关于水泥混凝土路面裂缝产生原因和防治措施的研究

为了适应公路及市政道路建设的需要，特别在北方地区水泥混凝土路面因具有强度高、荷载能力强、维护费用低、稳定性好的特点，而被广泛应用。但其损坏的修复难度大、费用高，而水泥混凝土路面损坏的原因多是由于裂缝引起的，道路裂缝的预防与控制一直以来是工程领域较难解决的棘手问题。所以我们必须对水泥混凝土路面的施工质量及路面的使用给予高度重视，尽量减少水泥混凝土路面的裂缝。本文仅就水泥混凝土路面裂缝产生的原因及防治措施提出个人浅显的见解，以供同仁参考。

1.水泥混凝土路面裂缝产生的原因

1.1一般情况下，水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂缝，道路投入使用后，由于荷载作用，裂缝逐渐扩展由小变大，当裂缝继续发展达到一定程度，即出现断板现象。

1.2裂缝过程大致可以分三个阶段:第一阶段：在浇筑和凝结过程中产生的初期损伤和开裂，形成微裂缝。第二阶段：使用期间荷载造成的损伤加剧和裂缝扩展，形成宏观裂缝。第三阶段：断裂破坏阶段。

1.3水泥混凝土路面裂缝产生的机理：混凝土由外荷载作用(包括动载和静载)会引起裂缝;由变形(包括温度、不均匀沉降)会引起裂缝;由施工操作不当(制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装)会引起裂缝;设计不当也会引起裂缝。

1.4水泥混凝土路面裂缝的类型：一般来说，水泥混凝土路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝，这种裂缝可分为沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等几种类型。

1.4.1沉降裂缝可分为两种情况：一是混凝土浇筑后，因材料自身沉降产生的裂缝;二是因地基沉降导致混混凝土产生的裂缝。其中第二种原因产生裂缝对工程质量影响较大。混凝土浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降，使该处混凝土产生拉应力和剪应力时，该处就会产生沉降裂缝。

1.4.2温度裂缝主要是水泥混凝土因水泥的水化作用，产生的裂缝。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基层的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

1.4.3干缩裂缝是水泥混凝土浇筑后，在硬化的过程中，由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小，加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩，随着混凝土体积收缩产生拉应力，当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度，而产生干缩裂缝。干缩裂缝一般缘于养护不当。在风吹日晒下，混凝土表面水分散失过快，体积迅速收缩，而内部温度变化小，收缩小，表面收缩变形受到内混凝土的约束，也可引起表面裂缝。

1.4.4超载裂缝主要是由于交通运输业的迅速发展，大吨位的车辆逐年增加，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，目前我国公路上汽车超载情况相当普遍，超载率达到了45%-65%，有的车辆的超载甚至达到2-3倍，有的车载重达到了数十吨，严重的超载致使水泥混凝土路面在使用期内因负荷过大而产生开裂和断板现象。

2.水泥混凝土路面裂缝的防治措施

2.1根据车辆流量进行道路设计，为了减少水泥混凝土路面的裂缝，公路设计、施工、管理等相有关部门应认真及时地组织设计人员和有关专家，对水泥混凝土路面的设计理论及规范要求，进行深入细致地研究和讨论。根据当地的地理位置，环境、地形、沿线工程地质和水文地质，特别是交通量的组成和车辆的类别以及地方材料的供应情况，提出符合实际的轴载设计参数、路面结构、材料组成、路基填料、碾压方案和要求，以设计出适宜的水泥混凝土面板以及完善的排水系统，提出合理经济的水泥混凝土配比设计及要求。

2.2混凝土道路道施工不单单是面层的施工，面层质量的好坏，土基及基层起着举足轻重的作用，软土路基处理不当、土方回填不实。密实度达不到设计要求，致使道路基础下沉，从而导致水泥混凝土道路面层出现裂缝或断板现象的发生。所以在路基土方及道路基层施工时就要严格控制每道工序达到质量标准，特别对路基回填土的土质要求、土方分层回填厚度、碾压方法、密实度检验、弯沉的检测以及道路基层的强度和厚度都要严格把关，使之符合设计标准和施工规范要求，从而确保道路面层的稳定，避免或减少裂缝的产生。

2.3严格控制混凝土材料质量，严格做好材料管理工作，杜绝在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。对于安定性差，游离氧化钙(Ca0)超标及强度不足的水泥强度应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批号的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。选择含泥量较少的合格材料，集料(砂、碎石)含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用。对有机质含量超标的集料应禁止使用。按试验混凝土配合比准确配料;单位水泥用量要精确称量，误差值控制在1%以内。

2.4施工中严把每道工序质量关，混凝土的拌和时间要根据机械性能准确掌握，最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍;振捣应均匀密实，避免漏振或超振现象产生。混凝土拌和时，若集料温度过高，应采用降温措施后再配料拌和。若采用撒水降温方法，应及时测定含水量，调整拌和用水量，保证水灰比值不变。注意混凝土施工操作方法，减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程，避免混凝土过早凝聚及泌水现象而致微裂。必须坚持做到使混凝土相互粘结密实稳定，有效消除界面裂缝。

2.5严格禁止超载、超重车辆上路，路面板荷载拉应力的大小，取决于面层承受荷载的大小。汽车荷载是冲击荷载，其大小不但与车辆轮胎对路面的静止压力有关，而且和车与路的复合程度有关。要减小轮胎对路面的静止压力，就要对车辆实行限载管理，禁止超载的车辆上路。要削弱车与路的复合作用，分别从车和路两方面采取措施。对于汽车方面要采取限速措施，降低车辆荷载的震动频率;对于路方面，要提高路面的平整度，降低车辆的震动幅度。

3.结束语

综上所述：水泥混凝土路面出现裂缝，不是由于一种原因形成的，而是多种因素综合作用的结果。防止水泥混凝土路面裂缝，可以采取多种措施去应对。尽管水泥混凝土路面裂缝不可能完全避免，但通过采取相应措施，可以最大限度地减少裂缝的产生，延长道路的使用寿命。