比設(shè)計不當,如水泥用量過大、水灰比不符合規(guī)范要求、集料級配合比不符合規(guī)范要求等。

·受當?shù)夭牧舷拗?使用砂石材料不符合規(guī)范要求。

·外加劑使用不當，施工溫度高，使用早強型的外加劑或選用R型水泥，加速了混凝土的收縮。

二、施工方面的原因

·施工時新拌混凝土溫度較高，水化作用劇烈，水化熱加大，易造成混凝土內(nèi)外溫差過大而開裂。

·混凝土拌和物運輸、攤鋪過程中產(chǎn)生離析。

·混凝土澆筑后，沒有及時養(yǎng)生覆蓋，尤其是大風天氣,或炎熱天氣，造成塑性收縮開裂及溫度開裂。

三、貫穿裂紋的原因

貫穿裂紋即“斷板”現(xiàn)象，主要有橫向、縱向貫穿裂紋兩種。

橫向貫穿裂紋開裂的主要原因：

凝土抗彎拉強度低，只有抗壓強度的1/8~1/17，混凝土的抗裂性是指混凝土抵抗干縮變形和溫度變形的能力，由于變形所引起的拉應(yīng)力如超過了混凝土的極限彎拉強度時就會產(chǎn)生裂紋，即變形量超過混凝土的極限拉伸應(yīng)變值過大時則引起“板裂”。

由于溫度和濕度的變化，混凝土會產(chǎn)生體積膨脹和收縮現(xiàn)象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，就有可能產(chǎn)生裂紋， 因此水泥混凝土路面必須設(shè)置脹縫及縮縫， 而切縫質(zhì)量對水泥混凝土路面有很大的影響，切縫不及時，切縫深度、寬度不符合要求，必將出現(xiàn)斷板。

基層質(zhì)量及養(yǎng)護措施不得力，基層坑槽在攤鋪面層混凝土前沒有填平壓實，基層與面層之間磨阻力增大，局部板厚無法滿足等厚度面板要求。

基層多為半剛性基層，變形較小，當基層開裂時引起面板初期反射裂紋，引發(fā)斷板。

采用滑模機械攤鋪路面時，行走速度過快，在振搗時氣泡來不及跑出就被擠壓板擠壓在混凝土內(nèi)，停機起步時沒有先打開振動棒，造成振搗不密實或漏振，大大降低了抗彎拉強度。

縱向貫穿裂縫產(chǎn)生的主要原因：

路面施工后，由于地基沉降不均勻而出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生“斷板”現(xiàn)象，如基層穩(wěn)定性、 密實度、彎沉等達不到規(guī)范要求，改建工程新舊路基結(jié)合部或新建工程填挖結(jié)合部產(chǎn)生不均勻沉降等。

攤鋪寬度大于兩個車道時，設(shè)置縱向縫拉桿，用切縫法設(shè)置施工假縫，施工時只重視橫向縮縫的施切而忽視了縱向縮縫的切割，切縫過遲，易在拉桿端頭部位出現(xiàn)縱向開裂。

四、掉邊斷角碎裂的原因

水泥混凝土面板掉邊斷角碎裂常出現(xiàn)在縱橫縫交叉處或縱橫縫兩側(cè)50㎝范圍內(nèi)， 裂縫寬度較大，特別是縱向施工縫與橫縫角隅處出現(xiàn)網(wǎng)狀碎裂紋，其主要原因是：

面板邊角處振搗不密實或漏振，從挖出的混凝土碎塊可以看出空洞氣泡較多，混凝土抗壓強度及抗彎拉強度大打折扣，車輪碾壓致使碎裂。

當一次攤鋪寬度小于路面總寬度時，設(shè)有縱向施工縫及拉桿鋼筋，后一次攤鋪路面時， 縱向施工縫處特別是拉桿鋼筋下面泥土雜質(zhì)由于疏漏后不易清掃留下隱患。

五、科學(xué)合理設(shè)計

根據(jù)不同區(qū)域，不同環(huán)境，不同的交通運輸要求，提出符合實際的設(shè)計參數(shù)，確定合理的路基、路面結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)，確定經(jīng)濟合理的水泥混凝土配合比和施工要求。

水泥混凝土路面宜采用抗壓 c35 級以上，設(shè)計抗彎拉強度 5.OMPa 的較高標號混凝土，以提高混凝土的抗壓強度及其抗裂性能。

基層的強弱和好壞對整個路面的使用質(zhì)量和使用壽命都有十分重要的影響，基層寬度應(yīng)比混凝土板每側(cè)寬出 65～80㎝，或與路基寬，采用的半剛性基層應(yīng)具有足夠的強度和水穩(wěn)性、冰凍穩(wěn)定性以及抗沖刷能力，并有適宜的剛度和防滲性，半剛性基層的干燥收縮和溫度收縮變形要小，這就是要選用水泥、石灰粉煤灰和水泥粉煤灰等無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料的半剛性基層，水泥用量不得小于 4%，粒料比例應(yīng)占到 80%～85%，條件允許時可優(yōu)選貧水泥混凝土、透水混凝土、碾壓混凝土基層。

