水泥混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施

　　摘要： 水泥混凝土路面具有承载能力大、稳定性好等优点，被广泛应用到道路建设中。针对实际施工路面中存在的裂缝问题，文章分别从温度变形、收缩变形、路基沉降、材料及施工质量几方面，分析了裂缝产生的原因，并给出相应的预防措施。 　　Abstract： Cement concrete pavement has been widely applied to road construction， as its large carrying capacity and good stability. According to the crack problems in the actual construction of the road， in the paper， we attempt to study the causes of cracks by analyzing temperature deformation， shrinkage， subgrade settlement， materials and construction quality. Also， the corresponding preventive measures are provided. 　　关键词： 水泥混凝土路面；裂缝；原因；预防措施 　　Key words： cement concrete pavement；crack；reason；preventive measure 　　中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0067-02 　　0 引言 　　水泥混凝土路面，它具有承载能力大、稳定性好、整体性好、使用寿命长、经济性好等优点而被广泛应用到道路建设中。但它也存在着不足的一面，像水泥混凝土路面施工材料用量大、开放交通迟、接缝较多、修复困难等缺点。倘若哪一环节出现问题解决不好，都将会影响路面的正常使用。从我们施工过的新老校区、住宅区路面的使用情况看，常发现一些质量问题，诸如混凝土板体下沉、错台、裂缝等等，尤以裂缝最多见。这种结构性破坏现象，对混凝土路面的使用寿命危害极大，如何防治混凝土路面裂缝的发生仍是丞待解决的技术难题之一。 　　1 工程概况 　　郭杜新校区环道、北大门、东大门道路工程，道路为12m宽，双坡4车道。道路路面结构：由上至下依次为200mm厚C30水泥混凝土路面、表面机刻纹；20mm厚粗砂垫层；200mm厚3：7灰土基层，压实系数≥0.95；素土夯实（压实密度≥98%）；抗折强度4.5MPa。道路开放使用以来，整体上看路面施工质量还是不错的。但是，存在的问题也不容忽视，比如路面发现有不少裂缝存在，裂缝宽度在1.5～3mm左右，长度3～5m，多出现在缩缝附近，基本与板体垂直。它不仅影响美观，在行驶荷载作用下也会加速其发展成贯通裂缝，严重影响车辆正常行驶，通过实际路面的施工，观察使用效果，分析总结出水泥混凝土路面裂缝产生的原因以及防止裂缝产生的控制措施。 　　2 水泥混凝土路面裂缝产生的原因 　　2.1 温度变化引起的裂缝 混凝土板体由于受温度的变化产生体积膨胀和收缩。温度变化取决于施工季节、施工温度、施工养护等因素。比如白天的高温，使板体顶面温度高于底面温度，这种温差会造成板体中部的隆起；夜晚温度降低，使板顶面温度低于底面温度，使得板体的边缘翘起。而这些变形会受到板底与基层表面之间的摩擦阻力和粘结作用以及板的自重和车轮荷载等的约束，使板体产生过大的拉应力，板体就被拉裂，产生裂缝。 　　2.2 收缩引起的裂缝 混凝土路面在夏季施工时，由于气温高，混凝土表面水分蒸发速度过快，在板面产生干缩，这种干缩变形又受到内部混凝土的约束，导致表面裂缝的产生。如果在后期遇到气温的骤然降低时，也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当拉应力超出混凝土的抗裂能力时，就会在混凝土表面产生裂缝。 　　