水泥混凝土裂缝成因及其防控措施

水泥混凝土裂缝成因及其防控措施

近年来，随着我国社会经济的快速发展，我国交通建设事业得到了大力的发展，水泥商品混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等优点，在我国道路建设中应用极为广泛。但是水泥商品混凝土裂缝是目前工程建设中普遍存在的质量通病，裂缝影响道路的使用质量及使用寿命；并给行车带来了安全隐患。倘若哪一环节出现问题解决不好，都将会影响路面的正常使用。从已有水泥商品混凝土路面的使用情况看，最常发现一些质量问题，诸如商品混凝土板体下沉、错台、裂缝等等，尤以裂缝最多见。这种结构性破坏现象，对商品混凝土路面的使用寿命危害极大，如何防治水泥商品混凝土路面裂缝的发生仍是丞待解决的技术难题之一。

1工程概况

江苏省某城市城区道路工程，道路为12m宽，双坡4车道。道路路面结构：由上至下依次为200mm厚c30水泥商品混凝土路面、表面机刻纹；20mm厚粗砂垫层；200mm厚3：7灰土基层，压实系数≥0.95；素土夯实（压实密度≥98%）；抗折强度4.5mpa。道路开放使用以来，整体上看路面施工质量还是不错的。但是，存在的问题也不容忽视，比如路面发现有不少裂缝存在，裂缝宽度在1.5～3mm左右，长度3～5m，多出现在缩缝附近，基本与板体垂直。它不仅影响美观，在行驶荷载作用下也会加速其发展成贯通裂缝，严重影响车辆正常行驶，通过实际路面的施工，观察使用效果，分析总结出水泥商品混凝土路面裂缝产生的原因以及防止裂缝产生的控制措施。

2水泥商品混凝土路面裂缝产生的成因

2.1温度变化引起的裂缝

商品混凝土板体由于受温度的变化产生体积膨胀和收缩。温度变化取决于施工季节、施工温度、施工养护等因素。比如白天的高温，使板体顶面温度高于底面温度，这种温差会造成板体中部的隆起；夜晚温度降低，使板顶面温度低于底面温度，使得板体的边缘翘起。而这些变形会受到板底与基层表面之间的摩擦阻力和粘结作用以及板的自重和车轮荷载等的约束，使板体产生过大的拉应力，板体就被拉裂，产生裂缝。

2.2收缩引起的裂缝

商品混凝土路面在夏季施工时，由于气温高，商品混凝土表面水分蒸发速度过快，在板面产生干缩，这种干缩变形又受到内部商品混凝土的约束，导致表面裂缝的产生。如果在后期遇到气温的骤然降低时，也会在商品混凝土表面引起很大的拉应力，当拉应力超出商品混凝土的抗裂能力时，就会在商品混凝土表面产生裂缝。

2.3路基沉降引起的裂缝

路基由于强度和稳定性不够而产生不均匀的沉陷，使商品混凝土板体失去支承能力，加上商品混凝土又是一种脆性材料，这样在行车荷载作用下板体因脱空产生过大的拉应力而造成破坏，产生断裂裂缝。

2.4材料或施工质量不良引起的裂缝

使用的水泥安定性不合格，集料含泥量超标或水灰比过大等，使商品混凝土达不到设计强度要求，抗裂性能变差，加上切缝不及时、养护不当等因素的存在，使商品混凝土因自身水化反应的收缩、温差引起的收缩产生的拉应力超过商品混凝土板体自身的抗拉强度，商品混凝土板就会裂缝。还有基层标高、平整度控制不好，使得路面板体厚度不一致，造成板在薄弱部位（过薄或薄厚交界处）产生裂缝。

3水泥商品混凝土路面裂缝的防治措施

3.1认真把好原材料检验关

合格的原材料是保证水泥商品混凝土质量的必要条件。路面商品混凝土使用的水泥应选用强度较高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好的水泥。尽量采用同一厂家同一牌号的水泥，对水泥的各项性能指标要抽样检验，合格后方可使用。选择性质优良和合格的集料，这是保证商品混凝土具有良好的耐久性和强度等重要性能的先决条件。细集料要用洁净、坚硬、耐久、级配良好的中、粗砂，且细度模数不宜小于2.5，粗集料应满足坚固性、耐磨性等指标要求，并严格控制集料的含泥量。

