水泥混凝土路面裂缝成因及预防

水泥混凝土路面裂缝成因及预防

傅仁安 邹垂振

(抚州市公路局 抚州 344000)

摘 要：本文结合206国道金黄段运营一年后水泥混凝土路面缺陷情况调查，论述了水泥混凝土路面断板开裂的原因，并提出了一些预防措施。 关键词：道路工程；水泥混凝土路面；裂缝；原因；预防

0 前 言

抚州市先后进行了抚城线、316国道黄花段、206国道金黄段、206国道黄狮渡至南城段、316国道临金段以及206国道对金段公路水泥混凝土路面改造，对改善我市的公路状况，拉动区域经济的发展起到了积极的作用。随着公路的运营，由于水泥混凝土路面的非均质性、低韧性及现场环境条件，施工工艺水平的可变性，很难完全避免水泥混凝土路面的断板与开裂现象。根据近年来对水泥混凝土路面施工质量控制的经验，以及有关试验检测结果，本文着重结合206国道金黄段运营一年后水泥混凝土路面断板开裂的形式、产生破坏的原因谈一些粗浅的看法和认识，并试着提出一些预防处置的措施。

1 金黄段水泥混凝土路面缺陷调查

206国道金溪至黄狮渡段改建工程2002年12月底建成通车，2003年5月通过交工验收，经江西省交通工程质量监督站的检验评定，质量初验等级为优良。通车运营一年后，于2004年1月初指挥部对全线5个施工标段计26.79km水泥混凝土路面断板开裂情况进行了全面调查，调查结果如下表1。

表1 施工标段 A B C D E 断板块数 0 0 1 2 1 开裂块数 1 4 15 13 3 从缺陷调查情况来看，全线共发现横向断板4块，纵向裂缝3处，角隅及横向裂缝18块，桥涵面铺装板破损6处。

2 水泥混凝土路面断板开裂原因分析

2.1基层施工原因

2.1.1基层标高失控 造成路面厚度不一致，过薄

或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。

2.1.2摩阻力 基层不平整会大大地增加其与混凝

土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。有资料显 示，水泥混凝土路面开裂的主要原因是混凝土的自

收稿日期：2004-07-29 18

身收缩及其与基层间的强大的摩阻力（包括静摩擦力与层间粘结剪应力）。

调查显示，C标开裂板块很大一部分是由于以上原因造成的。

2.1.3开放交通 路面改造路段施工期间往往要开

放交通，后浇筑路面板，由于基层承受交通压力，造成基层出现微裂缝，没有及时封堵，造成强度降低而引起面板早期破坏。

2.1.4路面发生不均匀沉降导致混凝土面板开裂

一般路基不均匀沉降主要发生在（1）填挖相交断面处，或半填半挖交接处；（2）软弱地基；（3）桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位；（4）路基不同填料的界面；（5）压实度不足。压实不均匀路段，在路面长期使用过程中，由于水温条件的变化和行车荷载的作用，路基产生不均匀沉降，致使沉降量不同的结合面产生错台，面板由于荷载作用导致断裂。

2.2传力杆失效

传力杆失效是指传力杆不能正常传递荷载。施工中，往往是由于传力杆安装不当，上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土产生破坏，形成裂缝损坏。

按照新《水泥混凝土路面设计规范》，设计重交通时，在缩缝处要安装传力杆以分散车辆荷载。因此，对传力杆的安装尤其要引起重视。

2.3边界原因

2.3.1已浇筑半幅路面裂缝 在双幅路面施工中，

已浇筑的一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已经裂通，气温下降时，断裂的缩缝两边混凝土板收缩，这样后浇筑但还未切割的混凝土板受到较大的拉应力，而这时其混凝土强度还较低，当拉应力大于混凝土初期抗拉强度时，就会在先浇筑板缩缝对应位置发生不规则裂缝。

