一、前言
水泥砼路面具有剛度大、承載力強(qiáng)、耐久性能好、可就地取材、建設(shè)使用經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)。近些年來(lái)，隨著水泥砼路面滑模攤鋪技術(shù)的日益成熟，路面機(jī)械化施工程度提高，路面平整度等質(zhì)量指標(biāo)也大幅度提高。因此，它廣泛應(yīng)用于國(guó)道、省道等高等級(jí)路面，但隨著高速公路水泥砼路面修建數(shù)量的逐年增多，在建設(shè)和使用過(guò)程中也出現(xiàn)不少問(wèn)題，水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問(wèn)題。
二、產(chǎn)生裂縫的原因
?。ㄒ唬﹥?nèi)部因素
1．行車荷載破壞：根據(jù)剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范，我們知道路面應(yīng)力計(jì)算假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車荷載反復(fù)作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置。
2．溫度應(yīng)力：水泥砼具有熱脹冷縮性質(zhì)，路面板白天表面溫度高，晚上底面溫度高，上下面溫差導(dǎo)致熱脹冷縮不一致，形成拉應(yīng)力，長(zhǎng)期作用下形成裂縫。
3．化學(xué)作用：水泥通過(guò)水化作用形成強(qiáng)度，在硬化過(guò)程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明，水泥水化過(guò)程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時(shí)的水化熱溫度可達(dá)800C，使砼內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過(guò)砼當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，板塊就會(huì)產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。
4．堿骨料反應(yīng)：砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫；有些水泥在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些過(guò)燒的CaO和MgO，它們的水化速度很慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體膨脹、開(kāi)裂甚至出現(xiàn)網(wǎng)裂。
5．干縮裂縫：水泥硬化過(guò)程中，水份散失的同時(shí)，水泥漿體收縮，當(dāng)收縮變形與砼本身的抗拉應(yīng)變和徐變應(yīng)變不相適應(yīng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細(xì)粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。
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1．切縫不及時(shí)：主要表現(xiàn)為施工中切縫時(shí)間難以控制，切縫不及時(shí)，溫度應(yīng)力大于相應(yīng)時(shí)間路面抗拆強(qiáng)度，導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。
2．計(jì)量不準(zhǔn)：現(xiàn)在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用電子計(jì)量的大型拌和站，各種材料的稱量精度都有保證。但是，如果施工經(jīng)驗(yàn)不足，不根據(jù)施工環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設(shè)計(jì)配合比，沒(méi)有根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力、溫度、運(yùn)輸距離等因素及時(shí)調(diào)整，致使施工水灰比時(shí)大時(shí)小，形成砼強(qiáng)度的差異，使早期裂縫機(jī)率增大。
3．外加劑因素：砼路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，砼就會(huì)出現(xiàn)早凝、慢凝、離析、有害物等問(wèn)題，直接影響砼的質(zhì)量。
