水泥混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

1 引言

纵观我国建国以来的发展与变化可谓是速度惊人，经济的发展离不开交通的便利，交通基础设施的不断完善真是我国发展惊人的坚强基础。作为道路建设而言其中最为常见的便是水泥混凝土路面，这是由于其与其他道路类型相比有着自己独特的优越性，其具有强度高、使用寿命长、路面稳定性好以及养护成本低等优点因此被我国陆路交通广泛应用。但是随着使用时间的不断延长，也随之产生了一些问题，其中最为典型的就是路面裂缝问题，这是施工和养护单位最为关心的重点问题之一，因此本文对裂缝产生原因进行了一系列的分析与研究，对于水泥混凝土路面裂缝的产生与防治具有一定的积极意义。

2 水泥混凝土路面裂缝产生的原因

2.1 外因

2.1.1 混凝土品质不良

首先从原料入手，混凝土品质的高低优劣将直接影响到水泥混凝土路面质量。如果出现水泥选择不当，骨料级配不合格，将会直接影响到混凝土品质，这也是造成其品质不良的基本原因。

2.1.2 施工引起的裂缝

除了原料选择不当，施工不当也是导致裂缝产生的重要因素，具体的可以分为以下五个方面：

（1）水灰比对混凝土强度有着直接的影响，但是如果施工过程中由于计量不准确导致水灰比不稳定，就会大大增加路面早期裂缝产生的概率。

（2）由于运输条件差、运输时间长，混凝土在此过程中就会产生“离析”现象，从而影响振捣，导致水泥混凝土板块出现早期裂缝。

（3）如果在施工过程中出现振捣次数不够且过早的拆除模具，就会在混凝土表层即边缘出现开裂现象。

（4）在施工中如果不能准确把握切缝时间也会导致路面产生横向裂缝。

（5）在养护过程中同样会影响路面裂缝的产生，如果养护中不能保证路面中的水分，导致水分蒸发而出现路面裂缝。

2.1.3 气候的影响

（1）高温

高温照射下的混凝土集料，蕴含着大量的热能，使得混凝土入模温度过高，加剧了已浇筑混凝土早期热量的增加，进而影响混凝土内部应力应变的平衡，形成裂缝。

（2）温差

因为混凝土结构具有较差的热传导性，遇到外界变化大的情况时，此时混凝土表面温度就会随着外界温度的变化产生快速的变化，但是其内部还保持着原来的温度状态，这样就会导致混凝土内部产生温度梯度，使得不同部位的混凝土具有不同的温度，这样就会产生温度变形而约束混凝土内部结构，从而导致很大的温差应力，这样的应力足够产生混凝土路面裂缝。

2.2 内因

（1）水泥的水化反应

水化反应是伴随在水泥混凝土的拌和、运输以及摊铺的过程中的一个重要的反应，该反应是一个放热反应，而放热程度取决于水泥中的铝酸三钙的含量与水泥的细度。而水化反应将会使混凝土产生胀缩变形，如果没有约束就会自由胀缩，但事实上混凝土会在该过程中受到内部集料和外部边界的约束，这样就会产生拉压应力。上面也介绍过混凝土具有较差的导热性，因此其表面与内部的胀缩变形不能同步，这样相互制约的约束，也会产生拉压应力，最终产生路面裂缝。

（2）水泥混凝土的干缩作用

水分在水泥混凝土中主要有两大作用，一个是参与水化反应，另一个就是蒸发，前者仅仅占总水分的少部分，后者占大部分也会让其产生干缩变形。在混凝土的凝结硬化过程中会产生较小的抗拉强度，这个抗拉强度远小于由于干缩变形而产生的拉应力，从而使混凝土内部和蒸发产生裂缝。

（3）湿度应力导致的裂缝

在进行水泥混凝土路面铺设时会产生水化反应而放热，此外硬化过程也会产生热量，这些因素都会导致其内部温度增加，从而使内部混凝土发生膨胀，相关数据显示其内部温度每升高1℃，每平平均膨胀0.01mm。晚间温度低水泥混凝土路面外部收缩，而与内部的膨胀相互作用而产生拉应力，如果拉应力过大超越了其本身所能承受的范围就会出现裂缝，为了解决这一问题，需要使用低碱的水泥施工。

另外，集料中含有的二氧化硅和水泥中含有的碱性氧化物经过水解以后，会产生氢氧化钠和强氧化钾两种物质，这两种物质会发生化学反应，在集料表面产生碱与硅酸的凝胶物质，这种物质吸收水分后会发生膨胀，破坏混凝土的结构，产生较深程度的网状裂缝。

3 水泥混凝土路面裂缝防治对策

3.1 完善路面设计质量

在施工前的路面设计也关乎到水泥混凝土路面质量，从一定程度上路面厚度的合理设计能够避免裂缝的出现。因此，相关技术人员在进行道路设计时应当充分考察当地的实际情况，包括车流量、当地居民的经济条件等，同时应当对道路承载量和未来一段时间内车辆的增加量有一个准确的计算，从而准确的设计道路厚度，避免因为道路厚度设计不合理而产生路面裂缝。

3.2 做好路面基层施工

从整个道路施工建设过程来看，路面基层在整个道路建设中都占有及其关键的作用，它的好坏不仅关系到整个道路质量，同时也影响了整个道路的使用寿命，因此在进行基层修筑时一定要严格按照相关规定要求和步骤进行施工，保证其密实度、强度以及稳定性，同时要确保每一个环节都能够达到标准，保障路面基层的稳定性与均匀性。

3.3 控制温度和水灰比的变化

上文中介绍过温度变化对路面裂缝产生有很大的影响作用，因此应当通过多种措施来降低温度变化幅度，从而降低路面裂缝产生概率，具体的应当从下述两点入手：第一，施工时为避免大量水分流失要保证施工环境良好，避免在大风和高温等环境下施工；第二，为降低水化热量导致的内部温差问题，在选材上从水泥自身立足，选择水化热较低的水泥。

此外，水灰比直接关系到混凝土强度以及收缩值，如果比例控制不好将会导致裂缝产生，依据相关经验表明进行人工摊铺的水灰比例要小于0.45，机械进行摊铺的水灰比例要小于0.5，并且还可以通过减少水泥的使用量来降低水灰比。

4 结束语

总而言之，随着陆路运输路面技术的不断发展和优化，如今道路建设中水泥混凝土路面是应用最为广泛的路面选材，之所以能够被广泛使用主要是其具有强度高、使用寿命长、路面稳定性好以及养护成本低等优点。但是近年来随着水泥混凝土路面使用时间的不断延长，也呈现出了种种问题亟待解决，其中较为典型的问题就是路面的裂缝问题，这个问题一直以来都是养护单位和施工单位所担心并急于解决的重要问题。因此，应当从内外因两个角度充分分析混凝土路面裂缝的种种影响因素，不断提高水泥混凝土路面的施工技术，来降低水泥混凝土裂缝的产生，从而提升水泥混凝土路面质量，延长路面使用寿命。