道路任何病害的產(chǎn)生不僅反映了工程的質(zhì)量等級(jí)，而且直接影響了道路工程的投入使用。我國(guó)道路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，尤其是高等級(jí)公路的迅猛建設(shè)，為社會(huì)進(jìn)步、人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了基礎(chǔ)設(shè)施方面的重要貢獻(xiàn)。但是在許多地方的城市道路和高等級(jí)路面的使用過程中，由于多種因素而容易產(chǎn)生諸如裂縫之類的路面病害，妨礙了道路的使用，縮短了水泥道路的使用壽命，提高了維護(hù)維修成本，產(chǎn)生極大的工程浪費(fèi)。因此，分析和研究水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因并進(jìn)行積極而有效的防治，對(duì)提高工程質(zhì)量、保證行車安全、延長(zhǎng)使用周期都具有極其重要的意義。
一、水泥混凝土路面裂縫的成因分析
1 ．橫向裂縫。
橫向裂縫是指垂直于路面延伸方向的有規(guī)則的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是水泥混凝土的收縮開裂以及切縫不及時(shí)等。收縮開裂是由于水泥混凝土失水干縮和冷縮而形成。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(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應(yīng)力而引起的路面板開裂。從擴(kuò)散的速度來看，水泥的干縮速度比冷縮速度慢，其量能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于冷縮。
2 ．縱向裂縫。
縱向裂縫是指與道路走向平行或者基本平行的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是道路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻以及施工方法不當(dāng)?shù)?，?dǎo)致路基的不均勻沉降，從而使道路面板在自重和負(fù)載的作用下產(chǎn)生了縱向裂縫。
公路路基施工規(guī)范規(guī)定，通常情況下不能被壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度和不能形成穩(wěn)定填方的材料不能夠用于路基填筑。如沼澤土、泥炭、含有樹根、雜草和易腐朽物質(zhì)的材料；液限指數(shù)大于 50 ％，塑限指數(shù)大于 25 ％的材料；有機(jī)質(zhì)含量大于 3 ％的材料；壓實(shí)含水量與最佳含水量之差大于 2 ％的材料等等。但是，由于施工單位在路基填筑材料的選取、均化等方面控制不嚴(yán)，使用了不適宜的填筑材料，就容易在高填土自重和重載車的作用下，地基產(chǎn)生不均勻沉降，將路面拉裂，出現(xiàn)道路縱向裂縫。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車流量不斷增加，重車及超重車日益增多，超載現(xiàn)象難以遏制。常規(guī)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)在一般荷載作用下的應(yīng)力范圍在 0.2 ～ 0.65 之間，對(duì)于重載作用下較薄的混凝土路面應(yīng)力水平超過 0.85 ，水泥混凝土路面剛度高，變形能力小，對(duì)荷載及變形非常敏感。因此，超載車輛是水泥混凝土路面產(chǎn)生短裂破壞的一個(gè)重要因素。
3 ．交叉裂縫。
交叉裂縫是指兩條或兩條以上相互交叉的裂縫。其產(chǎn)生的原因主要是水泥性能不穩(wěn)定、水泥混凝土路面的自身強(qiáng)度不足、路基及路面基層的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性差等。
二、水泥混凝土路面裂縫形成后對(duì)道路的危害
道路出現(xiàn)橫向裂縫要及時(shí)治理，否則灌進(jìn)雨雪經(jīng)凍融后，對(duì)道路的破壞將非常嚴(yán)重。進(jìn)水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個(gè)階段。
第一階段，初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量?jī)鋈谒缮⒒彝练刍?，材料密度降低，將面層材料拱起，出現(xiàn)驢脊背現(xiàn)象。第二階段為沿裂縫灌入雨雪水，存于水泥碎石與路面的結(jié)合層之間，由于行車碾壓、推擠、摩擦等作用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用下混雜并松散開來。如遇連陰雨天氣，水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴(yán)重推擠，將水泥碎石粒料磨成漿狀物擠出，及通常所說的“唧漿病害”。第三階段，形成病害后由于一年四季在雨雪水的作用下長(zhǎng)期出現(xiàn)唧漿，路面出現(xiàn)坑凹，甚至出現(xiàn)搓板路，隨時(shí)間的推移，將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)路面粒料被行車推擠帶走，出現(xiàn)道路表面開裂性坑槽。