4．運(yùn)輸?shù)挠绊懀哼\(yùn)輸距離、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使砼在運(yùn)輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導(dǎo)致砼板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。
5．漏振或振動(dòng)不夠：攤鋪機(jī)施工過(guò)程中振動(dòng)器損壞還繼續(xù)施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強(qiáng)度，使路面發(fā)生裂縫或斷板。
6．氣溫變化：施工中有時(shí)氣溫突然變高或變低，甚至輔以刮大風(fēng)，造成砼中水份失去過(guò)快，形成表面網(wǎng)裂。汕梅高速公路K96+250處，因中午氣溫過(guò)高，施工時(shí)未采用防護(hù)措施，路面攤鋪過(guò)后不到4小時(shí)就發(fā)生連續(xù)11塊路面板網(wǎng)裂；K93+420處施工時(shí)下午刮大風(fēng)，在路面成型后2個(gè)小時(shí)就有兩處網(wǎng)裂。如果施工期間夜間有寒流，不采取加蓋保溫措施的話，那么第二天肯定有斷板。
7．養(yǎng)生不及時(shí)、不充分：砼中硬化過(guò)程中失去的水分未能得到及時(shí)補(bǔ)充，使砼產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。
8．基層問(wèn)題：基層塑性變形量過(guò)大，使水分浸入基層，反復(fù)作用就會(huì)使底板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。
9．路基問(wèn)題：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導(dǎo)致不均勻沉降。經(jīng)行車荷載反復(fù)作用，導(dǎo)致砼板裂縫、斷板。
10．養(yǎng)護(hù)問(wèn)題：表現(xiàn)在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；脹、縮縫長(zhǎng)期不清理更換，限制了砼路面的縱向變形功能，致路面板擠壓變形破壞。
三、預(yù)防措施
針對(duì)路面產(chǎn)生裂縫的原因，結(jié)合有關(guān)資料及筆者的經(jīng)驗(yàn)和思考，可以采取下述預(yù)防措施。
（一）設(shè)計(jì)方面
1．提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的車流量正以每年兩位數(shù)的速度高速增長(zhǎng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也要相應(yīng)提高。有條件的地方盡量選用連續(xù)配筋砼路面增強(qiáng)砼的強(qiáng)度。以解決大交通量、重載車多的問(wèn)題。也可以推廣高抗拉強(qiáng)度砼路面、鋼纖維砼路面和貧水泥砼路面等新技術(shù)、新工藝，解決砼路面的裂縫問(wèn)題。
2．從設(shè)計(jì)上要求路基足夠長(zhǎng)的沉降時(shí)間后才能進(jìn)行路面施工，減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板；增加路面基層強(qiáng)度，可以采用諸如碾壓砼等新工藝，減少因路面基層因素造成的路面裂縫。
?。ǘ┦┕し矫?
1．高度重視配合比設(shè)計(jì)，選擇合適的配合比。施工過(guò)程中除嚴(yán)格計(jì)量外，根據(jù)施工環(huán)境、及時(shí)調(diào)整含水量，保持施工塌落度基本穩(wěn)定，防止溫度裂縫。
2．使用合格、性能穩(wěn)定的緩凝引氣減水劑，減少用水量、增加施工和易性以保證工作時(shí)間。
3．使用滑模式攤鋪機(jī)進(jìn)行機(jī)械化施工，以保證砼路面平整度、強(qiáng)度和均勻性。
4．砼做完面后盡快噴灑一層養(yǎng)護(hù)劑，防止早期收縮裂縫；在施工過(guò)程中當(dāng)天氣異常時(shí)，應(yīng)采用運(yùn)輸車加蓋篷布、施工現(xiàn)場(chǎng)灑水降溫、夜間加蓋草袋等保溫措施；并根據(jù)砼強(qiáng)度增加速度，盡量早開(kāi)始鋸縫工作。
5．控制水泥用量及提高砼的密實(shí)度，達(dá)到預(yù)防化學(xué)裂縫的目的。
?。ㄈB(yǎng)護(hù)方面
1．保持排水系統(tǒng)完好，防止路基強(qiáng)度降低。
2．重視砼面養(yǎng)護(hù)，及時(shí)清理或更換縮脹縫材料。
3．加強(qiáng)早期維修，防止病害加大、擴(kuò)散。
