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Abstract: Because of its inherent advantages of cement concrete, cement concrete pavement is a widely used form of the road, but in the selection, construction technology and construction management and other aspects caused by improper control of cracking in concrete at early age, and later will produce a series of quality issues. This paper analyzes the causes of cracks on Cement Concrete Pavement Based on many years of experience in construction and put forward the measures of prevention and control of concrete cracks.
Key words: cement concrete pavement；early crack；prevention measures
中图分类号：TU375文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
摘要：水泥混凝土因其固有的优点，水泥混凝土路面是一种应用较为广泛的路面形式，但在选材、施工技术及施工管理等方面控制不当容易造成混凝土早期开裂，从而后期会产生一系列的质量问题。本文分析了水泥混凝土路面裂缝产生的原因并根据多年施工经验提出水泥混凝土裂缝的预防控制措施。
关键词：水泥混凝土路面 早期裂缝 预防措施
在水泥混凝土路面的病害中，其中裂缝破损最为普遍，也是近年来最为关注的水泥混凝土路面病害之一。由于水泥混凝土材料的固有特性，其路面在修筑完工但未开放交通前，不可避免地会产生早期微裂缝；开放交通后，路面承受车辆荷载的往复作用，加上环境因素的影响，裂缝将随时间扩展贯穿，破坏了混凝土的整体性。从路面结构、混凝土组成材料及配比设计、施工及养护等方面研究混凝土路面裂縫产生的原因及影响因素，对混凝土路面的设计、施工、养护、运营等具有重要的现实意义。
1 早期裂缝产生的原因
1.1 混凝土干缩导致裂缝
干缩是指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩是长期持久的，这主要是由于置于未饱和空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失出去水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多微细的裂缝。
影响混凝土干燥收缩的主要因素有集料和湿差。集料的影响大小取决于集料在混凝土中的含量，如果当混凝土的强度一定，和易性低的拌合物含有的集料比和易性高的多一些时，和易性低的混凝土的干燥收缩就小，除了混凝土内部集料影响外，混凝土本身在湿差作用下也产生收缩。这时由于混凝土水份的逸失发生在表面层上，与混凝土内部的湿度形成湿差，当干燥以不对称方式发生时，则可能引起翘曲，而使混凝土路面板断裂，出现裂缝。
1.2水泥水化引起收缩裂缝
水泥水化引起的收缩裂缝是一种化学反应收缩，水化产物物体积变小，形成相对收缩，引起裂缝的产生，但这种收缩随混凝土龄期增长而增加，40d后渐趋稳定，它的影响相对较小。
1.3 温度变化导致裂缝
混凝土同其他材料一样具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体、散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土随气温降低冷却收缩，尤其是受到气温、湿度及风等突变影响收缩更大。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，将产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。
1.4 施工原因引起的裂缝
1.4.1面层施工工艺不当
（1）搅拌不足或过分，振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂、断板。振捣时间不宜过长，否则会造成分层，粗颗粒沉入底层，细颗粒及水留在上层，强度不均匀，表面收缩裂缝增加。
（2）混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理。新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致形成一条不规则的接缝。
