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浅谈水泥混凝土路面的裂缝防治
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内容提示：水泥混凝土路面出现裂缝是一个无法根治的难题，但通过提高施工质量和道路管护，可以减少裂缝的产生。文章从路面裂缝产生的3个阶段切入，列举了几大裂的种类，并对此提出了裂缝防治的方法。
摘要：水泥混凝土路面出现裂缝是一个无法根治的难题，但通过提高施工质量和道路管护，可以减少裂缝的产生。文章从路面裂缝产生的3个阶段切入，列举了几大裂的种类，并对此提出了裂缝防治的方法。（参考《建筑中文网》）
关键词：水泥混凝土路面 道路裂缝 超重车辆 温度 沉降 道路施工
0 引言
水泥混凝土路面具有强度高、荷载能力强、维护费用低、稳定性好的特点，在我国各个等级的公路建设中被广泛应用。去年国际金融危机爆发后，国家加大基础设施建设的力度，公路建设掀起了一个新的高潮，水泥混凝土路面施工大规模展开。在这种形势下，我们更应该注重公路路面的工程质量，尽量减少水泥混凝土路面的裂缝。水泥混凝土路面的一个突出缺点是损坏后修复难度大。裂缝是水泥混凝土路面常见的病害之一，水泥混凝土路面的损坏，八成是因为裂缝引起的。但水泥混凝土的裂缝又是一个难以根除的难题，要想延长公路的使用寿命，我们必须在施工中提高施工质量，尽量减少裂缝（根除裂缝不可能）的产生；在道路投入使用后，控制车辆的荷载重量。笔者从事公路水泥混凝土施工多年，对减少水泥混凝土路面的裂缝积累了一定的经验，现在不揣冒昧，写出来与大家共享。
1 水泥混凝土路面裂缝的三个阶段
一般情况下，水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂缝；公路投入使用后，由于荷载作用，微裂缝变成宏观裂缝；宏观裂缝继续发展，最后造成公路断板。这个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。
2 水泥混凝土路面裂缝的几种类型
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。一般来说，水泥混凝土路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝，这种裂缝可分为几种类型：沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等等，本文选择几个加以介绍。
2.1 沉降裂缝 这种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。第二种原因产生裂缝对工程质量影响巨大。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。裂缝一般均在浇筑后1-3小时产生，属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理，可重新加压抹平，使裂缝闭合，能达到较好效果。
2.2 温度裂缝 水泥混凝土因具有热胀冷缩性质，加上水化作用，伴随化学反应，因而产生膨胀，而板因气温板内有“差度”，造成水文养护前冷却收缩，板面就会产生裂缝。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，由于受到基础或老混凝土的约束，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。
2.3 干缩裂缝 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。
2.4 超载裂缝 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，由于轴载等效换算系数f=（Pi/P0）16，即超载（Pi）与标准轴载（Po）换算成16次方关系，所以，超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。
另外，据有关资料披露，我国公路上汽车超载情况相当普遍，超载率达到了40%-80%，有的车辆的超载甚至达到2-3倍，在京珠高速公路上，有的车载重量达到了60吨，相当于一节火车的载重量。汽车超载严重损害了公路，成为公路的第一杀手。
3 防治混凝土路面裂缝的对策
从以上的论述我们可以得出这样一个论断：水泥混凝土路面出现裂缝，不是由于一种原因形成的，而是多种因素综合的结果。防治水泥混凝土路面裂缝，可以采取多种措施综合应对。
3.1 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。
3.2 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、不同批产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。选择合格的含泥量较少的材料，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严格禁止使用。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。集料的含水量要及时取得，以便控制适宜的用水量，保持水灰比准确；为减少用水量，改善和易性可使用合适的外掺剂；用水量误差不得超过1%，外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料，尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法;集料称量误差控制在3%以内。
3.3 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，有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。
3.4 严格禁止超载超重车辆上路 前面已经说过，超载超重车辆已成为水泥混凝土路面的第一杀手。 路面板荷载拉应力的大小，取决于荷载的大小。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，而且车一路的祸合程度有关。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。要削弱车一路的祸合作用，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。
4 结语
水泥混凝土路面不可能根除裂缝，但通过努力，可以最大限度地减少裂缝的产生，延长道路的使用寿命，提高路况。要减少水泥混凝土路面的裂缝，不外两种方法，首先，在设计施工时严格按质量要求完成每一道工序；其次，在道路养护过程中，严禁超载超重车辆上路。把握好了这两点，工程质量就会达到理想的效果，道路也会按设计寿命安全使用。
参考文献：
[1]GBJ50204—92.混凝土结构工程施工及验收规范[S].
[2]GBJ97—87.水泥混凝土路面施工及验收规范[S].
