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摘要：本文详细论述水泥混凝土路裂缝的原因。并提出技术预防。
关键词：水泥混凝土路面 裂缝原因 技术预防
0 引言
村村通公路工程，又称“五年千亿元”工程，指中国力争用5年时间实现所有村庄通沥青路或水泥混凝土路，以打破农村经济发展的交通瓶颈，解决9亿农民的出行难题。目前村村通工程已全面启动，进展较快。由于设计、施工、监理等方面存在问题，新建的水泥混凝土路面质量较差，水泥混凝土面板裂缝或断板现象普遍。因此，有必要对水泥混凝土路面裂缝的成因进行分析，采取预防措施，提高农村公路的建设水平。
1 水泥混凝土路面裂缝的成因分析
1.1横向裂缝横向裂缝是指垂直于路面延伸方向的有规则的裂缝。其产生原因主要是水泥混凝土的收缩开裂以及切缝不及时等。收缩开裂是由于水泥混凝土失水干缩和冷缩而形成。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期，冷缩裂缝是由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。从扩散的速度来看，水泥的千缩速度比冷缩速度慢，其量能也远远小于冷缩。
1.2纵向裂缝纵向裂缝是指与道路走向平行或者基本平行的裂缝。其产生原因主要是道路基体填料土质不均匀、含水量不均匀以及施工方法不当等，导致路基的不均匀沉降，从而使道路面板在自重和负载的作用下产生了纵向裂缝。公路路基施工规范规定，通常情况下不能被压实到规定密实度和不能形成稳定填方的材料不能够用于路基填筑。如沼泽土、泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质的材料：液限指数大于50％，塑限指数大于25％的材料；有机质含量大于3％的材料：压实含水量与最佳含水量之差大干2％的材料等等。但是，由于施工单位在路基填筑材料的选取、均化等方面控制不严，使用了不适宜的填筑材料，就容易在高填土自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降，将路面拉裂，出现道路纵向裂缝。
随着我国经济的快速发展，车流量不断增加，重车及超重车日益增多，超载现象难以遏制。常规水泥混凝土路面结构在一般荷载作用下的应力范围在0.2-0.65之间，对于重载作用下较薄的混凝土路面应力水平超过0.85，水泥混凝土路面刚度高，变形能力小，对荷载及变形非常敏感。因此，超载车辆是水泥混凝土路面产生短裂破坏的一个重要因素。
1.3交叉裂缝交叉裂缝是指两条或两条以上相互交叉的裂缝。其产生的原因主要是水泥性能不稳定、水泥混凝土路面的自身强度不足、路基及路面基层的强度和水稳定性差等
2 施工预防措施
2.1施工工艺控制①根据机械性能准确掌握拌和时间，最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍，振捣应均匀密实，避免漏振或超振。②若集料温度过高，应采用降温措施后再配料拌和。采用洒水降温时，应及时测定集料含水量，调整拌和用水，保证水灰比值不变。③混凝土路面施工开盘前，要仔细检查发电机、振动梁、运输车辆等机具设备，确保其完好。现场中要有备用机具，严禁故障机具施工，并检查施工运料道路是否畅通，确保施工的连续性。配料、拌和、运输、摊铺作业有序配合，对于气候突变、停电、停料等情况，应提前做好准备工作，调整工序，暂停面板施工。重新铺装时应按施工缝处理接缝。④重视混凝土面板养生，采用优质养护剂，或湿法养护，不要采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。⑤及时切缝，根据施工现场气温及水浞品种试验确定最早切缝时间，一般应采用多台切缝机同时作业，保证切缝及时。切缝深度为混凝土板厚的1／3～1／4，使剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。有资料表明，软切缝工艺可提前切缝时间，预防水泥混凝土路面断板。⑥控制交通车辆，避免在混凝土强度不足的条件下，过早开放交通，养护车辆也应尽量避免直接在面板上通行。⑦正确安装传力杆，防止上下翘动，可采用双模板控制。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。
