張 穎 衛(wèi)曉光

（洛陽市路星公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司 洛陽 471000）

水泥混凝土路面是我國(guó)高等級(jí)公路路面的主要形式之一，具有剛度大、承載力強(qiáng)、耐久性能好、可就地取材、建設(shè)使用經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)公路網(wǎng)構(gòu)成中占有很大比重，廣泛應(yīng)用于國(guó)道、省道等高等級(jí)路面。隨著公路水泥混凝土路面修建數(shù)量的逐年增多，在建設(shè)和使用過程中也出現(xiàn)了不少問題，水泥混凝土路面的裂縫就是其中之一。如何減少和預(yù)防路面裂縫，提高水泥混凝土路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問題。本文從水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因入手，分析了預(yù)防路面裂縫的措施及方法。

1 水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的內(nèi)在原因

1.1 由于沉降而產(chǎn)生的裂縫

在混凝土硬化前，尚處于塑性狀態(tài)，水泥和骨料由于材料的密度不同而發(fā)生自然沉降，內(nèi)部自由水析出，引起沉降收縮裂紋。產(chǎn)生沉降裂縫主要原因是混凝土澆筑后，水泥和骨料在下沉階段，如受到鋼筋和其他埋件的局部阻礙、模板移動(dòng)、基礎(chǔ)沉降，使該處混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，該處就會(huì)產(chǎn)生沉降裂縫。裂縫一般均在澆筑后1～3h產(chǎn)生，屬硬化前裂縫。如裂縫出現(xiàn)后迅速進(jìn)行處理，采用二次抹面，重新加壓抹平，使裂縫閉合，可達(dá)到較好效果。

1.2 由于干縮而產(chǎn)生的裂縫

水泥混凝土澆筑后，在硬化的過程中，由于水分在空氣中蒸發(fā)及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土幾何體積的收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生混凝土干縮裂縫。裂縫的主要特征是：表面開裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒有一定規(guī)律；形似龜紋，縫寬和長(zhǎng)度都很小，與發(fā)絲相似。

引起干縮裂縫的因素主要有：

（1）水泥中的硅酸二鈣可產(chǎn)生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時(shí)需大量的水，養(yǎng)護(hù)過程中膨脹值大，干燥時(shí)收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時(shí)干縮性亦大。

（2）在冬季或夏季施工時(shí)，由于養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，造成混凝土表面水分蒸發(fā)速度過快，超過了泌水速度而產(chǎn)生干縮裂縫。

（3）骨料的大小和級(jí)配也與干縮值有密切關(guān)系。級(jí)配良好時(shí)，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對(duì)減少。如果砂率過大，石料含泥量過多，則會(huì)使混凝土過量收縮而產(chǎn)生裂縫。

1.3 由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫

水泥混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，由于水泥水化作用是伴隨發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)，所以在硬化的過程中釋放大量熱能，使內(nèi)部溫度不斷上升?；炷谅访姘宓膬?nèi)部溫度增高，使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，經(jīng)參考有關(guān)實(shí)測(cè)資料，在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度上升1℃，每米膨脹0.01 mm。這種溫度變形，對(duì)大面積混凝土板塊極為不利。而板面混凝土隨著晚上氣溫降低，濕水養(yǎng)護(hù)而冷卻收縮。內(nèi)部膨脹與外部收縮互相制約，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，而外部混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，板塊就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.4 由于材料不良引起的裂縫

（1）水泥安定性不良引起的裂縫。水泥熟料如鍛燒不充分，會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水化過程很慢，導(dǎo)致水泥己凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹的體積變化不均勻現(xiàn)象，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等。還有氧化鎂及石膏的后果與氧化鈣類似。

為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，并選用低堿性水泥。

（2）“堿－骨料”反應(yīng)引起的裂縫。集料中的活性二氧化硅與水泥中堿性氧化物水解后生成的氫氧化鈉和氫氧化鉀會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，并在集料表面生成一種堿－硅酸凝膠體，這種凝膠體吸水后體積產(chǎn)生膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)較深的網(wǎng)裂，這就是“堿－骨料”反應(yīng)。

為降低“堿－骨料”反應(yīng)，應(yīng)選用低堿水泥和非活性集料。新出廠的水泥不能立即使用，因新出廠的水泥溫度較高，且游離氧化鈣等還沒有完全消解。

2 水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的外在原因

2.1 由于基層原因而產(chǎn)生的裂縫

目前，水泥混凝土路面基層采用的結(jié)構(gòu)形式以水泥碎（礫）石穩(wěn)定基層為主，因溫度應(yīng)力及其他因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)自然斷裂，由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理而反射到面層，使面層斷裂。

2.2 施工不當(dāng)引起的裂縫

施工裂縫主要是指由施工因素產(chǎn)生的裂縫。

（1）計(jì)量不準(zhǔn)。集中表現(xiàn)在加水憑經(jīng)驗(yàn)，水灰比時(shí)大時(shí)小，致使混凝土形成強(qiáng)度的差異，使早期裂縫機(jī)率增大。

（2）運(yùn)輸?shù)挠绊憽＿\(yùn)輸距離、時(shí)間過長(zhǎng)，使混凝土在運(yùn)輸過程中發(fā)生“離析”，造成施工和易性差，影響振搗效果，導(dǎo)致混凝土板塊早期裂縫的概率大大增加。