（3）养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高、湿度小，风速大的不利条件下，就会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。
（4）切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，造成混凝土内应力集中，在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。
（5）传力杆安装不当。上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会被破坏，形成裂缝损坏。
1.4.2 基层施工原因
（1）基层标高失控，造成路面厚度不致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。
（2）基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。
（3）基层干燥，这会吸收混凝土伴合物中的水分，使底部混凝土失水，强度降低，导致开裂。
（4）而在一些容易发生路基不均匀沉降的部位，如填挖相交断面处，新老路基交接处，软弱地基，桥涵附近压实机械难以施工部位等，也会因路基不均匀沉降而导致混凝土路面开裂。
2 水泥混凝土早期裂缝预防控制措施
工程中混凝土路面出现早期裂缝，不仅破坏了混凝土板的整体性，降低了强度，而且难以恢复，影响混凝土路面的耐久性，因此，预防控制早期裂缝的产生在施工过程中十分必要。尽管混凝土早期易产生裂缝，但只要在设计、施工、监理、选材等每一个环节加以预防，实际施工中加以严格控制，是可以预防和控制的。
2.1 降低施工现场温度差
(1)合理地安排作业时间，尽量避免在中午气温高峰时间进行施工，尽可能地把施工时间安排在早上或傍晚。这样水泥进行水解固化反应时，不会因周围环境的气温骤变而产生较大的影响。
(2)水箱加盖、水管掩埋，保证施工用水的温度。必要时还要对碎石适当洒水降温，以降低拌和物与周围环境的温度差。
(3)缩短作业延迟时间，把在烈日和旱风下作业的时间缩短到最短，无法避免时可设遮阳棚。
(4)控制开始养生的时间及条件，保证混凝土养生龄期。应在混凝土浇筑完成，收浆后即开始覆盖洒水养生，同时要保证覆盖物表面保持在湿润状态，一般养生龄期为7天。
(5)因为大风对拌和物的水分蒸发量比高气温还要大，所以大风天气应停止水泥混凝土路面的施工。
(6)在施工水泥混凝土路面前，还要注意对基层的顶面进行整平及洒水润湿。这样可保证混凝土路面厚度均匀，受力和变形均匀。
2.2 严格控制施工配合比
(1)对集料的含泥量要进行严格的控制，特别是砂子中夹杂的泥团要筛出，涂裹粘土的碎石要清洗或剔除。
(2)加强对水泥质量的复检，特别是水泥的安定性。水泥中的游离氧化钙（f-CaO）在凝结过程中水化很慢，水泥凝结硬化后还在继续起水化作用，当f-CaO超过一定限量时，就会破坏已经硬化的水泥石或使抗拉强度下降。
(3)控制好施工水灰比，严格按配合比投料。水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量取决于水泥的特性和水灰比。水灰比对强度的影响是很大的，但不是唯一的影响因素。因此，根据混凝土强度与水泥水化的固体产物在有效空间的关系，即强度增长与胶空比的关系，合理地确定施工水灰比，并严格按配合比投料，是确保水泥混凝土路面质量的重要措施。
2.3 及时进行割缝，诱导裂缝在接缝位置展开
(1)及时及早锯切横缩缝，缝深必须严格达到设计要求深度，在缩裂发生前及早形成弱断面。需要时，还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设诱导裂缝的木块，使弱断面效应更加显著。
(2)道路设窨井处，横缩缝要骑窨井设置（横缝连线平分井框），使窨井部位自然形成弱断面与横缩缝合而为一，否则在井框部位易形成不规则早期收缩裂缝。
(3)锯缝设备配置不足时，宜先隔3～4块板跳锯一条横缝，最后补齐。不得已时还可以考虑以压缝代替锯缝。
3 结束语
本文重点对水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因及治理的技术措施进行了论述，但是混凝土路面由于其特有的性质以及外界因素等造成的裂缝，以目前的施工技术以及管理水平彻底解决这些问题存在极大难度，因而在施工过程总只有采取“预防为主”的方针，并采用先进的施工工艺、对各施工工序进行良好的施工质量控制等措施，从根本上进行“综合治理”，才能达到标本兼治的目标，确保由于路面裂缝引起的施工质量问题，减少裂缝造成的损失。
参考文献
[1]申爱琴.水泥与水泥混凝土[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2]公路水泥混凝土路面施工技术规范[s]. JTGD30-2003.
[3]龙开庆. 浅谈混凝土早期裂缝的防治[J].科协论坛，2009（5）：79-80.
[4]高红宾，张琴.水泥混凝土路面早期裂缝成因及防治措施[J]. 路基工程，2009（6）。
[5]李毅杰.水泥混凝土路面早期裂缝及成因探析[J].价值工程，2010，29（30）.
