宋寶林
（通渭縣縣鄉公路管理局，甘肅 通渭 743300）
【摘 要】本文根據通渭縣農村公路水泥混凝土路面的結構類型及使用情況調查，就水泥混凝土路面出現的裂縫及其成因進行分析，並簡要談談預防和治理措施。
關鍵詞 砼路面；裂縫；防治
砼路面直接承受行車荷載的作用，受氣候、水、溫度等因素的直接影響，因而在使用過程中是最容易受到破壞的結構層。筆者參加通渭縣水泥混凝土路面工程項目建設管理，對建成的水泥混凝土路面，有個別路段出現裂縫、斷板等病害 ，根據水泥混凝土路面的特點，結合水泥混凝土路面的使用情況，分析水泥混凝土路面裂縫的類型及產生的主要原因及防治措施。
１ 水泥混凝土路面裂縫的類型
1.1 縱向裂縫
縱向裂縫。縱向裂縫是指和路線走向平行或基本平行的裂縫。產生原因主要是路基填料土質不均勻、含水量不均勻、施工方法不當等，導致路基不均勻沉降，從而使路面板體在自重和行車壓力作用下產生縱向裂縫。
1.2 橫斜向裂縫
橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直於路線方向的有規則的裂縫，其產生的原因主要有水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時等。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產生的裂縫，一般發生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是指由於水泥混凝土冷縮產生拉應力而引起的路面板開裂。
1.3 斷板
混凝土斷板是指水泥混凝土路面在施工養生期或正常使用過程中在無切縫處產生裂縫，經發展使整塊混凝土板塊斷裂形成兩塊或兩塊以上不規則的現象。斷板是水泥混凝土路面的主要病害之一，特別是施工期間出現的斷板，將直接影響到水泥混凝土路面的使用年限。
2 裂縫的成因
通渭縣地處「甘東黃土地區（Ⅲ3）」，黃土溝壑縱橫，地形起伏較大。沿線地貌單元較單一，多為從塬上發育的溝谷側蝕擴展殘餘的嶺和梁。境內氣溫的緯向分別不大，垂直分布差異明顯。年平均氣溫3~8℃。年均最高8.2~13.2℃, 平均最低氣溫0.1~1.0℃,平均降水在451~500mm，同一地區的降水量，隨地勢增高而增大。全年降水量主要集中在7、8、9三個月，且常以暴雨出現，占全年降水量的53%左右，年降水量年季變化大，春季及初夏極易發生乾旱，夏秋則易出現旱澇災害。區域屬渭河水系，為季節性河流，無常流水，且地下水埋藏較深。結合本地區地理條件，就水泥混凝土路面裂縫原因分析如下：
2.1 裂縫的成因
2.1.1 路基、基層的影響
（1）基層平整度差，導致混凝土面層厚度不勻，離散性大，在行車荷載及溫度翹曲應力作用下，使得路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產生裂縫；（2）地基強度不均勻，路基填料混雜或壓實不好，產生不均勻沉降，導致混凝土板產生裂縫；（3）路基軟弱，未壓實，或路面基層強度不足，沉降量過大，混凝土板受彎產生裂縫；（4）半填半挖路段，填挖交接處未按要求進行處理或處理不好，或填方部分未壓實，導致填方部分沉降或滑移而造成裂縫；（5）老路拓寬，新填土部分施工方法不當等。
2.１.2 水泥混凝土質量的影響
（1）不同標號及品種的水泥混雜使用，硬化時間及收縮量不一樣同樣會形成裂縫；（2）集料質量的影響。級配不良的集料間孔隙過大，水泥砂漿集中，局部收縮加大，出現裂縫；（3）攪拌質量的影響。攪拌時必須按照施工配合比順序加料，並保證攪拌時間不低於規範要求，並且最長時間不得超過最短時間的3倍；（4）振搗質量的影響。應保證振搗器在每一位置振搗的持續時間，以拌合物停止下沉，不再冒氣泡並泛出水泥砂漿為準，並不宜過振。振搗不足，易使混凝土中出現氣孔、蜂窩，在行車荷載及自然因素作用下產生應力集中而導致裂縫；（5）養護的影響。混凝土的養護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要。如果養護不及時，就會造成頂面失水快，收縮迅速；板底失水慢，收縮緩慢。因此一定要加強混凝土的早期養護，在表面收漿後儘快予以覆蓋和洒水養護。同時必須保證養護的時間，實際養護天數根據混凝土強度增長情況而定，一般宜為14天～21天；（6）切割時間和切縫深度的影響。當混凝土達到設計強度的25%~30%時，應採用切縫機進行切割。切縫時間一般遵循的原則是「能切就切，寧早勿晚」。切縫深度應按規範要求；（7）傳力杆的影響，脹縫傳力杆的質量控制主要有兩點，一是傳力杆的一端應塗瀝青，且加管套，以保證其伸縮距離；二是傳力杆必須與路面平行，以保證其伸縮方向。前者處理不好，縫端混凝土將被擠裂；後者處理不好傳力杆對混凝土板產生壓應力，引起混凝土板拉裂。