3.2严格控制水泥商品混凝土配合比

商品混凝土的配合比应根据商品混凝土所需要的强度、和易性及路面的耐磨性、抗冻融等耐久性要求进行设计。严格控制水灰比，路面商品混凝土的水灰比应不大于0.5，冬季施工不应大于0.45。在满足施工要求的前提下，尽量减少商品混凝土的用水量。现场施工时，按照现场测试的粗细集料的含水量，将设计的商品混凝土配合比换算为施工配合比。

3.3抓好路基和基层的施工

路基是商品混凝土路面的基础，必须有足够的强度和稳定性，路基的压实度应符合《公路路基设计规范》的要求，路基验收合格后才可铺筑基层。基层应具有足够的抗冲刷能力和一定的刚度，基层标高要准确控制，铺设要坚实、稳定、均匀、平整、整体性好，特别是局部低凹补料的部位，要认真压实，基层施工完毕要严格验收，不符合要求坚决不能进行商品混凝土面板施工。

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3.4加强减摩层（商品混凝土板体底面和基层顶面间）施工质量

板体在刚浇筑后，商品混凝土强度不足，当温度发生变化时，商品混凝土产生伸缩变形，过大的粘结力会导致板块早期开裂。因此在商品混凝土板体底面与基层顶面间设置滑动层，以减少板体与基层间的摩阻力。在施工过程中，可采用沥青喷涂层或设置砂子垫层等层间减摩的技术措施，减摩层一定要按设计要求的厚度铺设均匀。

3.5重视商品混凝土板体接缝的施工

商品混凝土板体接缝的施工，直接影响着路面的平整度，也是影响路面寿命的重要环节，必须精心设计、精心施工，切实保证接缝的质量与作用。按照设计图纸规定，合理布置胀缝、缩缝及施工缝。胀缝可按间隔30m设置，每隔6m设置一道缩缝，纵缝每隔一个车道宽度3m设一道。而切缝质量的好坏也直接影响着商品混凝土板体的质量，切缝深度要符合规范要求，切缝时间不宜过早或过迟，应根据气温的不同掌握适宜的切缝时间，一般参照下表来确定。

3.6做好路面商品混凝土的养护

商品混凝土的合理养护，是确保其质量的关键。商品混凝土路面浇筑后，经过抹面、拉毛完毕，要及时进行养护。当商品混凝土表面已有相当硬度，用手指轻压没有痕迹时，随即开始养护。高温施工时，商品混凝土要严防暴晒，以免水分损失过快而产生过量的收缩，低温施工时要做好保温工作。一般是采取上面盖湿草帘、湿麻袋，每天洒水，经常保持潮湿状态，以避免商品混凝土受到温度、湿度的不同变形而引起的冷缩和干缩。

4结束语

总之，水泥商品混凝土路面裂缝的产生是多种因素综合作用的结果，防止商品混凝土路面开裂，要求基础稳固，基层坚固，采用先进的机械化施工工艺，良好的施工组织。施工过程中以预防为主，从施工材料选择、基层强度控制、施工及养护等多方面控制；严把质量关，控制好每个环节每道工序，从根本上进行综合治理，才能保证水泥商品混凝土路面的施工质量，避免裂缝的产生，这样才能延长水泥商品混凝土路面的使用寿命。

水泥混凝土路面裂缝成因及预防措施2017-04-07 22:44 | #2楼

1 水泥混凝土路面常见的质量问题

（1）裂缝：裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝，产生这种裂缝的原因有基础不均匀沉降、温差、地基冻胀和施工质量等原因，许多裂缝如不及时维修，常会发展为较大的损害，严重地影响路面的正常使用。

（2）唧泥：在车辆荷载作用下，面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物间产生强制性位移造成的。

（3）错台：随着填缝料的丧失，会造成路面水的渗入，在车辆荷载的作用下，产生唧泥，随着唧泥的连续不断发生，路基游离土被不断带走，路基表面标高不断降低，产生错台。

（4）拱起：混凝土板收缩时缝隙张开，填缝料失效，坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙，使某一接缝两侧的板突然向上拱起。

（5）填缝料丧失和脱落：在板缝填缝料失效和车轮行走振动的作用下，填缝会被挤出而被车轮带走。

（6）坑洞：混凝土路面表面呈现破损和坑洞，主要原因是施工质量差，或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物造成的。

（7）掉角：掉角通常由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当，或者填缝料失效，造成路表水沿缝隙不渗。

（8）接缝挤碎：接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50cm宽度范围内，出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分-裂碎块，接缝挤碎主要是由于接缝施工不当，或者因填缝料，剥落，挤出，老化，接缝被硬石子阻塞，则当混凝土伸胀时，混凝土板的上部产生集中压实力，在超过混凝土的抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。

