山西省晋城市泽州县道路运输管理所 山西省晋城市 048000
摘要：针对近两年“四好农村路”建设过程中，部分水泥混凝土路面出现了不同程度裂缝现象，作者从混凝土原材料、路面基层、混凝土施工工艺等多个方面对裂缝现象进行了比较全面的分析、
总结，对今后的水泥混凝土路面质量起到防范于未然的作用。
关键词：水泥混凝土路面 裂缝 原因分析 措施
“四好农村路”建设项目是为深入贯彻落实党中央、国务院对“三农”工作的部署和习近平总书记关于农村公路的重要指示精神，加快推进农村公路建管养运协调可持续发展，而实施的一项惠民利民工程。
水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、板体性好、使用寿命长等一系列的优点，且原材料普遍、价格低廉、养护成本低，在“四好农村路”建设中得到广泛应用。可由于各种原因导致的水泥混凝土路面裂缝也直接影响了水泥混凝土路面的质量、使用寿命及行车舒适度，对路面的整体结构和整体刚度产生一定破坏作用，直至完全丧失使用功能。所以，对水泥混凝土路面产生裂缝进行各种因素分析和总结，以供水泥混凝土路面施工技术人员借鉴和参考是十分必要的。
一、裂缝原因分析：
（一）、原材料质量原因
1.水泥质量：水泥存在稳定性差、强度不足等质量问题会影响混凝土初期强度，开裂断板机率会大幅增加；水泥水化热高，收缩大，也易导致混凝土面板开裂；
2.集料：集料中的含泥量及有机物质含量超标，会使水泥与骨料间粘结不良，混凝土收缩增大，极易诱导裂缝的产生。
（二）、水泥混凝土质量原因
1.混凝土配合比不当：单位水泥用量偏大，导致较大的收缩率，如养护不及时，易产生裂纹；水灰比波动大以及施工中计量不准，尤其未根据集料中含水量及时调整用水量，影响混凝土配合比的准确性，从而使水泥混凝土的强度不均匀，高低不一，往往低强度处易收缩开裂；
2.拌和质量
混凝土搅拌时间控制不严，均匀性差，水泥分布不均匀，形成混凝土强度不足或不均匀；
（三）、基层施工质量原因产生的裂缝
1.基层标高失控，造成路面厚度不一致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。
2.基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，当混凝土的初始收缩受到阻碍产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，易在较薄弱处造成混凝土路面横向裂缝；
3.施工前，基层比较干燥，这会吸收混凝土拌合物中的水分，使底部混凝土失水，强度降低，导致开裂。
4.一些容易发生路基不均匀沉降的部位，如填挖相交断面处、新老路基交接处、软弱地基、桥涵台背回填部位、管沟开挖部位等，也会因路基不均匀沉降使板底脱空，导致混凝土路面开裂。
（四）、施工原因引起的裂缝
1.如拌和时水泥和集料温度过高，再加上水泥的水化热，会使混凝土拌和物温度过高，水化速度需大量的水化水补给，如在硬化过程中没有及时给混凝土表面补充需要的水分，导致干缩和温缩裂纹；
2.水泥混凝土路面浇筑期间，因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时，未按施工缝处理，新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致形成不规划的裂缝；
3.施工时振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂、断板；振捣时间不宜过长，否则会造成分层，粗颗粒沉入底层，细颗粒及水留在上层，强度不均匀，表面收缩裂缝增加。
4.养护不及时或养护方法不对。尤其是气温高、湿度小、风速大情况下，混凝土表面蒸发过快，形成干缩裂缝；
5.切缝不及时或切缝深度不够，起不到诱导作用，使混凝土板在薄弱断面处开成不规划的贯通裂缝或断板；
6.切缝尺寸不合适，板块尺寸过大产生的温度翘曲应力超过混凝土的抗拉强度而引起的横向裂缝；
7.传力杆安装不当，不竖直于混凝土板截面，则在混凝土伸张和传力过程中混凝土会被传力杆撑破，形成接缝处裂缝破损；
8.在昼夜温差大的季节施工引起裂缝
由于混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体、散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，温差超过30℃时，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土随气温降低冷却收缩，再受到气温、湿度及风等突变影响收缩更大。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，将产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。
（五）、排水系统不畅导致的裂缝
“百害水为先”，如果水泥混凝土路面的排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量滞留在路面上无法外排，势必造成路面积水下渗到基层和路基，导致基层和路基局部软弱，在行车荷载的反复作用下，造成唧泥现象，使板底掏空，局部受力不均匀，引起路面开裂破损。
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（六）、其它原因
1.车辆过早通行，在混凝土强度不足条件下过早通车，致使混凝土路面产生裂缝；
2.车辆荷载的多次重复作用，所产生的荷载应力超过了混凝土的疲劳强度而引起的纵向横向裂缝；
