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甘肃省天水公路管理局武山公路管理段
摘要：水泥混凝土路面是目前我国一种主要的高等级路面。但因为原材料、混凝土配合比、施工等因素的影响，水泥混凝土路面早期易产生裂缝。文章深入分析了水泥混凝土路面出现早期裂缝的主要原因，提出了防治早期裂缝的对策。
关键词：水泥混凝土路面；裂缝成因；防治对策
一、裂缝成因分析
天水市秦州区簸箕湾梁至藉源林场林区道路改建工程5.3km路面结构为15cm厚砂砾垫层+16cm厚水泥稳定砂砾基层+18cm厚水泥混凝土面层组成。其混凝土路面在施工过程中和施工后出现了不同程度的裂缝，据调查，其裂缝大多数是≤5mm以下的轻微裂缝，其产生的原因：水泥砼是骨料、水泥、水及在存留其中的一部分气体组成。砼在摊铺后硬化并产生体积变型，或当砼表面失水速度超过实际泌水的上升速度，新拌砼由于迅速干燥而产生塑性收缩，如近表面砼已相当稠硬不能流动但其强度又不足抵抗因收缩受到限制产生的应力时，就会产生开裂。根据水泥砼的特性对裂缝产生的原因分析为：沉降裂缝，塑性收缩裂缝及温度裂缝；从表面现象分为表层裂缝和贯穿裂缝。
（一）表层裂缝：表层裂缝的主要形式为龟裂，一般为砼表面上碎小的三角形花纹状裂缝。裂缝很浅，一般为0.5mm以内。其产生原因既有砼配合比设计原因，又有施工方面原因。设计砼配合比不当，如水泥用量或砂率过大，外加剂使用不当等，砼在动作用下产生离析而导致此类裂缝产生施工方面的原因主要有高温时段施工砼运距过远，砼水分损失较大，干缩变形增大。另外砼浇注后，没有及时覆盖养护，致使养护期内温度过高致使温度荷超过设计温差，路面内应力增大而导致裂缝。
（二）贯穿裂缝：由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的贯穿整块砼版厚的裂缝，也就是通常说的断板现象。从发生时间氛围早期和后期断板；从形式上分为纵向、横向断板。下面主要分析施工过程中产生的早期断板原因：材料原因：由于水泥一般选择为国家大型水泥生产企业产品，质量稳定。一般为沙石料问题。主要反映在其中含泥量及有机质含严重超标，造成砼中水泥与骨料的界面黏结不良，产生界面缺陷，易开裂。
基层原因：由于基层的不平整会增加砼界面的摩擦阻力；或基层标高失控，使砼厚度不一致，厚度交界处必会成为薄弱断面，砼收缩时，就易开裂。另外，用松散材料填补基层低洼处，在不湿润情况下直接摊铺砼，也易使拌和物中水分或沙浆散失，使下部砼强度降低，造成开裂、断板。
砼配合比原因：由于单位水泥用量偏大，导致较大的收缩应力，而水灰比偏大，增大水泥水化初期骨料表面的的水膜厚度。施工中计量不准，设计根据集料中含水量及时调整用水量导致而影响配合比的准确性，从而使砼强度降低易造成开裂。
施工工艺原因：①搅拌不足或过分，振捣不密实，形成砼强度不均匀，易导致开裂，但振捣时间过长就可能造成分层，粗骨料沉入层底，细骨料留在上层，表面收缩裂缝会增加。②砼拌合时，如果材料温度过高，再加上水泥的水化热，会使砼拌合物的温度很高，在冷却硬化过程中会出现较大的温差收缩，出现开裂，③因停电，机械故障，运输不易等原因使砼施工中断，再施工时未按施工缝处理，新旧砼由于结合不良和收缩不一致会形成不规则接缝。④养生不及时或方法不当，尤其是高温、温度小，风速大的不利条件下，会使砼表面水分蒸发过快，从而形成干缩裂缝。⑤切缝不及时，造成砼内应力集中，在砼板的薄弱处易形成不规则贯穿缝。
