1、水泥路面断板和裂缝成因分析及预防措施摘要 介绍了水泥混凝土路面几种常见裂缝类型，并进行了简要的原因分析，提出了预防水泥混凝土路面裂缝（或断板）的措施。 关键词 水泥混凝土路面 裂缝 断板 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 一、概述 水泥混凝土路面是一种刚度大（故也称刚性路面）扩散荷载应力的能力强、稳定性好、使用寿命长的路面结构。世界各国无论是发达国家还是发展中国家对水泥路面的修筑技术一直在进行研究和总结，使水泥路面技术上日臻完善，经济上显示出明显优势，因而得到广泛应用。 近年来，随着混凝土路面的不断增多，水泥混凝土路面的裂缝断板一直是公路建设者最关心的问题。如果对“裂缝” 、
2、“断板”控制不好，将会直接影响公路的工程质量和运营年限。在施工过程中始终把水泥混凝土路面的裂缝和断板问题作为一项课题进行调查分析研究，通过数年的工程施工，不断地发现问题，并采用不同的方法解决问题，现已多步掌握了一些混凝土路面“裂缝” 、 “断板”产生的原因及预防措施。 二、水泥路面的裂缝类型和原因分析 2.1 裂缝类型 （1）龟裂。混凝土路面表面产生网状，浅而细的发丝裂缝，呈小的六角形花纹，深度 515mm。 （2）横向裂缝。沿着与道路中线大致相垂直的方向产生裂缝，这类裂缝往往在行车与温度的多重作用下，逐渐扩展，最终导致断裂。 （3）角隅断裂。混凝土路面板角处、沿与角隅等分线大致相垂直方向产生
3、断裂，在胀缝处特别容易发生。 （4）化学裂缝。化学反应引起的裂缝分为碱骨料反应引起的裂缝，由钢筋锈蚀引起的裂缝。主要表现为呈杂乱的“地图”状裂缝和顺筋开裂。 （5）纵向裂缝。顺道路中心方向出现的裂缝，这种裂缝一旦出现，经过一段时间营运后，很容易变为贯穿性断裂带。 （6）检查井周围裂缝。在检查井或雨水口周边转角处呈现放射性裂缝，或在检查井周边呈现纵横向裂缝。 （7）传杆失效裂缝。横向缝处传力杆不能正常传递荷载而在接缝一侧板上产生裂缝或碎裂，胀缝处传力杆失效最为常见。 （8）拱胀裂缝。混凝土路面在接缝处拱起，严重时混凝土发生碎裂。2.2 原因分析 （1）龟裂。水泥路面浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎
4、热或大风天气，表面游离水份蒸发过快，体积急剧的收缩，导致开裂；或者混凝土拌制时水灰比过大；模板与垫层过于干燥，吸水大；或者配合比不合理，砂率过大；或者混凝土表面过度震动、抹平。 （2）横向裂缝。锯缝不及时或切缝过浅，由于温缩和干缩发生断裂，与浇筑长度、气温，基层表面粗糙度均有直接关系；或者路基发生不均匀沉陷；或者板厚与强度不足。 （3）角隅断裂。角隅处产生唧泥，形成脱空，导致应力增大；角隅处基础在行车荷载与水的综合作用下，逐渐产生塑性变形累积。 （4）化学裂缝。混凝土内部的碱和碱活性骨料经若干年化学反应，生成物积累到一定数量后，吸水膨胀；混凝土钢筋保护层太薄或混凝土抗渗性差，导致外界有害离子侵
5、入内部，使钢筋锈蚀、膨胀、混凝土中铝酸三钙受硫酸盐的侵蚀，产生难溶而体积增大的反应物；水泥中游离CaO 过多，在混凝土硬化后，继续水化，发生固相体积增大，使混凝土开裂。 （5）纵向裂缝。路基发生不均匀沉降以及混凝土板厚度与基础强度不足产生的裂缝。 （6）检查井周围裂缝。由于使混凝土板纵横截面积减少，同时板中孔穴的存在，造成应力集中，增加了井周边的温度和荷载应力。另外因井体基础和井边回填土的沉降，使板体产生附加应力。 （7）传杆失效拉裂。传力杆位置不正或传力杆滑动端与混凝土粘结不能自由伸缩，胀缝传力杆端部末加套子留足空隙，使混凝土板伸缩受阻，导致接缝一侧板被挤碎或拉裂。 （8）拱胀裂缝。胀缝被砂
6、、石、杂物堵塞；长胀缝混凝土板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时，发生纵向的失稳；如果基层中存在生石灰以及不稳定的废渣，亦会导致路面的拱胀。 三、预防水泥路面裂缝和断板的措施 3.1 严把设计关 为了防止水泥混凝土路面的断板，设计人员和有关专家应严格按照水泥混凝土路面的设计规范要求，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，合理地设计出水泥混凝土道路面板以及完善配套工程系统，提出经济合理的水泥混凝土配合比设计。 3.2 严把工程施工
