水泥混凝土路面裂缝的成因与预防
【摘要】水泥混凝土路面是一种使用非常广泛的一种路面结构形式，但是，由于各种原因，致使水泥混凝土路面产生了许多裂缝，使路面过早的破坏。本文重点分析了水泥混凝土路面裂缝的成因并提出了相应的预防对策。
【关键词】水泥混凝土路面，裂缝，成因，预防
水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、使用寿命长、维修养护费用少等许多优点，因此在公路建设中被广泛的使用。由于设计、施工、使用中的各种原因，水泥混凝土路面产生了许多裂缝，严重影响了路面的使用寿命，不得不提早进行大修，造成了资源的严重浪费。
一、裂缝分析
水泥混凝土路面裂缝主要分为两种：即表面裂缝与贯穿裂缝。
表面裂缝
水泥混凝土路面的表面裂缝的产生主要是由于混凝土混合料的早期过快失水干缩和炭化收缩引起的。路面混凝土收缩主要有如下几种：
1）塑性收缩，在水泥混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析，实际是粗骨料从混合料中分出，集料颗粒下沉，水分向上迁移，从而形成表面泌水。表面泌水的结果，使水泥混凝土路面表面含水量增加，当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时，水的蒸发面就会深入到混合料表面内，毛细水面形成凹面，产生较大的表面张力，同时固体颗粒间产生毛细管张力，促使颗粒凝集，当混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现无疑。
2）自收缩，混凝土由于水化反应而形成的收缩所产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时（混凝土的抗拉强度极低），混凝土析就会产生裂缝。
3）干燥收缩，在混凝土浇筑的初期，水分失去后，毛细水的张力加大，如果养生条件不好的，会有千燥收缩裂纹产生。
4）碳化收缩，碳化是一种同相体积明显降低的反应，促成了混凝土的收缩裂缝，碳化引起的收缩仅局限在水泥混凝土路面表层一定深度（数厘米），故只产生混凝土的表面裂缝。
表面裂缝的主要表现形式为龟裂。即混凝土路面表面上呈现碎小的六角形花纹裂缝，裂缝很浅。表面裂缝的产生原因是多方面的，主要有以下几点：一、水泥混凝土配合比设计不当。主要是指用量过大或过少，石料粒径过大，外加剂使用不当，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。二、施工过程中，水泥混凝土浇筑后，没有进行覆盖养生。水泥混凝土浇筑后，在炎热的夏季里，由于没有及时进行覆盖养生，致使混凝土表面的水分过快的蒸发，产生剧烈的收缩，内部收缩应力过大而产生裂缝。三、材料质量不过关。这点也很重要，如果所用的材料的质量不合要求，再好的设计与施工也是没用的。
贯穿裂缝
水泥混凝土路面贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝，可分为横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝、板角裂缝等，其明显特征是裂缝贯通混凝土板全厚。
1）横向裂缝
垂直于行车方向的有规则的裂缝称为横向裂缝，导致水泥混
凝土路面出现横向裂缝的原因较多，大致可以归纳为如下几个方面：一、冷缩裂缝。和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀冷缩属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形，很容易引起开裂。二、干缩裂缝。水泥混凝土中的水分在混凝土硬化过程中失去时，水泥浆体就会收缩，这些是干缩。这种收缩受到混凝土中的骨料的限制，这种限制会使混凝土内部应力不均匀从而产生裂缝。三、切缝不及时。为防止混凝土路面的干缩裂缝和冷缩裂缝，人们采用切缝浆路面分块，但由于施工中切缝的时间难以控制得当，造成混凝土路面出现横向裂缝。从混凝土收缩因素考虑，最好是混凝土中水泥水化初始阶段就切缝，但事实上很难做到，因抗压强度过低，根本无法切缝。
2）纵向裂缝
纵向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生平行于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。路基施工中，未按施工规范，致使路基压实度不够，路面基层与垫层搅拌不均等原因会发生不均与沉降。这种不均匀沉降会使混凝土路面下的支撑变的不均匀，从而产生裂缝。开始裂缝很细，一般小于0.05mm。但随着雨水浸入和浸泡基层，使其表层软化、液化而产生唧泥、淘空，使裂缝加大。
3）交叉裂缝
两条或两条以上相互交错的裂缝称为交叉裂缝。产生交叉裂缝的主要原因：一、水泥混凝土强度不足，在轮载和温度作用下会出现交叉裂缝；其二，路基和基层的强度与水稳性差，一旦受到水的侵入，将会发生不均匀深陷，在车轮荷载作用下，混凝土板块出现交叉裂缝。
二、预防措施
由于水泥混凝土路面裂缝的产生原因是多方面的，因此，为了减少裂缝的产生，应该从以下几方面综合考虑。
1）严格控制原材料的质量。这点是非常重要的，在施工过程中，一定要建立严格的原材料检验制度，因为如果材料质量不合格，再好的设计与施工方法也是不行的。水泥混凝土的原材料主要包括水泥和骨料。水泥是水泥混凝土的主要原材料之一，水泥的品质不符合要求，安定性差，引起混凝土的裂缝。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，导致水泥已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，还有氧化镁及石膏的后果，与氧化钙类似。为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，选用低碱性水泥。骨料是水泥混凝土的另一种主要的原材料，骨料质量的影响。骨料是混凝土的主要组成部分，起骨架作用，所以骨料质量的好坏将影响混凝土的性能。骨料级配良好时，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对减少。使用偏细砂时，会使混凝土收缩值增大，容易产生裂缝，骨料中针片状石子含量过高，针片状石子在混凝土中容易出现架空现象，空隙率较大，受压易折断，从而影响混凝土强度，易产生裂缝。
2）设计上制定合理的配合比。严格控制各种外加剂的使用，控制混凝土骨料的最大料径，采用最大料径较小的骨料。
3）施工上，严格控制路基的压实度，防止由于路基的不均匀沉降而致使混凝土路面产生的裂缝。混凝土浇筑后应及时进行覆盖养生，防止混凝土表面水分的过快蒸发。及时切缝很重要。实践证明，适当的切缝时间对保证混凝土的整体质量有很大关系，切缝迟了，由于大面积混凝土约束会出现裂缝，扩展后形成断板。
4）使用过程中，应及时对路面进行养护，防止小的裂缝发展成大的裂缝，做到早发现早治理。对于错台、深陷的水泥混凝土板最好是铲除，用同标号的新混凝土进行修补。对于水泥混凝土板裂缝的现象，即可采用专用补裂缝材料进行灌浆处理。对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀裂、施工裂缝等，缩缝处的局部破坏现象，可采用局部换板进行修补。
通过对水泥混凝土路面裂缝产生原因的分析，我们发现，在设计中指定好合理配合比，在施工过程中，选择质量过硬的材料，严格控制各个施工环节的质量，使用中进行及时合理的养护，水泥混凝土路面的裂缝就会显著减少的。