边界原因：①在施工中，先浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已开裂，气温下降到一定幅度时，开裂的缩缝两边砼板收缩，这样后浇筑未切割的恸砼板受较大的拉应力，当拉应力大于砼初期抗拉强度时，就会在对应位置产生不规则裂缝。②当温度下降时路缘带本身会收缩，但路缘带下半部具有粗糙面会带动初期强度低的砼面板在路缘带裂缝处产生边界裂缝。③同样原因，如果基层稳定层已发生裂缝，裂缝两边在气温下降时收缩，产生摩擦力，同样会带动上面砼面板开裂。
二、裂缝的处治范围（K0+000-K5+300）
裂缝的处理及修复裂缝的处理应根据损坏程度不同可分为：
1、裂缝修补；2、局部修补；3、整板更换。
三、施工准备（2014年8月20日-2014年8月31日）
主要材料选用：
1、裂缝扩缝灌缝法施工材料采用硅酮胶进行灌缝。
2、直接灌缝法施工材料采用环氧树脂、二甲苯、邻苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥或滑石粉按100：40（20～40）：10：8：（200～400）配比组成。
3、植筋法材料采用Ф16mm钢筋，植筋胶。
四、施工时间（2014年9月1日-2014年9月20日）
五、处治方法
5.1裂缝修补
1、扩缝灌缝法：对缝宽﹤5mm的轻微裂缝，采取扩缝机顺着裂缝将裂缝扩整成宽1.0cm，深度2.2-2.4cm；清干净缝内砼渣，采用硅酮胶灌至与路面基本持平形成凹面；灌缝材料固化后开放交通。
2、直接灌缝法：轻微断裂，裂缝无剥落，宽度小于3mm的贯穿裂缝，可采用灌入环氧树脂方法修补，该灌缝料由环氧树脂、二甲苯、邻苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥或滑石粉按100：40（20～40）：10：8：（200～400）配比组成。在施工中产生的收缩裂缝，在未通车前可直接灌注，如果在通车后产生，应先清除杂物，在加以灌注。
3、植筋法：为对比不同处治效果，纵缝宽5-15mm的贯穿全厚的裂缝且裂缝处无明显下沉现象采用斜角植筋法补缝。具体施工工艺如下：
A.距板边不小于60cm 钻直径不小于Ф20mm与板面交角30°的斜孔，间隔交叉钻孔，间距60cm 。钻孔深度根据板厚确定，但不能钻穿面板，且确保钢筋水平投影长度不小于15cm 。
B.灌入植筋胶锚固剂，植入钢筋，但路表面不得裸露钢筋头。钻孔可借鉴凿除放置横向传力杆的方式。钢筋采用螺纹钢筋，直径Ф16mm。
C.灌缝根据裂缝的情况选用扩缝灌缝的方法对裂缝进行处理封水。灌浆材料采用硅酮胶。
4、注浆法：对处治路段病害板块进行板底注浆稳板措施，避免路面病害的进一步发展，也进一步提高了处治效果。
5.2局部修补
对于局部断裂损坏，进行小块修复时，较彻底的办法是将凹槽凿至贯穿板厚，在凹槽边缘板厚中央打洞，深10cm，直径4cm，水平间距30～40cm.每个洞应先将周围湿润，插入一根Ф18～20mm，长约20cm的钢筋，然后用快凝砂浆填塞捣实，待砂浆硬化后浇筑快凝砼振捣实，抹平即可。
5.3整板更换
由于路基或基层问题造成砼板断裂或错台，在整板凿除后，应先处理好路基或基层，重新浇筑新砼板加铺钢筋网补强。对于路基稳定性差，沉降没有完全结束的段落，可采用控制块换补断板。修补块缝宜用水泥砂浆填满，防止渗水破坏。
六、结束语：
水泥混凝土路面早期裂缝的成因错综复杂，只要保证基层施工质量，严把材料质量关，严格控制配合比和水灰比，加强混凝土养生，采用真空吸水工艺，及时切缝，同时，以人为核心，以预防为主，牢固树立“质量第一”的观念，科学组织，精心施工，严格管理，层层把好质量关，水泥混凝土路面的早期裂缝是完全可以防止的，这也必将促进我国水泥混凝土路面的进一步应用和发展。