砼路面產(chǎn)生裂縫的原因還有很多，防止的方法也不止這幾點(diǎn)。但我們相信，只要采取必要措施，就能防止或減少路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。
水泥砼路面具有剛度大、承載力強(qiáng)、耐久性能好、可就地取材、建設(shè)使用經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)。近些年來(lái)，隨著水泥砼路面滑模攤鋪技術(shù)的日益成熟，路面機(jī)械化施工程度提高，路面平整度等質(zhì)量指標(biāo)也大幅度提高。因此，它廣泛應(yīng)用于國(guó)道、省道等高等級(jí)路面，但隨著高速公路水泥砼路面修建數(shù)量的逐年增多，在建設(shè)和使用過(guò)程中也出現(xiàn)不少問(wèn)題，水泥砼路面的裂縫就是其中之一。如何減少施工早期裂縫，防止使用期間路面裂縫，提高水泥砼路面的使用壽命是大家共同關(guān)注的問(wèn)題。
二、產(chǎn)生裂縫的原因
?。ㄒ唬﹥?nèi)部因素
1．行車荷載破壞：根據(jù)剛性路面設(shè)計(jì)規(guī)范，我們知道路面應(yīng)力計(jì)算假定最不利作用荷載位置在板中央、板角和板邊緣中間位置，因此，因行車荷載反復(fù)作用造成的裂縫主要集中在板底面和邊線中間、及四角上面450斜線位置。
2．溫度應(yīng)力：水泥砼具有熱脹冷縮性質(zhì)，路面板白天表面溫度高，晚上底面溫度高，上下面溫差導(dǎo)致熱脹冷縮不一致，形成拉應(yīng)力，長(zhǎng)期作用下形成裂縫。
3．化學(xué)作用：水泥通過(guò)水化作用形成強(qiáng)度，在硬化過(guò)程中釋放大量熱能。在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度每上升100C路面板每米膨脹0.01mm。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明，水泥水化過(guò)程中的熱能釋放是變化的，初始較緩慢，25min后增溫，大約在水泥終凝后12小時(shí)的水化熱溫度可達(dá)800C，使砼內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)外部砼所受拉應(yīng)力一旦超過(guò)砼當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，板塊就會(huì)產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。
4．堿骨料反應(yīng)：砼中的骨料約束水泥的膨脹和收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫；有些水泥在生產(chǎn)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些過(guò)燒的CaO和MgO，它們的水化速度很慢，往往在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體膨脹、開(kāi)裂甚至出現(xiàn)網(wǎng)裂。
5．干縮裂縫：水泥硬化過(guò)程中，水份散失的同時(shí)，水泥漿體收縮，當(dāng)收縮變形與砼本身的抗拉應(yīng)變和徐變應(yīng)變不相適應(yīng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有砼的單位用水量、骨料粒徑、細(xì)粒料含量等諸多因素，但主要是單位用水量。
?。ǘ┩獠恳蛩?
1．切縫不及時(shí)：主要表現(xiàn)為施工中切縫時(shí)間難以控制，切縫不及時(shí)，溫度應(yīng)力大于相應(yīng)時(shí)間路面抗拆強(qiáng)度，導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。
2．計(jì)量不準(zhǔn)：現(xiàn)在高速公路施工中的砼攪拌一般都采用電子計(jì)量的大型拌和站，各種材料的稱量精度都有保證。但是，如果施工經(jīng)驗(yàn)不足，不根據(jù)施工環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整施工配合比。在加水量的控制上，死搬設(shè)計(jì)配合比，沒(méi)有根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力、溫度、運(yùn)輸距離等因素及時(shí)調(diào)整，致使施工水灰比時(shí)大時(shí)小，形成砼強(qiáng)度的差異，使早期裂縫機(jī)率增大。
3．外加劑因素：砼路面施工中一定要摻加外加劑，但如果摻加了不合格的外加劑，砼就會(huì)出現(xiàn)早凝、慢凝、離析、有害物等問(wèn)題，直接影響砼的質(zhì)量。