道路縱向裂縫如治理不及時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間雨雪水的灌入， 2 米 以外部分滑動(dòng)加快，行車道在重載車的作用下，在 3 ～ 4 米 部位出現(xiàn)第二道裂縫，這時(shí)第一道與第二道裂縫之間形成一個(gè)板塊，這一板塊開始下沉，出現(xiàn)順行車道區(qū)一個(gè) U 型路面帶，嚴(yán)重時(shí)路面發(fā)生條塊形碎裂，對(duì)行車的影非常大。
這些病害，如得不到及時(shí)治理，對(duì)行駛車輛形成非常大的潛在的危害，也極大地縮短了混凝土道路的服務(wù)壽命。設(shè)計(jì)服務(wù)十多年的高速公路，可能使用幾年就需要大修，給國(guó)家造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。
三、水泥混凝土路面裂縫的防治
道路交通是關(guān)系百姓民生的民心工程，水泥混凝土路面的質(zhì)量從側(cè)面也反映了一個(gè)城市和地方政府的文明與管理水平。因此，必須未雨綢繆，從根本上進(jìn)行控制和預(yù)防，保證道路的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)路面的使用壽命，確保交通暢通無阻。
1 ．嚴(yán)格設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。
設(shè)計(jì)時(shí)首先要掌握道路所處地區(qū)的地質(zhì)條件，要對(duì)將修路面的含水量嚴(yán)格把握，對(duì)車流量、荷載要有前瞻的認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)，以便確定基層和面層的厚度、強(qiáng)度及基層物料的配合比。
2 ．把握材料品質(zhì)。
路基施工規(guī)范明確規(guī)定，不能被壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度及不能形成穩(wěn)定填方的材料不能用于路基填筑。路面板的施工選材也要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，要加強(qiáng)控制混凝土配合比及水泥、骨料、砂的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，運(yùn)至工地的混合料要符合工作要求。路基回填要選用透水性能好和良好級(jí)配的材料。
3 ．保證施工質(zhì)量。
施工過程包括地基處理、基層施工和面層施工。在路基施工中，必須做好清基和不良土質(zhì)處理，特別是軟基處理工作，并把握好路基填土質(zhì)量。在路面基礎(chǔ)施工中，要做好基層混合料的拌制、攤鋪及碾壓成型工作，必須均勻拌制混合料，攤鋪與整平工作要做細(xì)做足，使用機(jī)械攤鋪的同時(shí)要配合人工補(bǔ)平，碾壓密實(shí)并及時(shí)養(yǎng)生，確?；鶎雍穸取簩?shí)度、平整度及強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
混凝土攤鋪時(shí)，需按照合理的松鋪系數(shù)確定的攤鋪厚度來進(jìn)行，要盡可能做到大致平整。振搗操作要按照程序完成，規(guī)范過程，做到既不遺漏又不過分，以保證混凝土密實(shí)的結(jié)構(gòu)?；炷恋氖┕と^程要注意控制在水泥初凝時(shí)間內(nèi)完成。另外，磨面抹光、板面切縫等環(huán)節(jié)都要按照規(guī)范及時(shí)保質(zhì)地進(jìn)行。
4 ．健全管理制度。
加強(qiáng)施工監(jiān)理，完善監(jiān)督機(jī)制。對(duì)試驗(yàn)段工程的施工，從方案的審批、準(zhǔn)備工作的審查到施工全過程，都必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，總結(jié)施工工藝、施工組織等經(jīng)驗(yàn)。通過試驗(yàn)段施工來核準(zhǔn)所用材料的配比、拌和方式、機(jī)械實(shí)效、松鋪系數(shù)、允許延遲時(shí)間及每個(gè)作業(yè)段適宜長(zhǎng)度等問題。
5 ．重視養(yǎng)護(hù)管理。
道路養(yǎng)護(hù)管理部門要對(duì)路面及邊緣排水結(jié)構(gòu)的破壞引起足夠的重視，路基邊坡受到雨水沖刷要及時(shí)修補(bǔ)。公路管理部門也要嚴(yán)格控制超載車輛，采取有效措施限制超載車輛的通行，不能以罰代管。