（3）振搗不夠，拆摸過早，因而引起混凝土表面和邊部開裂。

（4）混凝土養(yǎng)生問題。養(yǎng)生的目的是防止水分快速蒸發(fā)，使混凝土產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期烈縫，若操之過急則混凝土路面早期裂縫的機(jī)率將增大。

（5）切縫不及時(shí)。主要表現(xiàn)在施工中切縫時(shí)間難以控制，切縫不及時(shí)，導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。

施工裂縫的產(chǎn)生，在很大程度上是施工管理問題，只要嚴(yán)格執(zhí)行施工技術(shù)操作規(guī)程，因施工不當(dāng)因素產(chǎn)生的裂縫是完全可以避免的。

3 水泥混凝土路面裂縫的防治措施

水泥混凝土路面由于各種原因出現(xiàn)裂縫后，若不及時(shí)采取措施，隨著時(shí)間、氣溫變化、雨水滲入及行車作用，會(huì)最終導(dǎo)致全部路面的破壞。而水泥混凝土路面的修補(bǔ)工作不但費(fèi)時(shí)費(fèi)料，外觀難看，而且工藝繁雜，費(fèi)用較大，所以對(duì)水泥混凝土路面的裂縫應(yīng)以預(yù)防為主，針對(duì)水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因，采取正確的方法予以防范，預(yù)防和減少路面裂縫的出現(xiàn)，提高水泥混凝土路面的使用壽命?，F(xiàn)分述如下。

3.1 沉降裂縫問題

沉降是混凝土的特性之一，完全避免是不可能的。沉降量與單位用水量成正比，即單位用水量愈大，泌水率愈大，沉降量也愈大。為防止和減少沉降裂縫，應(yīng)從以下3方面著手。

（1）在保證混凝土和易性的條件下，降低混凝土的單位用水量，使用干硬性混凝土。

（2）選擇在沉降結(jié)束以前快速硬化，而又不失去粘結(jié)力的水泥和外加劑。

（3）施工良好振搗，消除因泌水產(chǎn)生的水膜而減少混凝土沉降。

3.2 干縮裂縫問題

為防止干縮裂縫產(chǎn)生，首要任務(wù)是消除一切可能誘導(dǎo)“干裂”產(chǎn)生的因素。根據(jù)多年的實(shí)踐證明：水泥標(biāo)號(hào)越高，收縮越大；級(jí)配骨料粒徑越小，收縮越大，產(chǎn)生干縮裂縫的機(jī)會(huì)就越大。預(yù)防措施主要應(yīng)從以下3方面入手。

（1）根據(jù)不同的氣候條件，選用合理級(jí)配。正確選用水泥、石料、砂率、用水量、外摻劑等，從減少干縮率來防止干縮裂縫。

（2）嚴(yán)格施工管理，防止水分過量蒸發(fā)，搗筑后，及時(shí)采用涼棚或其它遮蓋物，將混凝土覆蓋起來，避免風(fēng)吹干燥，日光直接照射；進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后，注意養(yǎng)生。

（3）不同外加劑及劑量，對(duì)混凝土干縮率有一定影響。因此，摻配外加劑前應(yīng)對(duì)干縮率進(jìn)行試驗(yàn)，然后再確定是否摻配和摻配量。

3.3 溫度裂縫問題

對(duì)于溫度裂縫，應(yīng)該樹立以防為主的思想。主要預(yù)防措施主要有以下3點(diǎn)。

（1）混凝土單位骨料用量愈大，其熱膨脹系數(shù)愈??；水泥漿含量愈多，則混凝土膨脹系數(shù)愈大。因此，合理選擇級(jí)配，采用水化熱較低水泥，減少水泥及用水量，降低混凝土膨脹值，是防止溫度裂縫的主要途徑。

（2）施工管理中，應(yīng)注意人工降溫措施，對(duì)表層混凝土采取保溫保濕防護(hù)措施，減少溫度變形。

（3）對(duì)于大面積混凝土路面施工，應(yīng)該做到及時(shí)鋸縫，這是防止溫度裂縫的有效措施。

3.4 反射裂縫問題

為防止因基層原因而產(chǎn)生的反射裂縫，在面板鋪筑前，應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行全面的破損檢查，當(dāng)基層產(chǎn)生縱、橫向斷裂時(shí)，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行徹底修復(fù)。

（1）所有擠碎、隆起基層應(yīng)清除，并使用相同的基層料重鋪，同時(shí)設(shè)脹縫板橫向隔開，脹縫板應(yīng)與路面脹縫或縮縫上下對(duì)齊。

（2）當(dāng)基層產(chǎn)生非擴(kuò)展性溫縮、干縮裂縫時(shí)，應(yīng)灌瀝青封防水，還應(yīng)在裂縫上粘貼土工布或土工織物。

4 結(jié)語

水泥混凝土路面裂縫的產(chǎn)生是綜合因素作用的結(jié)果，既有其內(nèi)部原因，也有其外部條件。實(shí)踐證明，只要認(rèn)真分析裂縫形成的原因，采取正確的方法予以防范，在施工過程中嚴(yán)格管理，就可以最大限度地降低裂縫的產(chǎn)生，提高水泥混凝土路面的質(zhì)量和使用壽命。