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【摘要】近年来，随着我国综合国力的不断提高，作为基础设施建设重要组成部分的交通工程得到了前所未有的发展，在高等级公路建设中，水泥混凝土路面以其强度高、稳定性好、使用周期长、养护费用低、夜间行车条件好等优点而得到广泛应用。但是水泥混凝土路面也有裂缝、拱起、断板、沉陷、错台、搓开露骨等病害的发生，而混凝土断裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着路桥工程技术人员。下面仅就水泥混凝土路面裂缝的形成原因及预防措施谈几点看法。
【关键词】混凝土;裂缝原因;预防措施
1.引起混凝土路面裂缝的原因
1.1施工原材料引起的开裂
1.1.1水泥品种、标号及用量。水泥品质不符合要求，安定性差，水泥熟料的锻烧不充分会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥在凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀，体积变化不均匀，使路面出现龟裂、断板，还有氧化镁及石膏与氧化钙类似。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。
1.1.2水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。
1.1.3不同品种水泥混用，水泥中矿物质相互作用，使体积收缩不一致，而导致出现裂缝。
1.1.4当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。
1.1.5骨料质量差，骨料级配不合理，混合料摊铺后，在振捣过程中，粗骨料下沉，水分被挤出，骨料之间存在空隙，使混凝土沉淀不均匀，表面形成泌水现象而开裂。
1.1.6混合料中砂、碎石含泥量大，高速公路、停车厂规定混凝土中碎石含泥量不大于1.0%, 中粗砂含泥量不大于1%，如果含泥量或泥块含量超过标准，使混凝土强度降低，在硬化过程中，随水分蒸发，板面容易出现龟裂。
2.施工工艺、质量引起的开裂
2.1混凝土搅拌、运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
2.2混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，是导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。
2.3混凝土施工时没有连续摊铺，致使同板混凝土的终凝时间不一致、变形不均匀也会使混凝土产生断裂。
2.4施工时为方便收面向混凝土表面洒水，造成了混凝土表面覆盖了过多游离水，增大了水灰比表面宜起皮，往往通车不久便会出现裂缝。
2.5养生不及时，混凝土表面蒸发过快，内外温度不一致，也会使混凝土板断裂。
2.6切缝不及时，忽早忽晚，不能人为减小混凝土内压力， 使混凝土的收缩压力大于本身抗拉强度，在混凝土强度弱的地方出现不规则断裂。
2.7由于混凝上路面分幅施工， 在进行第二幅施工时，由于第一幅与第二幅的收缩不同，在传力杆的作用下，容易在第一幅切缝附近发生裂缝。
2.8过早开放交通，在混凝土强度未达到设计强度时就有车辆通行， 当车辆荷载大于极限抗压强度时，混凝土板就会断裂。
2.9基层强度不均匀，容易在强度好与强度差接触的地方产生断裂。
2.10在旧路基建设过程中，由于新旧路基沉降量不同，特别是新旧路基接触处不易压实等原因，易发生混凝土路面的纵向开裂。
2.11施工质量差，经过冻融循环，引起路面开裂。
3.混凝土收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
3.1塑性收缩发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。
3.2混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
3.3自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
3.4大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
4.水泥混凝土路面断裂的预防措施
4.1严把材料关
4.1.1水泥品种
在路面可使用的四种水泥中，优选顺序依次为道路水泥、硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥，必须是合格品。
4.1.2水泥烧成和型号
在旋窑水泥与立窑水泥之间，优选旋窑水泥；普通型水泥与R型水泥，正常施工优先使用普通型水泥，低温施工或要求快通的工程，优先使用R型水泥。
4.1.3集料经检验能满足二级集料标准
施工中严把材料关是保证混凝土质量的前提，材料是混凝土路面的主体，如石料的压碎值、硬度达不到要求，这样的材料组成的混凝土路面面板弯拉应力达不到设计要求，很容易在施工期间产生不规则断裂，水泥技术指标达不到要求，从而形成了水泥混凝土面板不规则断板，所以说严格控制材料质量是防止断板一个重要措施。
4.2适宜配合比设计
4.2.1按可靠度理论进行配合比设计时的弯拉强度保证率系数、安全等级、变异系数取值。
4.2.2拌合物始终适宜路面不同工艺铺筑时的工作性要求。
4.2.3保证路面耐久性：包括含气量、抗冻等级、最大水灰比、最小水泥用量、最大用水量。
5.加强施工工艺、质量控制
5.1在前期路基施工中，选用良好的路基填筑材料，并做好路面排水，遇到翻浆、压实度不够的部位必须进行处理并且达到设计及规范要求压实度。
5.2基层质量控制好，基层的强度，平整度必须保证，在混凝上施工前，基层必须洒水湿润。
5.3按水泥砼路面所使用的各种材料，正确掌握材料的配合比，严格按规定数量投料，各种材料的投入量不能忽大忽小，如水泥掺量小、砂多、水灰比大、外加剂参量不均匀，都会直接影响混凝土路面强度，浇注的板体容易开裂。
5.4严格把握锯缝时间，在夏季一般当混凝土凝结后8小时以内，便可锯缝，踞缝不宜过晚，防止应力裂缝。
5.5在混凝土浇注过程中，要保持施工作业的连续性，避免间断作业，摊料、振捣、压缝、抹光等各道工序紧凑，使混凝土体积收缩一致，预防断裂。如果在特殊情况下，如停电、停水、机械事故、气候等因素影响，要留好施工缝，防止人为断板和裂缝。
5.6加强养生和养护，水泥混凝土路面完成后，必须及时洒水养生，确保湿润、防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板，同时还要及时地将胀缝进行封堵，保证排水畅通，路基稳定。
另外避开高温作业、大风天施工，施工若根据早、午、晚调整用水量，也会减少干缩裂缝。