2.2重视原材料的选用及配合比设计
2.2.1水泥品种的选择及集料级配控制①不同品种的水泥干缩性有所不同。普通硅酸盐水泥干缩性很小、火山灰质硅酸盐水泥次之、矿渣水泥较大。因此，选用合适的水泥在一定程度上能减少干缩裂缝。②集料级配控制。集料的主要技术性质包括颗粒级配及粗细程度、颗粒形态和表面特征、强度、坚固性、含泥量、泥块含量、有害物质及碱集料反应等。在配制混凝土时，集料的颗粒级配和粗细程度这两个因素应同时考虑。当集料的级配良好且颗粒较大，则使空隙及总表面积均较小，这样的集料比较理想，不仅水泥用量较少，而且还可提高混凝土的密实性和强度。细集料宜采用细度模数2.5左右的中砂；粗集料选定连续级配碎石，以增加混凝土的工作性。
2.2.2保证混凝土强度、降低水泥用量①水泥强度等级的选择。水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。当配制混凝土的水泥强度偏低，会使水泥用量过大，不经济，而且浇注出来的混凝土干缩性较大，容易产生裂缝。如配制混凝土的水泥强度偏高，水泥用量少，将影响混凝土和易性和密度，容易形成蜂窝、麻面，导致混凝土耐久性差，在荷载作用下容易产生裂缝。②水泥用量选择。公路路面设计强度愈高，则水泥用量愈大，水泥剂量对干缩应变的影响较大，水泥用量超过一定比例，混合料的收缩性就增大，容易产生严重的干缩裂缝。当水泥剂量不变时，改善集料的级配可以显著提高路面的强度。设计配合比时，通过水泥剂量分级和调整集料的级配，来保证路面的设计强度，降低水泥剂量。
2.2.3合理设计、控制配合比①合理设计配合比。在规范要求允许的条件下，试验室配制多种不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并针对不同施工部位、不同评定方法予以适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。②施工配合比的调整及施工中的控制。应注意以下问题：a操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，增加用水量，对水灰比缺少严格的控制，导致混凝土强度的降低，混凝土内气孔较多，收缩较大，从而出现裂缝。b调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量，部分试验人员采用目测法或经验法来估计砂、石的实际含水量，导致生产配合比不准确。c水泥、砂、石材料应准确计量，混凝土采用集中拌和。
2.3施工时间的选择冬季温度的温差愈大，路面就愈容易产生温缩裂缝，夏季高温季节到来之前施工的路面不但强度高，而且可以减少由于气温降低而产生的收缩裂缝。建议根据当地的气候条件合理安排路面、底路面的施工时间，工期条件允许时最好选在夏季高温季节到来之前。若在夏季高温季节施工时，最好选在上午或夜间施工，加强覆盖养生，北方地区避免在秋末组织路面施工。
2.4施工控制混凝土坍落度混凝土坍落度愈大，混凝土千缩愈厉害，因此路面混凝土在满足施工工艺的条件下，尽量采用小坍落度，在配合比设计阶段根据混凝土机械化程度，天气、运距、地域等因素合理设计配合比的水灰比和坍落度，一般设计路面混凝土坍落度为1～2cm，水灰比控制在0.37～0.39之间：在施工过程严格材料自动计量程序，并严格测定集料的含水量，调整施工配合比，作到采用最小的坍落度施工路面混凝土，减少路面出现裂缝。