Key words: cement concrete pavement；early crack；prevention measures
中图分类号：TU375文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
摘要：水泥混凝土因其固有的优点，水泥混凝土路面是一种应用较为广泛的路面形式，但在选材、施工技术及施工管理等方面控制不当容易造成混凝土早期开裂，从而后期会产生一系列的质量问题。本文分析了水泥混凝土路面裂缝产生的原因并根据多年施工经验提出水泥混凝土裂缝的预防控制措施。
关键词：水泥混凝土路面 早期裂缝 预防措施
在水泥混凝土路面的病害中，其中裂缝破损最为普遍，也是近年来最为关注的水泥混凝土路面病害之一。由于水泥混凝土材料的固有特性，其路面在修筑完工但未开放交通前，不可避免地会产生早期微裂缝；开放交通后，路面承受车辆荷载的往复作用，加上环境因素的影响，裂缝将随时间扩展贯穿，破坏了混凝土的整体性。从路面结构、混凝土组成材料及配比设计、施工及养护等方面研究混凝土路面裂縫产生的原因及影响因素，对混凝土路面的设计、施工、养护、运营等具有重要的现实意义。
1 早期裂缝产生的原因
1.1 混凝土干缩导致裂缝
干缩是指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩是长期持久的，这主要是由于置于未饱和空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失出去水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多微细的裂缝。
影响混凝土干燥收缩的主要因素有集料和湿差。集料的影响大小取决于集料在混凝土中的含量，如果当混凝土的强度一定，和易性低的拌合物含有的集料比和易性高的多一些时，和易性低的混凝土的干燥收缩就小，除了混凝土内部集料影响外，混凝土本身在湿差作用下也产生收缩。这时由于混凝土水份的逸失发生在表面层上，与混凝土内部的湿度形成湿差，当干燥以不对称方式发生时，则可能引起翘曲，而使混凝土路面板断裂，出现裂缝。
1.2水泥水化引起收缩裂缝
水泥水化引起的收缩裂缝是一种化学反应收缩，水化产物物体积变小，形成相对收缩，引起裂缝的产生，但这种收缩随混凝土龄期增长而增加，40d后渐趋稳定，它的影响相对较小。
1.3 温度变化导致裂缝
混凝土同其他材料一样具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土又是热的不良导体、散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土随气温降低冷却收缩，尤其是受到气温、湿度及风等突变影响收缩更大。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，将产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。
1.4 施工原因引起的裂缝
1.4.1面层施工工艺不当
（1）搅拌不足或过分，振捣不密实，形成的混凝土强度不足或不均匀，易导致早期开裂、断板。振捣时间不宜过长，否则会造成分层，粗颗粒沉入底层，细颗粒及水留在上层，强度不均匀，表面收缩裂缝增加。
（2）混凝土浇筑间断。因停电、机械故障、运输不畅、气候突变、停料等原因使混凝土浇筑作业中断，再浇筑时未按施工缝处理。新旧混凝土由于结合不良和收缩不一致形成一条不规则的接缝。
（3）养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高、湿度小，风速大的不利条件下，就会使混凝土表面水分蒸发太快，从而形成干缩裂缝。
（4）切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准确或切缝深度不足，造成混凝土内应力集中，在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。
（5）传力杆安装不当。上下翘曲，则在混凝土伸缩和传力过程中混凝土就会被破坏，形成裂缝损坏。
1.4.2 基层施工原因