[3]蓝俊宇.浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因和防治措施[J].大众科学·科学研究与实践,.008(16).
[4]交通部公路管理司..公路养护与管理手册M].北京:人民交通出版社.2000.80-81. 来源: 《建筑中文网》.
关键词：水泥混凝土路面 道路裂缝 超重车辆 温度 沉降 道路施工
0 引言
水泥混凝土路面具有强度高、荷载能力强、维护费用低、稳定性好的特点，在我国各个等级的公路建设中被广泛应用。去年国际金融危机爆发后，国家加大基础设施建设的力度，公路建设掀起了一个新的高潮，水泥混凝土路面施工大规模展开。在这种形势下，我们更应该注重公路路面的工程质量，尽量减少水泥混凝土路面的裂缝。水泥混凝土路面的一个突出缺点是损坏后修复难度大。裂缝是水泥混凝土路面常见的病害之一，水泥混凝土路面的损坏，八成是因为裂缝引起的。但水泥混凝土的裂缝又是一个难以根除的难题，要想延长公路的使用寿命，我们必须在施工中提高施工质量，尽量减少裂缝（根除裂缝不可能）的产生；在道路投入使用后，控制车辆的荷载重量。笔者从事公路水泥混凝土施工多年，对减少水泥混凝土路面的裂缝积累了一定的经验，现在不揣冒昧，写出来与大家共享。
1 水泥混凝土路面裂缝的三个阶段
一般情况下，水泥混凝土路面在它建造之初就形成微裂缝；公路投入使用后，由于荷载作用，微裂缝变成宏观裂缝；宏观裂缝继续发展，最后造成公路断板。这个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。
2 水泥混凝土路面裂缝的几种类型
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。一般来说，水泥混凝土路面裂缝是指用肉眼看得到的裂缝，这种裂缝可分为几种类型：沉降裂缝、超载裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝等等，本文选择几个加以介绍。
2.1 沉降裂缝 这种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。第二种原因产生裂缝对工程质量影响巨大。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。裂缝一般均在浇筑后1-3小时产生，属硬化前裂缝。发现后迅速进行处理，可重新加压抹平，使裂缝闭合，能达到较好效果。
2.2 温度裂缝 水泥混凝土因具有热胀冷缩性质，加上水化作用，伴随化学反应，因而产生膨胀，而板因气温板内有“差度”，造成水文养护前冷却收缩，板面就会产生裂缝。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，由于受到基础或老混凝土的约束，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。
2.3 干缩裂缝 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。
2.4 超载裂缝 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，由于轴载等效换算系数f=（Pi/P0）16，即超载（Pi）与标准轴载（Po）换算成16次方关系，所以，超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。
另外，据有关资料披露，我国公路上汽车超载情况相当普遍，超载率达到了40%-80%，有的车辆的超载甚至达到2-3倍，在京珠高速公路上，有的车载重量达到了60吨，相当于一节火车的载重量。汽车超载严重损害了公路，成为公路的第一杀手。
3 防治混凝土路面裂缝的对策
从以上的论述我们可以得出这样一个论断：水泥混凝土路面出现裂缝，不是由于一种原因形成的，而是多种因素综合的结果。防治水泥混凝土路面裂缝，可以采取多种措施综合应对。
3.1 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。
3.2 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、不同批产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。选择合格的含泥量较少的材料，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严格禁止使用。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。集料的含水量要及时取得，以便控制适宜的用水量，保持水灰比准确；为减少用水量，改善和易性可使用合适的外掺剂；用水量误差不得超过1%，外加剂控制在2%以内。采用电子称或其他现代配料机械设备准确配料，尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法;集料称量误差控制在3%以内。
3.3 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，有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。
3.4 严格禁止超载超重车辆上路 前面已经说过，超载超重车辆已成为水泥混凝土路面的第一杀手。 路面板荷载拉应力的大小，取决于荷载的大小。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，而且车一路的祸合程度有关。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。要削弱车一路的祸合作用，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。
4 结语
水泥混凝土路面不可能根除裂缝，但通过努力，可以最大限度地减少裂缝的产生，延长道路的使用寿命，提高路况。要减少水泥混凝土路面的裂缝，不外两种方法，首先，在设计施工时严格按质量要求完成每一道工序；其次，在道路养护过程中，严禁超载超重车辆上路。把握好了这两点，工程质量就会达到理想的效果，道路也会按设计寿命安全使用。
参考文献：
[1]GBJ50204—92.混凝土结构工程施工及验收规范[S].
[2]GBJ97—87.水泥混凝土路面施工及验收规范[S].
[3]蓝俊宇.浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因和防治措施[J].大众科学·科学研究与实践,.008(16).
[4]交通部公路管理司..公路养护与管理手册M].北京:人民交通出版社.2000.80-81. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200906/13323.htm
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