3 结束语
水泥混凝土路面裂缝的形成原因比较复杂，本文主要论述从混合料组成设计和现场施工两方面来预防混凝土路面早期裂缝的形成，只要措施得力，方法得当，水泥混凝土板早期裂缝出现的机率就会大大地减少。
关键词：水泥混凝土路面 裂缝原因 技术预防
0 引言
村村通公路工程，又称“五年千亿元”工程，指中国力争用5年时间实现所有村庄通沥青路或水泥混凝土路，以打破农村经济发展的交通瓶颈，解决9亿农民的出行难题。目前村村通工程已全面启动，进展较快。由于设计、施工、监理等方面存在问题，新建的水泥混凝土路面质量较差，水泥混凝土面板裂缝或断板现象普遍。因此，有必要对水泥混凝土路面裂缝的成因进行分析，采取预防措施，提高农村公路的建设水平。
1 水泥混凝土路面裂缝的成因分析
1.1横向裂缝横向裂缝是指垂直于路面延伸方向的有规则的裂缝。其产生原因主要是水泥混凝土的收缩开裂以及切缝不及时等。收缩开裂是由于水泥混凝土失水干缩和冷缩而形成。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期，冷缩裂缝是由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。从扩散的速度来看，水泥的千缩速度比冷缩速度慢，其量能也远远小于冷缩。
1.2纵向裂缝纵向裂缝是指与道路走向平行或者基本平行的裂缝。其产生原因主要是道路基体填料土质不均匀、含水量不均匀以及施工方法不当等，导致路基的不均匀沉降，从而使道路面板在自重和负载的作用下产生了纵向裂缝。公路路基施工规范规定，通常情况下不能被压实到规定密实度和不能形成稳定填方的材料不能够用于路基填筑。如沼泽土、泥炭、含有树根、杂草和易腐朽物质的材料：液限指数大于50％，塑限指数大于25％的材料；有机质含量大于3％的材料：压实含水量与最佳含水量之差大干2％的材料等等。但是，由于施工单位在路基填筑材料的选取、均化等方面控制不严，使用了不适宜的填筑材料，就容易在高填土自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降，将路面拉裂，出现道路纵向裂缝。
随着我国经济的快速发展，车流量不断增加，重车及超重车日益增多，超载现象难以遏制。常规水泥混凝土路面结构在一般荷载作用下的应力范围在0.2-0.65之间，对于重载作用下较薄的混凝土路面应力水平超过0.85，水泥混凝土路面刚度高，变形能力小，对荷载及变形非常敏感。因此，超载车辆是水泥混凝土路面产生短裂破坏的一个重要因素。
1.3交叉裂缝交叉裂缝是指两条或两条以上相互交叉的裂缝。其产生的原因主要是水泥性能不稳定、水泥混凝土路面的自身强度不足、路基及路面基层的强度和水稳定性差等
2 施工预防措施
2.1施工工艺控制①根据机械性能准确掌握拌和时间，最长拌和时间不应超过最短拌和时间的3倍，振捣应均匀密实，避免漏振或超振。②若集料温度过高，应采用降温措施后再配料拌和。采用洒水降温时，应及时测定集料含水量，调整拌和用水，保证水灰比值不变。③混凝土路面施工开盘前，要仔细检查发电机、振动梁、运输车辆等机具设备，确保其完好。现场中要有备用机具，严禁故障机具施工，并检查施工运料道路是否畅通，确保施工的连续性。配料、拌和、运输、摊铺作业有序配合，对于气候突变、停电、停料等情况，应提前做好准备工作，调整工序，暂停面板施工。重新铺装时应按施工缝处理接缝。④重视混凝土面板养生，采用优质养护剂，或湿法养护，不要采用没有覆盖物仅洒水的养生方法。⑤及时切缝，根据施工现场气温及水浞品种试验确定最早切缝时间，一般应采用多台切缝机同时作业，保证切缝及时。切缝深度为混凝土板厚的1／3～1／4，使剩余断面部分能吸收由于高温产生的内应力。有资料表明，软切缝工艺可提前切缝时间，预防水泥混凝土路面断板。⑥控制交通车辆，避免在混凝土强度不足的条件下，过早开放交通，养护车辆也应尽量避免直接在面板上通行。⑦正确安装传力杆，防止上下翘动，可采用双模板控制。浇筑下一混凝土板时要按设计要求安设塑料套管和涂沥青隔层。