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2.1 原因分析

（1）由于混凝土所用材料品质不良、水泥标号、水质、砂、石规格不符合要求，配合和水灰比不正确；

（2）由于施工不良，混凝土未达到设计强度要求；

（3）由于基础湿软，强度不均匀，路基或基层承载力不足引起的破坏；

（4）由于施工时对混凝土的凝结硬化过程中养护工作没有做好，纵横缝没有及时做好；

（5）由于板面裂缝没有及时修补，以致雨水渗入基层和路基，使路基和基层的承载能力减低，在行车的影响下，混凝土路面呈现新的断裂和缝隙，以及裂缝处面板的沉陷；

（6）由于伸缩缝或裂缝中的填缝料发生损坏和脱落后，未及时填补为泥土，砂石所填塞，以致产生板的纵向和斜向的裂缝；

（7）由于混凝土面板厚度不足或因超设计荷载而发生的破坏。

2.2 预防措施

2.2.1 认真选择混凝土原材料

（1）水泥。对于特重型交通，可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥，但其标号必须在42.5级以上；对于重、中等和轻型交通，也可采用矿渣硅酸盐水泥，其标号不得低于32.5级。

（2）骨料。采用质地坚硬、洁净的河砂或海砂，细度模数宜在2.5以上，配应符合规范要求，砂的含泥量应控制在3%，其它指标符合要求。粗骨料可为碎石或砾石，应质地坚硬、耐久、结晶，符合规定级配，最大粒径不超过40mm，含泥量不超过110%，硫化物及硫酸盐含量不超过110%，针状、片状颗粒不超过15%。

2.2.2 做好混凝土施工质量控制

良好的混凝土质量是路面质量的保证，混凝土在制备和施工中需处理好以下几个环节：

（1）混凝土生产控制。施工中应严格控制配比：控制好砂率、水泥用量和水灰比；混凝土的搅拌充分，出料要均匀，减少离析都有利于减少路面病害的发生。①采用混凝土真空脱水技术。混凝土振捣完毕，用真空脱水技术可将混凝土表面及内部的游离水和空气排出，以降低混凝土的孔隙率和水灰比，增加混凝土的密实度和强度，提高水泥与骨料的界面结合力，可防止混凝土沁水过多而产生的收缩裂缝，减少混凝土缺陷。②选择适宜的切缝时间。为了防止施工中的温度收缩裂缝，准确掌握切缝时间很重要，一般以混凝土抗压强度达到5- 10m pa 为适宜的切缝时间。

（2）防止路基的不均匀沉降。对不良土质的路基，应做特殊处理方可使用。所采用的改良和防护方法有两种：①改良土质。将膨胀土分为强、中等、弱膨胀土三种类型，强膨胀土不能作为路基材料，予以置换；对中等及弱膨胀土需加以改良。改良方法通常是根据膨胀大小加入6～8%石灰。②路基土坡的加固处理。从以下三方面作好路面土坡的处理：土工隔栅加固边坡、选择合适的坡比和选择适宜的基坡加固方法。

2.3 裂缝的处治技术

2.3.1 灌缝材料

灌缝材料有环氧树脂类、聚氨脂与改性聚氨脂类、烯类及沥青橡胶类。

常用的改性环氧树脂类材料有聚硫改性环氧灌缝材料，双组分快速固化灌缝材料。聚氨脂类灌缝材料主要有多异氰酸酷胶粘剂和端异氰酸醋基聚氨酷预聚体型胶粘剂，前一种胶粘剂具有很高的胶粘性和耐疲劳坚固性，后一种胶粘材料具有起始胶结强度高、弹性好、耐低温、耐疲劳等优点。烯类灌缝材料主要采用烯类聚合物配制而成，主要类型有氰基丙烯酸胶粘剂、（甲基）丙烯酸树醋胶粘剂、聚醋酸乙烯乳液胶粘剂。

2.3.2 修补方法

（1）压力注浆法：包括机械动力法和低压注浆法；其中机械动力法是利用压送设备将补缝浆液注入路面裂隙，达到闭塞的目的；低压注浆法是利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。

（2）开槽填补法：沿混凝土裂缝开凿成槽，用聚合物水泥砂浆将其填补封闭的方法称为开槽填补修补法。适用于允许开槽而宽度较大但数量不多的裂缝。

（3）涂膜封闭法：在混凝土表面涂刷防水涂膜以封闭微细裂缝的修补方法称涂膜封闭法，适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝的修补。

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