水泥混凝土路面病害的诊断与防治
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摘要：路面直接承受交通荷载的作用，受气候、水、温度等因素的直接影响，因而在使用过程中是最容易受到破坏的结构层。对于高等级水泥混凝土路面板，根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等病害。本文将就水泥混凝土路面的病害及其成因进行分析，并提出预防和治理的个人见解水泥混，共同仁探讨。
关键词：水泥混凝土病害防治
目前，我国公路、市政道路、厂区道路，大部分采用水泥混凝土路面。水泥混凝土路面，是以水泥浆为胶凝材料，以粗细骨料为强度刚架形成强度的一种高级路面。其具有刚度大、强度高、耐磨特性好、整体性与稳定性优等特点。
水泥混凝土路面作为高级路面的重要型式之一，越来越得到广泛的应用。水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点。然而，就全国水泥混凝土路面使用状况而言，仍存在许多问题。如原有设计理论的不完善、施工经验的不足及养护的不重视，使许多水泥混凝土路面或出现了结构性的损坏，或表现为功能性的缺陷，出现了早期病害等问题，严重影响公路使用质量。
水泥混凝土路面作为一种高级刚性路面结构形式，已超过百余年，在世界各地使用极其广泛。我国水泥混凝土路面已有70余年的历史，主要于20世纪80年代开始大量使用。通过“七五”、“八五”、“九五”三个五年研究计划，设计理论和施工水平已达到较高水平。进入90年代后，我国开始采用滑模摊铺机施工水泥混凝土路面，工程质量和工程进度得到较大幅度的提高。
但是，随着我国国民经济的快速发展，公路运输总量持续增长，交通基础设施建设取得了不断的突破，交通流量、交通荷载、轮胎压力不断增加，道路使用条件越来越恶劣。如何建设表面平整，行车舒适安全的路面，是摆在每一个公路建设者面前的一道难题，也是不断追求的目标。
水泥混凝土路面，受施工工艺、使用环境等因素的影响，也会发生病害。水泥混凝
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土路面最主要的病害当属裂缝，它会把路面板分为数块，破坏路面结构的完整性，进而逐步丧失路面整体刚度，直至最后完全失去承载力而丧失使用功能。
路面经受各种复杂的应力作用。有在轮载轴力作用下产生的荷载应力、有温度变化引起的温度应力、有湿度变化引起的湿度应力等。假如各种应力的不利组合综合作用超过了混凝土的容许应力范围，路面就产生裂缝。若要求混凝土路面在正常条件下安全工作，设计与施工均必须满足混凝土面板的允许应力大于各种应力的最不利组合。因此，要求混凝土路面应有足够的抗拉强度和抗弯拉强度，同时对各种不利应力进行控制。
随着水泥混技术的日臻完善，水泥混凝土路面发展的速度较快，在技术、经济上也将显示出明显的优势，然而由于水泥混凝土自身的低韧性，随温度、湿度变化的变形大，以及需设置接缝等缺点，特别是由于受到所经地区的地质，气候等自然环境多变的影响，加上混凝土路面设计标准不高和建设者们对路基、路面修筑技术的认识不足，工程质量监管机制不完善，养护管理不到位等原因，不少路段竣工交付时养护前就出现断裂、掉角、表面干裂等病害，其损坏率根据每次鉴定和验收的结果记载，（按板块计）在百分之三到百分这十之间，随着使用年限的延长，病害逐年增多，为此，有必要针对水泥混凝土路面的常见病害进行仔细分析，找出其产生的原因，并采取有效的预防措施。
水泥混凝土路面是适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面，具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等诸多优点，因而在许多省市广泛应用。但随着水泥混凝土路面的发展，该类型路面的许多病害也逐渐体现出来，混凝土板的裂缝作为其主要病害之一，日益引起人们的关注。水泥混凝土路面的裂缝按其表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝、龟裂等主要的几种。引起各种裂缝的原因是不尽相同的，有外界因素、设计缺陷、施工问题及其他原因。
目前路面现状：
（一）高速公路交通状况。目前，我国高速公路呈现出交通量大，货车超轴载特别多，行车速度快的特点。为此，对我国高速公路的建设提出了更高的要求。
（二）高速公路路面现状。我国高速公路路面主要采用沥青混凝土路面和水泥混凝土路面两种形式，相对来说，水泥混凝土路面给社会的印象较差，导致近年来国内在高等级路面上采用水泥混凝土路面越来越少。为此，有人跟踪和分析了国内部分省市的水泥路混凝土路面情况，确有许多路面出现了唧泥、断板、开裂等病害，有些甚至刚通车就开始修补，质量不良状况特别严重，极大的影响了行车的舒适性和安全性，在社会上造成了极大的影响。
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1.水泥混凝土病害的类型
1.1裂缝
1.1.1纵向裂缝
纵向裂缝。纵向裂缝是指和路线走向平行或基本平行的裂缝。产生原因主要是路基体填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等，导致路基不均匀沉降，从而使路面板在自重和行车压力作用下产生纵向裂缝。