2.2重视原材料的选用及配合比设计
2.2.1水泥品种的选择及集料级配控制①不同品种的水泥干缩性有所不同。普通硅酸盐水泥干缩性很小、火山灰质硅酸盐水泥次之、矿渣水泥较大。因此，选用合适的水泥在一定程度上能减少干缩裂缝。②集料级配控制。集料的主要技术性质包括颗粒级配及粗细程度、颗粒形态和表面特征、强度、坚固性、含泥量、泥块含量、有害物质及碱集料反应等。在配制混凝土时，集料的颗粒级配和粗细程度这两个因素应同时考虑。当集料的级配良好且颗粒较大，则使空隙及总表面积均较小，这样的集料比较理想，不仅水泥用量较少，而且还可提高混凝土的密实性和强度。细集料宜采用细度模数2.5左右的中砂；粗集料选定连续级配碎石，以增加混凝土的工作性。
2.2.2保证混凝土强度、降低水泥用量①水泥强度等级的选择。水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。当配制混凝土的水泥强度偏低，会使水泥用量过大，不经济，而且浇注出来的混凝土干缩性较大，容易产生裂缝。如配制混凝土的水泥强度偏高，水泥用量少，将影响混凝土和易性和密度，容易形成蜂窝、麻面，导致混凝土耐久性差，在荷载作用下容易产生裂缝。②水泥用量选择。公路路面设计强度愈高，则水泥用量愈大，水泥剂量对干缩应变的影响较大，水泥用量超过一定比例，混合料的收缩性就增大，容易产生严重的干缩裂缝。当水泥剂量不变时，改善集料的级配可以显著提高路面的强度。设计配合比时，通过水泥剂量分级和调整集料的级配，来保证路面的设计强度，降低水泥剂量。
2.2.3合理设计、控制配合比①合理设计配合比。在规范要求允许的条件下，试验室配制多种不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并针对不同施工部位、不同评定方法予以适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法。②施工配合比的调整及施工中的控制。应注意以下问题：a操作者为方便施工，往往追求较大的坍落度，增加用水量，对水灰比缺少严格的控制，导致混凝土强度的降低，混凝土内气孔较多，收缩较大，从而出现裂缝。b调整生产配合比时，应准确测量生产现场砂、石的实际含水量，部分试验人员采用目测法或经验法来估计砂、石的实际含水量，导致生产配合比不准确。c水泥、砂、石材料应准确计量，混凝土采用集中拌和。
2.3施工时间的选择冬季温度的温差愈大，路面就愈容易产生温缩裂缝，夏季高温季节到来之前施工的路面不但强度高，而且可以减少由于气温降低而产生的收缩裂缝。建议根据当地的气候条件合理安排路面、底路面的施工时间，工期条件允许时最好选在夏季高温季节到来之前。若在夏季高温季节施工时，最好选在上午或夜间施工，加强覆盖养生，北方地区避免在秋末组织路面施工。
2.4施工控制混凝土坍落度混凝土坍落度愈大，混凝土千缩愈厉害，因此路面混凝土在满足施工工艺的条件下，尽量采用小坍落度，在配合比设计阶段根据混凝土机械化程度，天气、运距、地域等因素合理设计配合比的水灰比和坍落度，一般设计路面混凝土坍落度为1～2cm，水灰比控制在0.37～0.39之间：在施工过程严格材料自动计量程序，并严格测定集料的含水量，调整施工配合比，作到采用最小的坍落度施工路面混凝土，减少路面出现裂缝。
3 结束语
水泥混凝土路面裂缝的形成原因比较复杂，本文主要论述从混合料组成设计和现场施工两方面来预防混凝土路面早期裂缝的形成，只要措施得力，方法得当，水泥混凝土板早期裂缝出现的机率就会大大地减少。