對(duì)于水泥混凝土路面裂縫的防治，要在建設(shè)階段抓住最好的防治機(jī)會(huì)，爭(zhēng)取從根本上防范于未然。在工程建設(shè)階段進(jìn)行科學(xué)的管理，在質(zhì)量上層層把關(guān)，能最大限度地減小路面裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，還要從道路養(yǎng)護(hù)與管理等方面進(jìn)行綜合治理，從而保障水泥混凝土道路的使用和正常運(yùn)營(yíng)。
一、水泥混凝土路面裂縫的成因分析
1 ．橫向裂縫。
橫向裂縫是指垂直于路面延伸方向的有規(guī)則的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是水泥混凝土的收縮開裂以及切縫不及時(shí)等。收縮開裂是由于水泥混凝土失水干縮和冷縮而形成。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(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應(yīng)力而引起的路面板開裂。從擴(kuò)散的速度來看，水泥的干縮速度比冷縮速度慢，其量能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于冷縮。
2 ．縱向裂縫。
縱向裂縫是指與道路走向平行或者基本平行的裂縫。其產(chǎn)生原因主要是道路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻以及施工方法不當(dāng)?shù)?，?dǎo)致路基的不均勻沉降，從而使道路面板在自重和負(fù)載的作用下產(chǎn)生了縱向裂縫。
公路路基施工規(guī)范規(guī)定，通常情況下不能被壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度和不能形成穩(wěn)定填方的材料不能夠用于路基填筑。如沼澤土、泥炭、含有樹根、雜草和易腐朽物質(zhì)的材料；液限指數(shù)大于 50 ％，塑限指數(shù)大于 25 ％的材料；有機(jī)質(zhì)含量大于 3 ％的材料；壓實(shí)含水量與最佳含水量之差大于 2 ％的材料等等。但是，由于施工單位在路基填筑材料的選取、均化等方面控制不嚴(yán)，使用了不適宜的填筑材料，就容易在高填土自重和重載車的作用下，地基產(chǎn)生不均勻沉降，將路面拉裂，出現(xiàn)道路縱向裂縫。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車流量不斷增加，重車及超重車日益增多，超載現(xiàn)象難以遏制。常規(guī)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)在一般荷載作用下的應(yīng)力范圍在 0.2 ～ 0.65 之間，對(duì)于重載作用下較薄的混凝土路面應(yīng)力水平超過 0.85 ，水泥混凝土路面剛度高，變形能力小，對(duì)荷載及變形非常敏感。因此，超載車輛是水泥混凝土路面產(chǎn)生短裂破壞的一個(gè)重要因素。
3 ．交叉裂縫。
交叉裂縫是指兩條或兩條以上相互交叉的裂縫。其產(chǎn)生的原因主要是水泥性能不穩(wěn)定、水泥混凝土路面的自身強(qiáng)度不足、路基及路面基層的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性差等。
二、水泥混凝土路面裂縫形成后對(duì)道路的危害
道路出現(xiàn)橫向裂縫要及時(shí)治理，否則灌進(jìn)雨雪經(jīng)凍融后，對(duì)道路的破壞將非常嚴(yán)重。進(jìn)水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個(gè)階段。
第一階段，初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量?jī)鋈谒缮⒒彝练刍?，材料密度降低，將面層材料拱起，出現(xiàn)驢脊背現(xiàn)象。第二階段為沿裂縫灌入雨雪水，存于水泥碎石與路面的結(jié)合層之間，由于行車碾壓、推擠、摩擦等作用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用下混雜并松散開來。如遇連陰雨天氣，水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴(yán)重推擠，將水泥碎石粒料磨成漿狀物擠出，及通常所說的“唧漿病害”。第三階段，形成病害后由于一年四季在雨雪水的作用下長(zhǎng)期出現(xiàn)唧漿，路面出現(xiàn)坑凹，甚至出現(xiàn)搓板路，隨時(shí)間的推移，將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)路面粒料被行車推擠帶走，出現(xiàn)道路表面開裂性坑槽。