摘要：水泥混凝土路面是目前我国一种主要的高等级路面。但因为原材料、混凝土配合比、施工等因素的影响，水泥混凝土路面早期易产生裂缝。文章深入分析了水泥混凝土路面出现早期裂缝的主要原因，提出了防治早期裂缝的对策。
关键词：水泥混凝土路面；裂缝成因；防治对策
一、裂缝成因分析
天水市秦州区簸箕湾梁至藉源林场林区道路改建工程5.3km路面结构为15cm厚砂砾垫层+16cm厚水泥稳定砂砾基层+18cm厚水泥混凝土面层组成。其混凝土路面在施工过程中和施工后出现了不同程度的裂缝，据调查，其裂缝大多数是≤5mm以下的轻微裂缝，其产生的原因：水泥砼是骨料、水泥、水及在存留其中的一部分气体组成。砼在摊铺后硬化并产生体积变型，或当砼表面失水速度超过实际泌水的上升速度，新拌砼由于迅速干燥而产生塑性收缩，如近表面砼已相当稠硬不能流动但其强度又不足抵抗因收缩受到限制产生的应力时，就会产生开裂。根据水泥砼的特性对裂缝产生的原因分析为：沉降裂缝，塑性收缩裂缝及温度裂缝；从表面现象分为表层裂缝和贯穿裂缝。
（一）表层裂缝：表层裂缝的主要形式为龟裂，一般为砼表面上碎小的三角形花纹状裂缝。裂缝很浅，一般为0.5mm以内。其产生原因既有砼配合比设计原因，又有施工方面原因。设计砼配合比不当，如水泥用量或砂率过大，外加剂使用不当等，砼在动作用下产生离析而导致此类裂缝产生施工方面的原因主要有高温时段施工砼运距过远，砼水分损失较大，干缩变形增大。另外砼浇注后，没有及时覆盖养护，致使养护期内温度过高致使温度荷超过设计温差，路面内应力增大而导致裂缝。
（二）贯穿裂缝：由纵向、横向、斜向裂缝发展而产生的贯穿整块砼版厚的裂缝，也就是通常说的断板现象。从发生时间氛围早期和后期断板；从形式上分为纵向、横向断板。下面主要分析施工过程中产生的早期断板原因：材料原因：由于水泥一般选择为国家大型水泥生产企业产品，质量稳定。一般为沙石料问题。主要反映在其中含泥量及有机质含严重超标，造成砼中水泥与骨料的界面黏结不良，产生界面缺陷，易开裂。
基层原因：由于基层的不平整会增加砼界面的摩擦阻力；或基层标高失控，使砼厚度不一致，厚度交界处必会成为薄弱断面，砼收缩时，就易开裂。另外，用松散材料填补基层低洼处，在不湿润情况下直接摊铺砼，也易使拌和物中水分或沙浆散失，使下部砼强度降低，造成开裂、断板。
砼配合比原因：由于单位水泥用量偏大，导致较大的收缩应力，而水灰比偏大，增大水泥水化初期骨料表面的的水膜厚度。施工中计量不准，设计根据集料中含水量及时调整用水量导致而影响配合比的准确性，从而使砼强度降低易造成开裂。
施工工艺原因：①搅拌不足或过分，振捣不密实，形成砼强度不均匀，易导致开裂，但振捣时间过长就可能造成分层，粗骨料沉入层底，细骨料留在上层，表面收缩裂缝会增加。②砼拌合时，如果材料温度过高，再加上水泥的水化热，会使砼拌合物的温度很高，在冷却硬化过程中会出现较大的温差收缩，出现开裂，③因停电，机械故障，运输不易等原因使砼施工中断，再施工时未按施工缝处理，新旧砼由于结合不良和收缩不一致会形成不规则接缝。④养生不及时或方法不当，尤其是高温、温度小，风速大的不利条件下，会使砼表面水分蒸发过快，从而形成干缩裂缝。⑤切缝不及时，造成砼内应力集中，在砼板的薄弱处易形成不规则贯穿缝。