混凝土面板采用碎石混凝土因為碎石混凝土的極限拉伸值高于礫石的30%左右，因受當?shù)夭牧舷拗撇坏貌徊捎玫[石混凝土時，應(yīng)摻加占總量 1/3～1/2 以上的破碎礫石，礫石混凝土一般用于雙層式板的下層，不易做面層。

控制粗集料最大粒徑不超過規(guī)范要求，嚴格控制混凝土粗、細集料級配，有利于控制混凝土變形，提高混凝土路面抗裂性。水泥品質(zhì)應(yīng)滿足規(guī)范要求，采用旋窯生產(chǎn)的道路硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，特別強調(diào)所選水泥初凝時間依據(jù)施工操作時間而定，一般不早于3h，終凝時間不遲于 10h，水泥的各項指標必須滿足設(shè)計、規(guī)范要求，確保工程質(zhì)量。

六、 加強、完善施工中的各項質(zhì)量管理

嚴格規(guī)范各項質(zhì)量管理措施及施工工藝，嚴把各種原材質(zhì)量關(guān)，杜絕不合格原材進廠。為使水泥混凝土路面達到較高的強度、密實度和較好的水穩(wěn)性，延長使用壽命，必須在基層施工中，嚴格按施工規(guī)范及設(shè)計文件進行，切實做好每層的厚度、壓實度、平整度及路拱、高程等技術(shù)指標滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

攤鋪混凝土路面前必須做好基層養(yǎng)護工作，前后間隔較長或不斷交時可灑透層油或做瀝青表處。

基層上的坑槽要事先用基層材料修補平整密實，事先檢查板厚，局部基層高出可銑刨基層， 若面積大、路段長時可適當調(diào)整面板(基準線或模板頂)高程，但要在50～100m以上長度內(nèi)調(diào)整標高，保證面板厚度均勻，厚度值滿足規(guī)范要求，路線縱坡平順。

基層清掃干凈并灑水濕潤， 特別是縱向施工縫處應(yīng)沖刷干凈。基層開裂時可以用熱瀝青粘貼不小于1m寬度的油毛氈或土工布蓋在縫裂部位，應(yīng)注意與基層粘貼平展不留氣泡。

采用滑模攤鋪混凝土路面施工工藝時，在攤鋪機前靠近縱向施工縫處布料，在拉桿鋼筋范圍內(nèi)先用手提振動棒振搗密實，防止漏振或拉桿下混凝土振不密實。

滑模攤鋪機應(yīng)盡量緩慢均勻連續(xù)不間歇的攤鋪作業(yè)，控制攤鋪機速度在 0﹒ 5～2m/min 之間，盡量減少停止等待或間隙攤鋪以及料多時快速追趕，停機時間較長時應(yīng)間隔 15min 開啟振動棒振搗2～3min，在起步攤鋪時宜先振搗2～3min再緩慢推進，防止速度過快時氣泡跑不出起步處漏振以及橫向拉裂面板。

嚴格控制混凝土拌和料的坍落度在 1～3cm 之間,攤鋪機前拌和物局部或整體過干硬時可適當撒水浸潤, 增加螺旋導(dǎo)料器的開啟時間,提高振搗頻率,調(diào)整擠壓底板的前仰角,降低攤鋪速度,消除拉裂現(xiàn)象。

在配合比設(shè)計時,嚴格控制水灰比和水泥用量,選擇合適的集料級配和砂率施工配合比要依據(jù)砂石料含水率及當天氣溫適當調(diào)整,嚴格控制混凝土拌合溫度及入模溫度在 35℃以下， 要求水泥廠在水泥儲藏期后出廠水泥，散裝水泥出廠溫度控制在55℃以下，也可采用增加現(xiàn)場水泥儲存量，夏季天氣炎熱，摻加緩凝劑，使用冷卻水，搭設(shè)砂石料遮陽設(shè)施，避開中午時段施工等手段;在冬季寒冷季節(jié)的氣候下?lián)郊釉鐝妱�，使用快硬早強R型水泥，養(yǎng)生及時并保溫覆蓋。養(yǎng)生宜優(yōu)選噴灑優(yōu)質(zhì)養(yǎng)生劑的方法，消除表層裂縫產(chǎn)生。

總之，導(dǎo)致水泥混凝土路面開裂的原因可能是多方面的，它不僅與設(shè)計、施工等路面形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與路面形成后的使用、養(yǎng)護等聯(lián)系緊密。因此，要避免水泥混凝土路面裂縫，延長水泥混凝土路面的使用周期，提高投資效益，就要嚴格執(zhí)行施工操作規(guī)程和技術(shù)要求，通過改善混凝土的質(zhì)量和路面結(jié)構(gòu)并采取有效的澆注后的防治措施，水泥混凝土路面的裂縫現(xiàn)象是可以避免的。

參考文獻:

第一作者簡介：

姓名：朱學(xué)峰 性別：男 出生年月：1979年7月 籍貫：浙江

現(xiàn)工作單位：嘉興市交通投資集團有限責任公司 職稱：工程師

主要研究方向：高等級公路工程管理

第二作者簡介：

姓名：傅旭明 性別：男 出生年月：1971年4月 籍貫：浙江

現(xiàn)工作單位：嘉興市交通投資集團有限責任公司 職稱：助里工程師

主要研究方向：高等級公路工程管理

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