4．運(yùn)輸?shù)挠绊懀哼\(yùn)輸距離、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)使砼在運(yùn)輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差，影響振搗效果，導(dǎo)致砼板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。
5．漏振或振動(dòng)不夠：攤鋪機(jī)施工過(guò)程中振動(dòng)器損壞還繼續(xù)施工，使砼漏振。砼中存在的空洞降低了砼的強(qiáng)度，使路面發(fā)生裂縫或斷板。
6．氣溫變化：施工中有時(shí)氣溫突然變高或變低，甚至輔以刮大風(fēng)，造成砼中水份失去過(guò)快，形成表面網(wǎng)裂。汕梅高速公路K96+250處，因中午氣溫過(guò)高，施工時(shí)未采用防護(hù)措施，路面攤鋪過(guò)后不到4小時(shí)就發(fā)生連續(xù)11塊路面板網(wǎng)裂；K93+420處施工時(shí)下午刮大風(fēng)，在路面成型后2個(gè)小時(shí)就有兩處網(wǎng)裂。如果施工期間夜間有寒流，不采取加蓋保溫措施的話，那么第二天肯定有斷板。
7．養(yǎng)生不及時(shí)、不充分：砼中硬化過(guò)程中失去的水分未能得到及時(shí)補(bǔ)充，使砼產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。
8．基層問(wèn)題：基層塑性變形量過(guò)大，使水分浸入基層，反復(fù)作用就會(huì)使底板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象而促成水泥砼路面裂縫、斷板。
9．路基問(wèn)題：路堤填方高度高、自然沉降大；填挖方分界；橋頭沉降；軟基處理不徹底等諸因素導(dǎo)致不均勻沉降。經(jīng)行車荷載反復(fù)作用，導(dǎo)致砼板裂縫、斷板。
10．養(yǎng)護(hù)問(wèn)題：表現(xiàn)在排水不暢、地下水位上升致路基承載力下降而破壞路面；脹、縮縫長(zhǎng)期不清理更換，限制了砼路面的縱向變形功能，致路面板擠壓變形破壞。
三、預(yù)防措施
針對(duì)路面產(chǎn)生裂縫的原因，結(jié)合有關(guān)資料及筆者的經(jīng)驗(yàn)和思考，可以采取下述預(yù)防措施。
（一）設(shè)計(jì)方面
1．提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高速公路的車流量正以每年兩位數(shù)的速度高速增長(zhǎng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也要相應(yīng)提高。有條件的地方盡量選用連續(xù)配筋砼路面增強(qiáng)砼的強(qiáng)度。以解決大交通量、重載車多的問(wèn)題。也可以推廣高抗拉強(qiáng)度砼路面、鋼纖維砼路面和貧水泥砼路面等新技術(shù)、新工藝，解決砼路面的裂縫問(wèn)題。
2．從設(shè)計(jì)上要求路基足夠長(zhǎng)的沉降時(shí)間后才能進(jìn)行路面施工，減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板；增加路面基層強(qiáng)度，可以采用諸如碾壓砼等新工藝，減少因路面基層因素造成的路面裂縫。
?。ǘ┦┕し矫?
1．高度重視配合比設(shè)計(jì)，選擇合適的配合比。施工過(guò)程中除嚴(yán)格計(jì)量外，根據(jù)施工環(huán)境、及時(shí)調(diào)整含水量，保持施工塌落度基本穩(wěn)定，防止溫度裂縫。
2．使用合格、性能穩(wěn)定的緩凝引氣減水劑，減少用水量、增加施工和易性以保證工作時(shí)間。
3．使用滑模式攤鋪機(jī)進(jìn)行機(jī)械化施工，以保證砼路面平整度、強(qiáng)度和均勻性。
4．砼做完面后盡快噴灑一層養(yǎng)護(hù)劑，防止早期收縮裂縫；在施工過(guò)程中當(dāng)天氣異常時(shí)，應(yīng)采用運(yùn)輸車加蓋篷布、施工現(xiàn)場(chǎng)灑水降溫、夜間加蓋草袋等保溫措施；并根據(jù)砼強(qiáng)度增加速度，盡量早開(kāi)始鋸縫工作。
5．控制水泥用量及提高砼的密實(shí)度，達(dá)到預(yù)防化學(xué)裂縫的目的。
?。ㄈB(yǎng)護(hù)方面
1．保持排水系統(tǒng)完好，防止路基強(qiáng)度降低。
2．重視砼面養(yǎng)護(hù)，及時(shí)清理或更換縮脹縫材料。
3．加強(qiáng)早期維修，防止病害加大、擴(kuò)散。
砼路面產(chǎn)生裂縫的原因還有很多，防止的方法也不止這幾點(diǎn)。但我們相信，只要采取必要措施，就能防止或減少路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。
