浅谈水泥混凝土路面裂缝的特点及原因
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[摘要]本文首先指出了水泥混凝土路面裂缝的类型和特点，然后详细分析了各类裂缝产生的原因，以期为制定先进科学的路面施工方案以及裂缝防治措施提供参考。
[关键词]水泥混凝土路面 裂缝 特点 原因
中图分类号：TU7 文献标识码：C 文章编号.
水泥混凝土路面因取材广泛、价格低廉、抗压强度高等特点，在目前公路建设中被广泛应用，然而由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善以及交通量的增长，轴载作用次数的增加，水、温度等自然因素的反复作用，导致路面产生裂缝，从而影响其使用性能。因此，本文对水泥混凝土路面裂缝问题进行了探讨。
一、水泥混凝土路面裂缝的类型及形成特点
水泥混凝土路面的裂缝主要有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝等几种类型，引起各种裂缝的原因不尽相同，有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因。龟裂指混凝土路面表面产生网状、浅而细的发丝裂缝，呈碎小的六角形花纹，深度为5～10mm。横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝指沿着道路中线大致相垂直、平行、斜交的方向产生的裂缝，这几种裂缝往往在行车和温度作用下逐渐扩展，最终贯穿板厚将混凝土板分割成两块或多块。交叉裂缝是指裂缝相互交叉，将板分割为三块以上（又称破碎板）。
二、水泥混凝土路面裂缝产生的原因
1.路面厚度设计问题
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次。笔者认为，实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，车辆的实际轴载远大于设计轴载。由此得知，设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。即现阶段新建路面早期开裂破坏情况较多的症结之一是公路在短期内（如1～2年）已达到设计年限内的累计当量轴次。
2、基层的强度及稳定关系面层的强度和稳定性
基层松铺系数（或基层标高）控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接，自身厚度又小，因而极易松散，进而引起路面破坏；配料欠准确，拌和欠均匀，使用石灰消解不完全，辗压不够密实，或铺筑厚度不等，离散性大，平整度差，养护不及时，引起基层裂缝，从而导致路面裂缝。
3、土基填料杂乱，压实不好，地基强度不均匀，使地基不均匀沉降产生裂缝；路基地下水位高，地质条件差，地基软弱，强度低，在重荷载行车作用下变形过大而导致路面断裂破坏。
4、面层混凝土自身的影响
使用水泥标号、厂牌、品种及出厂日期繁杂。由于水泥的硬化时间及收缩时间不一致，造成混凝土裂缝的产生，另外，使用安定性差的水泥，凝结硬化时的收缩量大，使砼板产生微小裂缝，在外部荷载及自然因素作用下，产生更严重的裂缝。级配不合理，水灰比控制不严，砼混合料中含砂量过大，或砼石料含泥多，影响砼的和易性和强度，造成砼板的断裂。
5、温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或内部温度发生变化时，由于混凝土内外温度差异大而施工时未及时采取技术措施，使混凝土表面急剧冷却收缩，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。当温度裂缝发生在表层时，形成的裂缝比较细，若发生在内部时则形成的裂缝贯穿板底，破坏结构的整体性。引起温度变化主要因素有年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。
6、切缝质量的影响
混凝土板长度过大，未按规范要求切缝，切缝时间太迟、切缝不及时或切缝深度不够，导致混凝土收缩产生的实际拉应力大于混凝土的容许值，从而在切缝附近开裂。未及时对切缝进行填充或填充材料选用不当，则杂物极易嵌入缝中，使接缝失去胀缩作用，致使路面板产生断裂。小石子嵌入时，使接缝处板端应力集中，以致接缝附近的混凝土板挤裂。
7、混凝土质量的影响
使用质量不合格的原材料或混合料，不同性质的水泥或不同厂家的水泥混用，不同型号规格、性能的拉杆钢筋混用，使得纵横向拉杆钢筋直径差异过大导致裂缝的产生。由于原材料不均匀，计量不准，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，使同一块混凝土中其抗拉强度不均匀，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。运输不当致使混凝土发生“离析”，导致混凝士板块早期裂缝的概率大大提高。搅拌时间过短，则拌合不均匀，造成面层强度相差过大，硬化时间及收缩量不同，从而导致裂缝产生；搅拌时间过长，则容易导致骨料破碎、离析，影响混凝土的强度。
8、养护不当对混凝土路面裂缝的影响
混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要，若养生不及时、不到位致使水分快速蒸发，使混凝土产生干缩变形发生早期裂缝的几率大大增加。
9、路面窨井及管线的影响
路面窨井四周的管沟回填是实际施工中的薄弱环节。施工单位在进行管沟回填时，往往将大块石块推至窨井边，同时此处压路机很少压到，造成应力薄弱区。实际施工中，路面裂缝很大部分发生在窨井处。路面下雨污管线渗漏会冲刷路基部分，特别是对流沙土的冲刷更为严重。
10、拉杆和传力杆的影响
（1）胀缝传力杆的质量控制主要有两点：一是传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；二是传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，引起混凝土板拉裂。（2）横向施工缝传力杆。横向施工缝传力杆应用光圆钢筋，且一半涂沥青，允许滑动。在实际应用中，施工单位为图方便，经常使用螺纹钢，且不涂沥青。施工缝两边混凝土浇筑时间不同，凝结过程中产生的收缩不同步，传力杆不能伸缩，形成薄弱环节。当混凝土板在荷载或自然因素作用下产生收缩，则在此薄弱环节处产生裂缝。（3）纵缝拉杆。纵缝一般有纵向缩缝和纵向施工缝两种，两种纵缝均应设置拉杆。拉杆应用螺纹钢，长度达到设计要求，以保证其与混凝土间的粘接力，并且拉杆的直径与间距也应得到保证。否则，拉杆不能提供足够的拉力，混凝土面板收缩时，纵缝被拉开而形成裂缝。
三、结语
综上所述，水泥混凝土路面裂缝成因，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护等联系紧密。因此，要消灭水泥混凝土路面开裂这一质量通病，延长水泥混凝土路面的寿命，提高投资效益，需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能，相信这一顽疾一定会得到有效控制。
参考文献：
[1]裴明. 浅谈混凝土路面裂缝与预防措施[J]. 山西建筑， 2010.07.
[2]姚祖康.水泥混凝土路面研究[M].北京：人民交通出版社.
[3]山西公路局《公路工程通病分析与防治》人民交通出版社.