边界原因：①在施工中，先浇筑一边的缩缝在另一边未开始浇筑前已开裂，气温下降到一定幅度时，开裂的缩缝两边砼板收缩，这样后浇筑未切割的恸砼板受较大的拉应力，当拉应力大于砼初期抗拉强度时，就会在对应位置产生不规则裂缝。②当温度下降时路缘带本身会收缩，但路缘带下半部具有粗糙面会带动初期强度低的砼面板在路缘带裂缝处产生边界裂缝。③同样原因，如果基层稳定层已发生裂缝，裂缝两边在气温下降时收缩，产生摩擦力，同样会带动上面砼面板开裂。
二、裂缝的处治范围（K0+000-K5+300）
裂缝的处理及修复裂缝的处理应根据损坏程度不同可分为：
1、裂缝修补；2、局部修补；3、整板更换。
三、施工准备（2014年8月20日-2014年8月31日）
主要材料选用：
1、裂缝扩缝灌缝法施工材料采用硅酮胶进行灌缝。
2、直接灌缝法施工材料采用环氧树脂、二甲苯、邻苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥或滑石粉按100：40（20～40）：10：8：（200～400）配比组成。
3、植筋法材料采用Ф16mm钢筋，植筋胶。
四、施工时间（2014年9月1日-2014年9月20日）
五、处治方法
5.1裂缝修补
1、扩缝灌缝法：对缝宽﹤5mm的轻微裂缝，采取扩缝机顺着裂缝将裂缝扩整成宽1.0cm，深度2.2-2.4cm；清干净缝内砼渣，采用硅酮胶灌至与路面基本持平形成凹面；灌缝材料固化后开放交通。
2、直接灌缝法：轻微断裂，裂缝无剥落，宽度小于3mm的贯穿裂缝，可采用灌入环氧树脂方法修补，该灌缝料由环氧树脂、二甲苯、邻苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥或滑石粉按100：40（20～40）：10：8：（200～400）配比组成。在施工中产生的收缩裂缝，在未通车前可直接灌注，如果在通车后产生，应先清除杂物，在加以灌注。
3、植筋法：为对比不同处治效果，纵缝宽5-15mm的贯穿全厚的裂缝且裂缝处无明显下沉现象采用斜角植筋法补缝。具体施工工艺如下：
A.距板边不小于60cm 钻直径不小于Ф20mm与板面交角30°的斜孔，间隔交叉钻孔，间距60cm 。钻孔深度根据板厚确定，但不能钻穿面板，且确保钢筋水平投影长度不小于15cm 。
B.灌入植筋胶锚固剂，植入钢筋，但路表面不得裸露钢筋头。钻孔可借鉴凿除放置横向传力杆的方式。钢筋采用螺纹钢筋，直径Ф16mm。
C.灌缝根据裂缝的情况选用扩缝灌缝的方法对裂缝进行处理封水。灌浆材料采用硅酮胶。
4、注浆法：对处治路段病害板块进行板底注浆稳板措施，避免路面病害的进一步发展，也进一步提高了处治效果。
5.2局部修补
对于局部断裂损坏，进行小块修复时，较彻底的办法是将凹槽凿至贯穿板厚，在凹槽边缘板厚中央打洞，深10cm，直径4cm，水平间距30～40cm.每个洞应先将周围湿润，插入一根Ф18～20mm，长约20cm的钢筋，然后用快凝砂浆填塞捣实，待砂浆硬化后浇筑快凝砼振捣实，抹平即可。
5.3整板更换
由于路基或基层问题造成砼板断裂或错台，在整板凿除后，应先处理好路基或基层，重新浇筑新砼板加铺钢筋网补强。对于路基稳定性差，沉降没有完全结束的段落，可采用控制块换补断板。修补块缝宜用水泥砂浆填满，防止渗水破坏。
六、结束语：
水泥混凝土路面早期裂缝的成因错综复杂，只要保证基层施工质量，严把材料质量关，严格控制配合比和水灰比，加强混凝土养生，采用真空吸水工艺，及时切缝，同时，以人为核心，以预防为主，牢固树立“质量第一”的观念，科学组织，精心施工，严格管理，层层把好质量关，水泥混凝土路面的早期裂缝是完全可以防止的，这也必将促进我国水泥混凝土路面的进一步应用和发展。