2.3.2已浇筑路面为侧模的板面裂缝 其裂缝已

沿至侧面板底的情况下，当已浇路面板发生上述断裂，横向拉杆已沿至新浇混凝土中，再加上先浇面板已开放交通，通过横向拉杆传递荷载，接缝处又

无分隔层，这时极易诱发裂缝。 2.3.3基层稳定层已发生裂缝 裂缝两边基层在气

温下降时收缩，由于水泥混凝土面板的自身收缩及其与基层间摩阻力的作用，也会带动初期混凝土面板开裂。后浇筑混凝土面板发生破坏的占大多数。

2.4桥（涵）面铺装损坏

2.4.1钢筋混凝土明盖板桥涵上的水泥混凝土路面 由于路面厚度不足或与盖板、涵台结合部处理

不当，在行车作用和盖板胀缩下，产生层间搓动和面板断裂。某些产生初期断板的原因也会在使用期继续强化，导致路面开裂、断板或使病害程度更加趋于恶化。

2.4.2路面板跨越刚性结构物配筋不足 在结构

物两侧路基填土残余沉降影响下，路基与面层脱空，造成板面断裂。有资料表明，在重交通条件下，尤其在车辆超载严重情况下，桥面铺装的配筋要加大加密，一般要用Ф12-14钢筋才更有效。调查显示桥面铺装损坏6处，大部分桥面铺装都有缺陷。

2.5初期微裂缝的扩展

初期混凝土收缩形成未反映到表面的微小裂缝，使用一段时期后，受行车荷载及温度应力的双重作用，部分裂缝将逐渐增长，变深以至造成面板断裂。

在混凝土养生期未到，混凝土强度不足的情况下，由于养护车辆通行或过早开放交通，使混凝土面板受伤产生细小裂缝，一段时期后，加大、变深产生面板断裂。

2.6超重车的影响

由于交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，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/Po）16

即超重轴载分标准轴载换算成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。

3 水泥混凝土路面裂缝的预防措施

近年来，通过对滑模施工，三辊轴施工及人工铺筑路面混凝土的试验研究及施工观察分析，我们认识到提高路面施工机械化水平是保证路面质量的重要手段。大型摊铺机械施工的水泥混凝土路面的强度和密度较人工小型机具施工的水泥混凝土路面提高了10%-15%，偏差大大减少，均匀性显著提高，路面的使用性能，尤其是动态平整度有了较大的改善。

3.1严格控制材料质量

3.1.1水泥的选用 面板水泥尽量选用旋窑工艺生

产的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥，水泥的强度宜用42.5#级。选用水泥时还应注意水泥的含碱量，一般情况下，水泥含碱量不大于0.6%。

3.1.2集料的选择 路面用水泥混凝土的粗骨料最大

粒径不宜大于30mm，且宜用连续级配；细集料宜采用粗砂（细度模数2.5以上）；集料的含泥量不能大于3%。

从提高混凝土耐疲劳性能考虑，粗骨料宜选用碎石，不用或少用砾石集料。从减小温度变形方面来考虑，优先使用碱性石料，其次是酸性石料。

3.1.3严格控制混凝土配合比 为确保混凝土的强

度及改善水泥混凝土的自身收缩，通过混凝土配合比设计，选择合适的水灰比及水泥用量。施工中采用电子计量设备按照试验混凝土配合比准确控制粗集料、细集料、水泥、水的配料。一般集料的误差控制在3%以内，水的误差控制在1%以内。

3.2合理选择施工工艺，严格控制施工质量 3.2.1基层标高、平整度的控制 严格控制基层顶

面标高，确保混凝土面板厚度的均匀一致；按水泥混凝土路面平整度的要求控制基层平整度，减少水泥混凝土路面板与基层间的摩阻力。

3.2.2严格控制路基的压实度与弯沉值 尤其对

桥涵，构造物附近更应加强压实工作，保证路基有足够、均匀的强度。防止不均匀沉降。

3.2.3保证施工作业过程的连续性 在合理原则基

础上尽可能地缩短工序之间的间隔。基层养生结束后，及时浇筑水泥混凝土面板，以防止基层因暴露时间长产生干缩裂缝，若出现裂缝，浇筑面板前应采取封闭裂缝处理，预防因基层裂缝反射到面板上来。

3.2.4及时切缝,保证切缝深度 做到要尽早将后

浇筑的面板切缝。

3.2.5养生 重视混凝土面板养生工作，尽量采用

麻袋覆盖保湿养生。

3.2.6控制交通车辆 避免在混凝土强度不足的条

件下，过早开放交通，养护车辆也应尽量避免直接在面板上通行。

3.2.7接缝 正确安装传力杆，防止上下翘动。浇

筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。

4 结 语

防止路面混凝土的开裂、断板，除了要求基础稳固，基层坚固外，采用先进的机械化施工工艺、良好的施工组织，合理的施工工期是十分必要的。

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