2.2 斷板成因
斷板現象指水泥混凝土路面板產生縱向(順行車方向)、橫向(垂直於行車方向)貫穿板厚的裂縫。
2.2.1 縱向斷板成因
縱向斷板是指水泥混凝土路面發生平行於道路縱軸線方向的貫穿板厚的貫穿裂縫。其產生的原因是在路面施工後，由於黃土地基沉降不均勻而導致出現不均勻裂縫；基層碾壓不實，未達到密實標準；基層材料拌合不均，導致基層不均勻沉降；路基拓寬部分未充分結合壓實等原因導致路面板脫空等都會產生斷板。
2.2.2 橫向斷板成因
橫向斷板是指水泥混凝土路面發生垂直於道路縱軸線方向的斷板板厚的裂縫。其產生的原因：一是由混凝土本身抗拉強度太低造成的；二是由於施工不當所造成。
混凝土抗拉強度很低，一般只有混凝土抗壓強度的1/17～1/18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗干縮變形和溫度變形的能力，這些變形所引起的拉應力，如超過了混凝土的極限抗拉強度時，就發生裂縫。也就是說，這些變形量超過了混凝土的極限拉伸應變值時，混凝土就產生裂縫，過大時則引起斷板。
由於溫度和濕度的變化，混凝土會產生體積膨脹和收縮現象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內部產生內應力，就有可能產生裂縫。因而水泥混凝土路面上每隔一段距離要設置脹縫或縮縫，而切縫質量的好壞直接影響著水泥混凝土路面的質量。如切縫時間掌握不當，切割不及時；切縫深度不符合要求，切縫過淺；切縫未切到頭等因素均可引起混凝土路面發生橫向斷板。
3 防治措施
3.1 提高混凝土本身的性能
水泥混凝土路面產生裂縫等病害的根本原因在於混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可採取以下措施：
１）混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強度的提高而有所提高， 因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面採用C30以上較高標號的混凝土。
２）採用碎石配製混凝土。因為採用碎石配製的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配製的混凝土提高30%左右。
３）控制混凝土骨料的最大粒徑。採用最大粒徑較小的骨料配製混凝土時，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規範》中 限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過31.5mm。
3.2 提高基層施工質量
水泥混凝土路面基層應具有較高的強度、較高密實度和較好的水穩性。因此，在路基施工中，應嚴格按施工操作規程進行，做到分層填築、分層碾壓、分層測試。每層的壓實厚度、壓實度及平整度都要滿足設計要求和規範要求。
3.3 提高混凝土施工質量
１）為了防止混凝土路面產生表層裂縫，一是在配製混凝土時嚴格控制水泥用量、水灰比和砂率，選擇合適的集料級配；二要在混凝土路面澆注後及時用養生土工布等潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬。尤其在炎熱季節施工時，應澆完一段，養護一段。
２）及時切縫很重要。實踐證明，適當的切縫時間對保證混凝土的整體質量有很大關係，切縫遲了，由於大面積混凝土約束會出現裂縫，擴展後形成斷板。一般混凝土的切縫時間是在拆模後12h～24h左右(可以根據每季度氣溫的高低適當調整切縫時間)。
３）加適當的減水劑。一般來說，可以減少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發速度，減少混凝土的收縮值。
４）在澆注混凝土路面前，要將基層澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。
４ 結束語
水泥混凝土路面出現裂縫的原因很多，但主要是路基沉降、基層強度不均勻，接縫料失效，混凝土質量，不按規範施工，養護不到位造成的。在建設過程中科學管理，嚴把質量關，能最大限度地減小路面病害的發生率。對已經出現和形成的病害，應查明原因，對症下藥。水泥混凝土路面出現病害不好修復，應從設計、施工、養護等方面綜合考慮，認真做好每一項工作。
參考文獻
［１］JTG/T F30—2014.公路水泥混凝土路面施工技術細則[S].
［２］JLJ 034—2000.公路路面基層施工技術規範[S].