道路縱向裂縫如治理不及時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間雨雪水的灌入， 2 米 以外部分滑動(dòng)加快，行車道在重載車的作用下，在 3 ～ 4 米 部位出現(xiàn)第二道裂縫，這時(shí)第一道與第二道裂縫之間形成一個(gè)板塊，這一板塊開始下沉，出現(xiàn)順行車道區(qū)一個(gè) U 型路面帶，嚴(yán)重時(shí)路面發(fā)生條塊形碎裂，對(duì)行車的影非常大。
這些病害，如得不到及時(shí)治理，對(duì)行駛車輛形成非常大的潛在的危害，也極大地縮短了混凝土道路的服務(wù)壽命。設(shè)計(jì)服務(wù)十多年的高速公路，可能使用幾年就需要大修，給國(guó)家造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。
三、水泥混凝土路面裂縫的防治
道路交通是關(guān)系百姓民生的民心工程，水泥混凝土路面的質(zhì)量從側(cè)面也反映了一個(gè)城市和地方政府的文明與管理水平。因此，必須未雨綢繆，從根本上進(jìn)行控制和預(yù)防，保證道路的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)路面的使用壽命，確保交通暢通無阻。
1 ．嚴(yán)格設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。
設(shè)計(jì)時(shí)首先要掌握道路所處地區(qū)的地質(zhì)條件，要對(duì)將修路面的含水量嚴(yán)格把握，對(duì)車流量、荷載要有前瞻的認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)，以便確定基層和面層的厚度、強(qiáng)度及基層物料的配合比。
2 ．把握材料品質(zhì)。
路基施工規(guī)范明確規(guī)定，不能被壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度及不能形成穩(wěn)定填方的材料不能用于路基填筑。路面板的施工選材也要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，要加強(qiáng)控制混凝土配合比及水泥、骨料、砂的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，運(yùn)至工地的混合料要符合工作要求。路基回填要選用透水性能好和良好級(jí)配的材料。
3 ．保證施工質(zhì)量。
施工過程包括地基處理、基層施工和面層施工。在路基施工中，必須做好清基和不良土質(zhì)處理，特別是軟基處理工作，并把握好路基填土質(zhì)量。在路面基礎(chǔ)施工中，要做好基層混合料的拌制、攤鋪及碾壓成型工作，必須均勻拌制混合料，攤鋪與整平工作要做細(xì)做足，使用機(jī)械攤鋪的同時(shí)要配合人工補(bǔ)平，碾壓密實(shí)并及時(shí)養(yǎng)生，確?；鶎雍穸取簩?shí)度、平整度及強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
混凝土攤鋪時(shí)，需按照合理的松鋪系數(shù)確定的攤鋪厚度來進(jìn)行，要盡可能做到大致平整。振搗操作要按照程序完成，規(guī)范過程，做到既不遺漏又不過分，以保證混凝土密實(shí)的結(jié)構(gòu)?；炷恋氖┕と^程要注意控制在水泥初凝時(shí)間內(nèi)完成。另外，磨面抹光、板面切縫等環(huán)節(jié)都要按照規(guī)范及時(shí)保質(zhì)地進(jìn)行。
4 ．健全管理制度。
加強(qiáng)施工監(jiān)理，完善監(jiān)督機(jī)制。對(duì)試驗(yàn)段工程的施工，從方案的審批、準(zhǔn)備工作的審查到施工全過程，都必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，總結(jié)施工工藝、施工組織等經(jīng)驗(yàn)。通過試驗(yàn)段施工來核準(zhǔn)所用材料的配比、拌和方式、機(jī)械實(shí)效、松鋪系數(shù)、允許延遲時(shí)間及每個(gè)作業(yè)段適宜長(zhǎng)度等問題。
5 ．重視養(yǎng)護(hù)管理。
道路養(yǎng)護(hù)管理部門要對(duì)路面及邊緣排水結(jié)構(gòu)的破壞引起足夠的重視，路基邊坡受到雨水沖刷要及時(shí)修補(bǔ)。公路管理部門也要嚴(yán)格控制超載車輛，采取有效措施限制超載車輛的通行，不能以罰代管。
對(duì)于水泥混凝土路面裂縫的防治，要在建設(shè)階段抓住最好的防治機(jī)會(huì)，爭(zhēng)取從根本上防范于未然。在工程建設(shè)階段進(jìn)行科學(xué)的管理，在質(zhì)量上層層把關(guān)，能最大限度地減小路面裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，還要從道路養(yǎng)護(hù)與管理等方面進(jìn)行綜合治理，從而保障水泥混凝土道路的使用和正常運(yùn)營(yíng)。