3.双幅路面施工中，已浇筑一侧的水泥混凝土路面缩缝在另一侧未开始浇筑前已经开裂，气温下降到一定幅度时，先浇筑的砼板块伸缩带动后浇筑的砼板块伸缩，断裂和缩缝摩擦力牵动新浇筑混凝土板收缩，这样后浇筑还未切割的混凝土板受到较大的强度应力，当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩缝所对应的后浇筑板块位置发生不规划裂缝；
4.混凝土干缩导致裂缝
干缩是指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩是长期持久的，这主要是由于置于未饱和空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失出去水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多微细的裂缝。
二、预防水泥混凝土路面裂缝的措施
尽管水泥混凝土易产生裂缝，但只要在设计、施工、监理、选材等每一个环节加以预防，实际施工中加以严格控制，是可以减少的。
（一）、严格控制缩缝间距，设计采用合适的缩缝构造形式。
工程设计中，尽可能采用短板，其长度以4m～5m为宜，其缩缝一般采用锯切槽口的假缝形式，槽口宽度3mm～5mm，槽口深度1/4～1/5板厚即可。
（二）、正确选配水泥混凝土材料
1.选用合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件
水泥：安定性差、游离氧化钙超标及强度不足的水泥应禁止使用；不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用；尽量采用发热量少、收缩量小的、含铝酸三钙相对少的道路硅酸盐水泥。
集料：集料含泥量超标时应更换料源，选择合格的、含泥量较少的材料，或将其认真冲洗至达至要求方可使用。如碎石级配不合格，应进行二次筛分。
水：pH值不得小于4，不得含有油污、泥及其它有害物质，尽可能使用自来水。
2.严格控制配合比
集料级配、水灰比、用水量对防止路面裂缝起重要作用。要严格按设计施工配合比施工。混凝土混合料的配合比设计要通过试验，拟设计配合比，要根据设计配合比准确配料，单位水泥用量、集料及水用量都要精确称量，确保混凝土配合比的准确性。试拌调整配合比后，还应根据现场浇筑条件、集料供应情况（干湿程度）、摊铺机具和气候条件随时进行调整，然后按调整好后配合比施工；
（三）、注意控制施工温度
混凝土浇筑温度一般应低于30℃为宜，夏季施工时不超过35℃，并采用人工降温措施，一般选在早晚施工效果较好，注意保持基层顶面在浇筑前充分湿润；对干燥的骨料表面清洗干净，充分洒水，或在砂石料堆场搭棚遮阳，降低温度或采用冰水进行搅拌。如遇温度急骤变化和大风突然来临应提前养生，高温修整抹面后应早覆盖，避免日照，保持表面湿度，减少表面蒸发。
（四）、采用必要的施工方法和工艺
1.基层施工必须按照规范施工，严格控制质量。
首先应严格控制好基层标高以及平整度。对于路基，其压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，并充分考虑地下水对路基稳定的影响，做好完善的排水设施；对于路面基层，不要求其有很高的强度，但要求基层强度要有良好的均匀性和稳定性，这要求基层尽可能采用水泥稳定基层，并严格控制细料，以加强基层的水稳性。严格控制基层顶面标高，应设置专人跟踪测量，确保混凝土路面板厚度均匀一致；按水泥混凝土路面平整度要求控制基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层的摩阻力；
2.混凝土路面施工时，若基层过于干燥或基层表面松散起粉，应及时清扫基层顶面干净，并用水车洒水均匀，确保基层具有一定的含水量。
3.及时进行切缝，最好每隔4～5m（一块板长）设置一道，切缝时间应根据当地昼夜温差，根据《公路水泥混凝土路面施工技术细则》选用适宜的切缝方式、时间及深度，切缝时间以切缝时不啃边为开始切缝的最佳时机，并以铺筑第二天及施工初期无断板为控制原则。
4.混凝土在浇筑过程中，人工摊铺要特别注意不要抛掷或耙耧，应该用锹反扣，防止混凝土拌合物的离析。同时还应注意要均匀摊铺，不要使工作面参差不齐，影响振捣。振捣是使混凝土密实的重要手段，必须均匀有序的进行，不能杂乱无章地随意振捣，出现过振或漏振，造成混凝土强度不均匀。一般情况下，混凝土的振捣应先从靠边角的地方用插入式振捣器有顺序的插捣，尤其要注意将靠近模板处充分插捣密实，然后再用平板振捣器纵横交错地全面振捣，最后用振动梁振捣拖平。
5.掺入缓凝剂，它可延缓混凝土初凝时间，延长放热时间，避免热量过于集中释放，造成体积膨胀明显，产生较大的应力作用，从而达到减少裂缝的目的。
当然，在实际工程中，每个工程都各有特点，而引起水泥混凝土路面裂缝的种类和产生的原因也各不相同，以上仅对水泥混凝土路面裂缝产生的几个原因进行了分析，起到抛砖引玉的作用。所以在实践中一定要灵活地掌握，加以区别，有针对性地采取相应措施，从而减少水泥混凝土路面裂缝，节约后期养护成本，提高水泥混凝土路面的使用寿命。
作者简介：赵韶华，泽州县道路运输管理所工作，山西省晋城市新市西街455号，邮编048000，年龄42岁，男，汉族，大学学历，工程师，重点办主任
论文作者:赵韶华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 路面论文; 水泥论文; 基层论文; 强度论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;