［責任編輯：鄧麗麗］
（通渭縣縣鄉公路管理局，甘肅 通渭 743300）
【摘 要】本文根據通渭縣農村公路水泥混凝土路面的結構類型及使用情況調查，就水泥混凝土路面出現的裂縫及其成因進行分析，並簡要談談預防和治理措施。
關鍵詞 砼路面；裂縫；防治
砼路面直接承受行車荷載的作用，受氣候、水、溫度等因素的直接影響，因而在使用過程中是最容易受到破壞的結構層。筆者參加通渭縣水泥混凝土路面工程項目建設管理，對建成的水泥混凝土路面，有個別路段出現裂縫、斷板等病害 ，根據水泥混凝土路面的特點，結合水泥混凝土路面的使用情況，分析水泥混凝土路面裂縫的類型及產生的主要原因及防治措施。
１ 水泥混凝土路面裂縫的類型
1.1 縱向裂縫
縱向裂縫。縱向裂縫是指和路線走向平行或基本平行的裂縫。產生原因主要是路基填料土質不均勻、含水量不均勻、施工方法不當等，導致路基不均勻沉降，從而使路面板體在自重和行車壓力作用下產生縱向裂縫。
1.2 橫斜向裂縫
橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直於路線方向的有規則的裂縫，其產生的原因主要有水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時等。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產生的裂縫，一般發生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是指由於水泥混凝土冷縮產生拉應力而引起的路面板開裂。
1.3 斷板
混凝土斷板是指水泥混凝土路面在施工養生期或正常使用過程中在無切縫處產生裂縫，經發展使整塊混凝土板塊斷裂形成兩塊或兩塊以上不規則的現象。斷板是水泥混凝土路面的主要病害之一，特別是施工期間出現的斷板，將直接影響到水泥混凝土路面的使用年限。
2 裂縫的成因
通渭縣地處「甘東黃土地區（Ⅲ3）」，黃土溝壑縱橫，地形起伏較大。沿線地貌單元較單一，多為從塬上發育的溝谷側蝕擴展殘餘的嶺和梁。境內氣溫的緯向分別不大，垂直分布差異明顯。年平均氣溫3~8℃。年均最高8.2~13.2℃, 平均最低氣溫0.1~1.0℃,平均降水在451~500mm，同一地區的降水量，隨地勢增高而增大。全年降水量主要集中在7、8、9三個月，且常以暴雨出現，占全年降水量的53%左右，年降水量年季變化大，春季及初夏極易發生乾旱，夏秋則易出現旱澇災害。區域屬渭河水系，為季節性河流，無常流水，且地下水埋藏較深。結合本地區地理條件，就水泥混凝土路面裂縫原因分析如下：
2.1 裂縫的成因
2.1.1 路基、基層的影響
（1）基層平整度差，導致混凝土面層厚度不勻，離散性大，在行車荷載及溫度翹曲應力作用下，使得路面應力集中。當應力超過極限強度時，就會在厚度薄弱處產生裂縫；（2）地基強度不均勻，路基填料混雜或壓實不好，產生不均勻沉降，導致混凝土板產生裂縫；（3）路基軟弱，未壓實，或路面基層強度不足，沉降量過大，混凝土板受彎產生裂縫；（4）半填半挖路段，填挖交接處未按要求進行處理或處理不好，或填方部分未壓實，導致填方部分沉降或滑移而造成裂縫；（5）老路拓寬，新填土部分施工方法不當等。
2.１.2 水泥混凝土質量的影響
（1）不同標號及品種的水泥混雜使用，硬化時間及收縮量不一樣同樣會形成裂縫；（2）集料質量的影響。級配不良的集料間孔隙過大，水泥砂漿集中，局部收縮加大，出現裂縫；（3）攪拌質量的影響。攪拌時必須按照施工配合比順序加料，並保證攪拌時間不低於規範要求，並且最長時間不得超過最短時間的3倍；（4）振搗質量的影響。應保證振搗器在每一位置振搗的持續時間，以拌合物停止下沉，不再冒氣泡並泛出水泥砂漿為準，並不宜過振。振搗不足，易使混凝土中出現氣孔、蜂窩，在行車荷載及自然因素作用下產生應力集中而導致裂縫；（5）養護的影響。混凝土的養護對其早期強度增長和防止收縮裂縫極為重要。如果養護不及時，就會造成頂面失水快，收縮迅速；板底失水慢，收縮緩慢。因此一定要加強混凝土的早期養護，在表面收漿後儘快予以覆蓋和洒水養護。同時必須保證養護的時間，實際養護天數根據混凝土強度增長情況而定，一般宜為14天～21天；（6）切割時間和切縫深度的影響。當混凝土達到設計強度的25%~30%時，應採用切縫機進行切割。切縫時間一般遵循的原則是「能切就切，寧早勿晚」。切縫深度應按規範要求；（7）傳力杆的影響，脹縫傳力杆的質量控制主要有兩點，一是傳力杆的一端應塗瀝青，且加管套，以保證其伸縮距離；二是傳力杆必須與路面平行，以保證其伸縮方向。前者處理不好，縫端混凝土將被擠裂；後者處理不好傳力杆對混凝土板產生壓應力，引起混凝土板拉裂。