（1）基层标高失控，造成路面厚度不致，过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面，在混凝土收缩时，难以承受拉应力而开裂。
（2）基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力，易在较薄弱路面开裂。
（3）基层干燥，这会吸收混凝土伴合物中的水分，使底部混凝土失水，强度降低，导致开裂。
（4）而在一些容易发生路基不均匀沉降的部位，如填挖相交断面处，新老路基交接处，软弱地基，桥涵附近压实机械难以施工部位等，也会因路基不均匀沉降而导致混凝土路面开裂。
2 水泥混凝土早期裂缝预防控制措施
工程中混凝土路面出现早期裂缝，不仅破坏了混凝土板的整体性，降低了强度，而且难以恢复，影响混凝土路面的耐久性，因此，预防控制早期裂缝的产生在施工过程中十分必要。尽管混凝土早期易产生裂缝，但只要在设计、施工、监理、选材等每一个环节加以预防，实际施工中加以严格控制，是可以预防和控制的。
2.1 降低施工现场温度差
(1)合理地安排作业时间，尽量避免在中午气温高峰时间进行施工，尽可能地把施工时间安排在早上或傍晚。这样水泥进行水解固化反应时，不会因周围环境的气温骤变而产生较大的影响。
(2)水箱加盖、水管掩埋，保证施工用水的温度。必要时还要对碎石适当洒水降温，以降低拌和物与周围环境的温度差。
(3)缩短作业延迟时间，把在烈日和旱风下作业的时间缩短到最短，无法避免时可设遮阳棚。
(4)控制开始养生的时间及条件，保证混凝土养生龄期。应在混凝土浇筑完成，收浆后即开始覆盖洒水养生，同时要保证覆盖物表面保持在湿润状态，一般养生龄期为7天。
(5)因为大风对拌和物的水分蒸发量比高气温还要大，所以大风天气应停止水泥混凝土路面的施工。
(6)在施工水泥混凝土路面前，还要注意对基层的顶面进行整平及洒水润湿。这样可保证混凝土路面厚度均匀，受力和变形均匀。
2.2 严格控制施工配合比
(1)对集料的含泥量要进行严格的控制，特别是砂子中夹杂的泥团要筛出，涂裹粘土的碎石要清洗或剔除。
(2)加强对水泥质量的复检，特别是水泥的安定性。水泥中的游离氧化钙（f-CaO）在凝结过程中水化很慢，水泥凝结硬化后还在继续起水化作用，当f-CaO超过一定限量时，就会破坏已经硬化的水泥石或使抗拉强度下降。
(3)控制好施工水灰比，严格按配合比投料。水泥混凝土的强度主要取决于其内部起胶结作用的水泥石的质量，水泥石的质量取决于水泥的特性和水灰比。水灰比对强度的影响是很大的，但不是唯一的影响因素。因此，根据混凝土强度与水泥水化的固体产物在有效空间的关系，即强度增长与胶空比的关系，合理地确定施工水灰比，并严格按配合比投料，是确保水泥混凝土路面质量的重要措施。
2.3 及时进行割缝，诱导裂缝在接缝位置展开
(1)及时及早锯切横缩缝，缝深必须严格达到设计要求深度，在缩裂发生前及早形成弱断面。需要时，还可以考虑在横缩缝位置的混凝土板底部加设诱导裂缝的木块，使弱断面效应更加显著。
(2)道路设窨井处，横缩缝要骑窨井设置（横缝连线平分井框），使窨井部位自然形成弱断面与横缩缝合而为一，否则在井框部位易形成不规则早期收缩裂缝。
(3)锯缝设备配置不足时，宜先隔3～4块板跳锯一条横缝，最后补齐。不得已时还可以考虑以压缝代替锯缝。
3 结束语
本文重点对水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因及治理的技术措施进行了论述，但是混凝土路面由于其特有的性质以及外界因素等造成的裂缝，以目前的施工技术以及管理水平彻底解决这些问题存在极大难度，因而在施工过程总只有采取“预防为主”的方针，并采用先进的施工工艺、对各施工工序进行良好的施工质量控制等措施，从根本上进行“综合治理”，才能达到标本兼治的目标，确保由于路面裂缝引起的施工质量问题，减少裂缝造成的损失。
参考文献
[1]申爱琴.水泥与水泥混凝土[M].北京：人民交通出版社，2000.
[2]公路水泥混凝土路面施工技术规范[s]. JTGD30-2003.
[3]龙开庆. 浅谈混凝土早期裂缝的防治[J].科协论坛，2009（5）：79-80.
[4]高红宾，张琴.水泥混凝土路面早期裂缝成因及防治措施[J]. 路基工程，2009（6）。
[5]李毅杰.水泥混凝土路面早期裂缝及成因探析[J].价值工程，2010，29（30）.