7、质量关 水泥混凝土路面的施工，是保证工程质量的关键，要预防混凝土路面断板，就要切实把好施工质量关。在施工中预防断板的措施有以下几个方面： （1）严格控制混合料组成配合比，使施工配合比与设计配合比相符合。在施工中要经常检查骨料的级配和杂质，发现所购进的骨料级配与原试验级配不符时，必须及时调整施工配合比，同时还要检查骨料的含水量，使其不能超标。而在施工中最应注意的水灰比的控制，如果水灰比忽大忽小，在摊铺时又不注意摊铺时更不注意摊铺的均匀性，就会造成水灰比的不同，由于凝固收缩率或受热膨胀率不同，在结合部位形成裂缝和断板的情况；因此，在施工中要严格控制混凝土的配合比，特别是控制好混凝土水灰比，使混凝土
8、的用水量决不能大于配合比设计所给定的用水量。 （2）施工中严格把住材料关，是保证混凝土质量的前提。材料是构成混凝土的主体，如果在施工中材料管理不严，购进劣质材料，从而使这些材料组成的混凝土路面面板的弯拉强度达不到设计要求，很容易在施工期间产生裂缝现象，或在使用过程出现更多的断板现象。 （3）在施工中水泥混凝土必须振捣均匀密实。如果水泥混凝土振捣不均匀，将造成水泥混凝土的密实度不均匀。在密实度不均匀的混凝土面板下部多成蜂窝和空洞状，形成了局部应力的薄弱部位，从而易使面板产生断板。 （4）施工中及时正确地切缝是预防断板的有力措施。当水泥达到终凝后，水泥混凝即告凝固成型，这时水泥混凝土体收缩变形也在
9、不断进行，并产生了较大的拉应力。而如果能及时准确地切缝，就能引导混凝土面板凝固收缩力在切缝处规则接断面板，从而避免在其它位置产生断板。 （5）在基层施工中，使基层表面平整，也是预防混凝土路面断板的一个措施。当基层表面凸凹不平，不仅会使面板与基层间的摩擦力增大，而且使面板下面的摩擦力增大，摩擦力增大集中的区域就最容易形成断板；另一方面，当基层标高低时，浇筑的混凝土面板就偏厚，而切缝深度又是按正常板厚实施的，这样在混凝土凝固过程中产生的拉应力的作用下，就会在面板相对比较薄的部分产生不规则裂缝，因此把基层的标高控制准确，表面平整光滑是预防断板的一个措施。 （6）施工过程中温差裂缝的预防。在施工中要注
10、意避免在温差大的天气施工，并注意洒水、喷洒养护剂等养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。 （7）正确地在纵坡变化处、平曲线及构造物结合部设置胀缝，是预防断板的有力措施。纵坡变化处、平曲线及构造结合部都是应力应变集中的位置，在此处设置胀缝，是减小或释放应力应变的最佳方案，它可以大大降低在此处的断板率。 （8）在混凝土面板底面与基层顶面间设置滑动层，减少面板与基层间的摩擦力，这样可以防止面板被拉断。当基层表面与混凝土面板底面的摩阻力很大，混凝土面板收缩的膨胀不宜自由滑动时，就使板内的拉应力增加，也极容易形成断板。 （9）加强早期混凝土的养护。水泥混凝土路面浇筑完毕后，应对其及时覆盖塑料薄膜可用潮湿的草垫、麻袋片等，确保混凝土路面终凝前表面的湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂进行养护，防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板。 (10)设补强钢筋网 在高填方段或软弱地基段面层设补强钢筋网，可以有效的防止因路基不均匀沉降而导致的面层断板，在较弱地基段路面面板都增设了补强钢筋网，从实际情况看，补强钢筋网起到明显的作用。 以上措施，对混凝土路面的断板起到了较好的作用，使施工中断板率大大降低，较好地控制断板率这一指标，为创优良工程打下良好的基础。 参考文献： 1 李道辅.高速公路路面设计与施工 M.北京:人民交通出版社,2001.