2.3 路基沉降引起的裂缝 路基由于强度和稳定性不够而产生不均匀的沉陷，使混凝土板体失去支承能力，加上混凝土又是一种脆性材料，这样在行车荷载作用下板体因脱空产生过大的拉应力而造成破坏，产生断裂裂缝。 　　2.4 材料或施工质量不良引起的裂缝 使用的水泥安定性不合格，集料含泥量超标或水灰比过大等，使混凝土达不到设计强度要求，抗裂性能变差，加上切缝不及时、养护不当等因素的存在，使混凝土因自身水化反应的收缩、温差引起的收缩产生的拉应力超过混凝土板体自身的抗拉强度，混凝土板就会裂缝。还有基层标高、平整度控制不好，使得路面板体厚度不一致，造成板在薄弱部位（过薄或薄厚交界处）产生裂缝。 　　3 水泥混凝土路面裂缝的预防措施 　　3.1 认真把好原材料检验关 合格的原材料是保证水泥混凝土质量的必要条件。路面混凝土使用的水泥应选用强度较高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好的水泥。尽量采用同一厂家同一牌号的水泥，对水泥的各项性能指标要抽样检验，合格后方可使用。选择性质优良和合格的集料，这是保证混凝土具有良好的耐久性和强度等重要性能的先决条件。细集料要用洁净、坚硬、耐久、级配良好的中、粗砂，且细度模数不宜小于2.5，粗集料应满足坚固性、耐磨性等指标要求，并严格控制集料的含泥量。 　　3.2 严格控制水泥混凝土配合比 混凝土的配合比应根据混凝土所需要的强度、和易性及路面的耐磨性、抗冻融等耐久性要求进行设计。严格控制水灰比，路面混凝土的水灰比应不大于0.5，冬季施工不应大于0.45。在满足施工要求的前提下，尽量减少混凝土的用水量。现场施工时，按照现场测试的粗细集料的含水量，将设计的混凝土配合比换算为施工配合比。 　　3.3 抓好路基和基层的施工 路基是混凝土路面的基础，必须有足够的强度和稳定性，路基的压实度应符合《公路路基设计规范》的要求，路基验收合格后才可铺筑基层。基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度，基层标高要准确控制，铺设要坚实、稳定、均匀、平整、整体性好，特别是局部低凹补料的部位，要认真压实，基层施工完毕要严格验收，不符合要求坚决不能进行混凝土面板施工。 　　3.4 加强减摩层（混凝土板体底面和基层顶面间）施工质量 板体在刚浇筑后，混凝土强度不足，当温度发生变化时，混凝土产生伸缩变形，过大的粘结力会导致板块早期开裂。因此在混凝土板体底面与基层顶面间设置滑动层，以减少板体与基层间的摩阻力。在施工过程中，可采用沥青喷涂层或设置砂子垫层等层间减摩的技术措施，减摩层一定要按设计要求的厚度铺设均匀。 　　3.5 重视混凝土板体接缝的施工 混凝土板体接缝的施工，直接影响着路面的平整度，也是影响路面寿命的重要环节，必须精心设计、精心施工，切实保证接缝的质量与作用。按照设计图纸规定，合理布置胀缝、缩缝及施工缝。胀缝可按间隔30m设置，每隔6m设置一道缩缝，纵缝每隔一个车道宽度3m设一道。而切缝质量的好坏也直接影响着混凝土板体的质量，切缝深度要符合规范要求，切缝时间不宜过早或过迟，应根据气温的不同掌握适宜的切缝时间，一般参照下表来确定。 　　3.6 做好路面混凝土的养护 混凝土的合理养护，是确保其质量的关键。混凝土路面浇筑后，经过抹面、拉毛完毕，要及时进行养护。当混凝土表面已有相当硬度，用手指轻压没有痕迹时，随即开始养护。高温施工时，混凝土要严防暴晒，以免水分损失过快而产生过量的收缩，低温施工时要做好保温工作。一般是采取上面盖湿草帘、湿麻袋，每天洒水，经常保持潮湿状态，以避免混凝土受到温度、湿度的不同变形而引起的冷缩和干缩。 　　4 结语 　　在水泥混凝土路面施工中，要树立牢固的质量意识，加强质量监督，严格按照设计文件及有关施工规范进行施工，采取积极有效的措施，科学管理，杜绝以上各种不利因素发生，才能彻底解决混凝土路面的裂缝问题，提高混凝土路面的工程质量。 　　参考文献： 　　[1]中国建筑科学研究院混凝土研究所主编《混凝土实用手册》[M].北京：中国建筑工业出版社，1987：683-717. 　　[2]JTGD40-2002，《公路水泥混凝土路面设计规范》[S].北京：人民交通出版社，2003. 　　[3]李鑫.水泥混凝土路面结构分析和开裂机理、维修技术研究[D].长沙理工大学，2007.