2.2 斷板成因
斷板現象指水泥混凝土路面板產生縱向(順行車方向)、橫向(垂直於行車方向)貫穿板厚的裂縫。
2.2.1 縱向斷板成因
縱向斷板是指水泥混凝土路面發生平行於道路縱軸線方向的貫穿板厚的貫穿裂縫。其產生的原因是在路面施工後，由於黃土地基沉降不均勻而導致出現不均勻裂縫；基層碾壓不實，未達到密實標準；基層材料拌合不均，導致基層不均勻沉降；路基拓寬部分未充分結合壓實等原因導致路面板脫空等都會產生斷板。
2.2.2 橫向斷板成因
橫向斷板是指水泥混凝土路面發生垂直於道路縱軸線方向的斷板板厚的裂縫。其產生的原因：一是由混凝土本身抗拉強度太低造成的；二是由於施工不當所造成。
混凝土抗拉強度很低，一般只有混凝土抗壓強度的1/17～1/18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗干縮變形和溫度變形的能力，這些變形所引起的拉應力，如超過了混凝土的極限抗拉強度時，就發生裂縫。也就是說，這些變形量超過了混凝土的極限拉伸應變值時，混凝土就產生裂縫，過大時則引起斷板。
由於溫度和濕度的變化，混凝土會產生體積膨脹和收縮現象，這種變形如受到限制，將會使混凝土內部產生內應力，就有可能產生裂縫。因而水泥混凝土路面上每隔一段距離要設置脹縫或縮縫，而切縫質量的好壞直接影響著水泥混凝土路面的質量。如切縫時間掌握不當，切割不及時；切縫深度不符合要求，切縫過淺；切縫未切到頭等因素均可引起混凝土路面發生橫向斷板。
3 防治措施
3.1 提高混凝土本身的性能
水泥混凝土路面產生裂縫等病害的根本原因在於混凝土的極限拉伸應變值太小，不足以抵抗干縮變形和溫度變形。為了提高混凝土的極限拉伸應變值或抗拉強度值，改善路面的抗拉能力，可採取以下措施：
１）混凝土的極限拉伸值隨著抗壓強度的提高而有所提高， 因此提高混凝土的抗壓強度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面採用C30以上較高標號的混凝土。
２）採用碎石配製混凝土。因為採用碎石配製的混凝土的極限拉伸值比用一般卵石配製的混凝土提高30%左右。
３）控制混凝土骨料的最大粒徑。採用最大粒徑較小的骨料配製混凝土時，可以提高混凝土的極限拉伸值。因此《規範》中 限制骨料最大粒徑在一般公路中不超過31.5mm。
3.2 提高基層施工質量
水泥混凝土路面基層應具有較高的強度、較高密實度和較好的水穩性。因此，在路基施工中，應嚴格按施工操作規程進行，做到分層填築、分層碾壓、分層測試。每層的壓實厚度、壓實度及平整度都要滿足設計要求和規範要求。
3.3 提高混凝土施工質量
１）為了防止混凝土路面產生表層裂縫，一是在配製混凝土時嚴格控制水泥用量、水灰比和砂率，選擇合適的集料級配；二要在混凝土路面澆注後及時用養生土工布等潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬。尤其在炎熱季節施工時，應澆完一段，養護一段。
２）及時切縫很重要。實踐證明，適當的切縫時間對保證混凝土的整體質量有很大關係，切縫遲了，由於大面積混凝土約束會出現裂縫，擴展後形成斷板。一般混凝土的切縫時間是在拆模後12h～24h左右(可以根據每季度氣溫的高低適當調整切縫時間)。
３）加適當的減水劑。一般來說，可以減少混凝土的用水量，改善混凝土的和易性，降低水分蒸發速度，減少混凝土的收縮值。
４）在澆注混凝土路面前，要將基層澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。
４ 結束語
水泥混凝土路面出現裂縫的原因很多，但主要是路基沉降、基層強度不均勻，接縫料失效，混凝土質量，不按規範施工，養護不到位造成的。在建設過程中科學管理，嚴把質量關，能最大限度地減小路面病害的發生率。對已經出現和形成的病害，應查明原因，對症下藥。水泥混凝土路面出現病害不好修復，應從設計、施工、養護等方面綜合考慮，認真做好每一項工作。
參考文獻
［１］JTG/T F30—2014.公路水泥混凝土路面施工技術細則[S].
［２］JLJ 034—2000.公路路面基層施工技術規範[S].
［責任編輯：鄧麗麗］
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