6.结语
一个工程从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土路面出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。关于水泥混凝土路面开裂的问题，还有许多原因，有待于我们在今后工作中继续探讨。■
【关键词】混凝土;裂缝原因;预防措施
1.引起混凝土路面裂缝的原因
1.1施工原材料引起的开裂
1.1.1水泥品种、标号及用量。水泥品质不符合要求，安定性差，水泥熟料的锻烧不充分会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥在凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀，体积变化不均匀，使路面出现龟裂、断板，还有氧化镁及石膏与氧化钙类似。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。
1.1.2水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。
1.1.3不同品种水泥混用，水泥中矿物质相互作用，使体积收缩不一致，而导致出现裂缝。
1.1.4当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。
1.1.5骨料质量差，骨料级配不合理，混合料摊铺后，在振捣过程中，粗骨料下沉，水分被挤出，骨料之间存在空隙，使混凝土沉淀不均匀，表面形成泌水现象而开裂。
1.1.6混合料中砂、碎石含泥量大，高速公路、停车厂规定混凝土中碎石含泥量不大于1.0%, 中粗砂含泥量不大于1%，如果含泥量或泥块含量超过标准，使混凝土强度降低，在硬化过程中，随水分蒸发，板面容易出现龟裂。
2.施工工艺、质量引起的开裂
2.1混凝土搅拌、运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
2.2混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，是导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。
2.3混凝土施工时没有连续摊铺，致使同板混凝土的终凝时间不一致、变形不均匀也会使混凝土产生断裂。
2.4施工时为方便收面向混凝土表面洒水，造成了混凝土表面覆盖了过多游离水，增大了水灰比表面宜起皮，往往通车不久便会出现裂缝。
2.5养生不及时，混凝土表面蒸发过快，内外温度不一致，也会使混凝土板断裂。
2.6切缝不及时，忽早忽晚，不能人为减小混凝土内压力， 使混凝土的收缩压力大于本身抗拉强度，在混凝土强度弱的地方出现不规则断裂。
2.7由于混凝上路面分幅施工， 在进行第二幅施工时，由于第一幅与第二幅的收缩不同，在传力杆的作用下，容易在第一幅切缝附近发生裂缝。
2.8过早开放交通，在混凝土强度未达到设计强度时就有车辆通行， 当车辆荷载大于极限抗压强度时，混凝土板就会断裂。
2.9基层强度不均匀，容易在强度好与强度差接触的地方产生断裂。
2.10在旧路基建设过程中，由于新旧路基沉降量不同，特别是新旧路基接触处不易压实等原因，易发生混凝土路面的纵向开裂。
2.11施工质量差，经过冻融循环，引起路面开裂。
3.混凝土收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
3.1塑性收缩发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。
3.2混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
3.3自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
3.4大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
4.水泥混凝土路面断裂的预防措施
4.1严把材料关
4.1.1水泥品种
在路面可使用的四种水泥中，优选顺序依次为道路水泥、硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥，必须是合格品。
4.1.2水泥烧成和型号
在旋窑水泥与立窑水泥之间，优选旋窑水泥；普通型水泥与R型水泥，正常施工优先使用普通型水泥，低温施工或要求快通的工程，优先使用R型水泥。
4.1.3集料经检验能满足二级集料标准
施工中严把材料关是保证混凝土质量的前提，材料是混凝土路面的主体，如石料的压碎值、硬度达不到要求，这样的材料组成的混凝土路面面板弯拉应力达不到设计要求，很容易在施工期间产生不规则断裂，水泥技术指标达不到要求，从而形成了水泥混凝土面板不规则断板，所以说严格控制材料质量是防止断板一个重要措施。
4.2适宜配合比设计
4.2.1按可靠度理论进行配合比设计时的弯拉强度保证率系数、安全等级、变异系数取值。
4.2.2拌合物始终适宜路面不同工艺铺筑时的工作性要求。
4.2.3保证路面耐久性：包括含气量、抗冻等级、最大水灰比、最小水泥用量、最大用水量。
5.加强施工工艺、质量控制
5.1在前期路基施工中，选用良好的路基填筑材料，并做好路面排水，遇到翻浆、压实度不够的部位必须进行处理并且达到设计及规范要求压实度。
5.2基层质量控制好，基层的强度，平整度必须保证，在混凝上施工前，基层必须洒水湿润。
5.3按水泥砼路面所使用的各种材料，正确掌握材料的配合比，严格按规定数量投料，各种材料的投入量不能忽大忽小，如水泥掺量小、砂多、水灰比大、外加剂参量不均匀，都会直接影响混凝土路面强度，浇注的板体容易开裂。
5.4严格把握锯缝时间，在夏季一般当混凝土凝结后8小时以内，便可锯缝，踞缝不宜过晚，防止应力裂缝。
5.5在混凝土浇注过程中，要保持施工作业的连续性，避免间断作业，摊料、振捣、压缝、抹光等各道工序紧凑，使混凝土体积收缩一致，预防断裂。如果在特殊情况下，如停电、停水、机械事故、气候等因素影响，要留好施工缝，防止人为断板和裂缝。
5.6加强养生和养护，水泥混凝土路面完成后，必须及时洒水养生，确保湿润、防止因缺水养生而产生干缩裂缝或断板，同时还要及时地将胀缝进行封堵，保证排水畅通，路基稳定。
另外避开高温作业、大风天施工，施工若根据早、午、晚调整用水量，也会减少干缩裂缝。
6.结语
一个工程从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土路面出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。关于水泥混凝土路面开裂的问题，还有许多原因，有待于我们在今后工作中继续探讨。■