纵向裂缝通常大多出现在高填方，半填半挖路段、填挖交界以及软土地基路段，主要是由于路基横向不均沉降或板下的不均匀支撑造成的，特别是当路堤从局部洼地通过时，如果路堤两侧没有有效的排水，设施、路堤两侧就会产生积水，积水除向地基渗透外，还能渗入路堤下部。边部土层中，并通过毛细作用逐渐向上，使路堤上部边部的土层也变湿。由于路堤边部土层的压实度较中间部分差，一旦边部土层变成潮湿，边部土就产生固结变形，路堤形成横向不均匀沉降，在行车荷载作用下，久而久之，路面就会出现纵向裂缝，半填半挖地段路基处理不好，这样也会导致中路现出现纵向裂缝，此外，有些高速公路采用先填筑超车道和主车道，一半的路基，以保持路线贯通，再填筑其余部分的方法进行施工，实践证明，按这种施工方法修筑路基，其路面产生纵向理解裂缝几乎是不可避免的。采用大型滑模机械摊铺，因前进速度快，振捣棒划沟不能充分振捣，也会产生纵向裂缝。
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1.1.2横斜向裂缝
横向裂缝。横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝，其产生的原因主要有水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝，一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。
路面横、斜向裂缝通常发生在：①填挖相交断面；②新老路基交接处；③土基密度不同部位；④桥涵通道等构造物和路基连接处；⑤软弱地基；⑥失陷性黄土等特殊路段。
其原因：①土基强度不够或不均匀；②混凝土浇注后。缝切割较晚，因板底各断面磨擦系数不等，很可能在没割缝前出现混板收缩，拉应力和温度应力集中，并超过当时混凝土的抗拉应力；③温差大，春秋两季施工的混凝土路面，白天与晚上的温差较大，一般在7一8℃，最大可达12℃。混凝土板的上面，下面对外界温度敏感程度相差也较大，一般在10℃左右，因温度的影响产生较大的翘曲应力；④现在所修的水泥混凝土路面，所用水泥全部采用建筑指标，至今无有路用指标水泥，只能采用外加剂进行缓凝，其材料指标不稳定；⑤在人工施工过程中，插入振捣棒时应是梅花形，如果在一个断面插入过多，造成这一断面浆体过多，骨料下沉集中的分层离析，至使下沉骨料集中，浆体含量少，收缩值小，上层浆体集中骨料少，收缩值大，这个断面很容易出现断裂；⑥
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真空吸水的搭接处，处理不合理，造成混凝土板含水量分布不均匀，中部已达到塑性强度，边部仍呈偏软状态，这样搭接处也容易出现断裂；⑦养生不及时，或因路面有纵坡出现养生空白段，至使强度降低，都可出现裂缝；⑧因施工时不断交，半幅施工，混凝土浇注在塑性强度时，由于旁边重型车辆的行驶，产生的振动，混凝土板有可能出现裂缝；⑨施工时两车料相接处振捣时没有特别注意，振捣不密度，蜂窝较多，因而形成一个强度薄弱的横断面，也容易在断面上出现裂缝；⑩当路线纵坡超过20%时，应尽量采用上坡为施工前进方向，下坡施工因塌落度原因也会出现裂缝，施工中因养生不及时，出现干缩裂缝，这种裂缝窄、短、浅，尽管它在一般情况下不会影响路面的正常使用，但它降低路面的耐磨性，耐腐蚀性并加剧混凝土的风化，影响使用寿命。
1.1.3 龟裂
龟裂指混凝土路面表面产生网状、浅而细的发丝裂缝，呈小的六角形花纹，深度为5-10mm。
其原因如下：混凝土浇筑后，表面没有及时覆盖，在炎热或大风天气，表面游离水分蒸发过快，混凝土体积急剧收缩，导致开裂。混凝土在拌制时水灰比过大，模板与基层过于干燥，吸水大。混凝土配合比不合理，水泥用量、砂率过大。混凝土表面过度振捣，使水泥和细骨料过多上浮至表面，导致缩裂。
1.1.4 交叉裂缝和破碎板
交叉裂缝。两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。
产生交叉裂缝的主要原因有：（1）水泥混凝土路面自身强度不足；（2）路基和路面基层的强度和水稳定性差；（3）使用了性能不稳定的水泥，浇筑的水泥混凝土路面板就会产生大面积的龟裂。交叉裂缝和破碎板是水泥混凝土路面的一种严重破坏形式，对行车的安全和舒适性产生较大的影响，公路运输超载严重，路面板厚度不足或强度偏低，板底脱空基层松散或强度不够，土基的不均匀沉降地下水位过高路基液化等都可能会导致路面板出现交叉裂缝或破碎板，另外，当路面出现纵向横、斜向等各种裂缝时，如果养护不及时，路表水沿缝隙进入基层或路基，导致基层和路基浸水软化，在重载反复作用下，裂缝会进一步扩展，如此循环，久而久之，路面就会产生交叉裂缝，甚至出现破碎现象。
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1.1.5 板角断裂
板角断裂是指与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝，从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生。
混凝土是由水泥、掺和料、外加剂和水配制的胶结材料浆体将分散的砂、石经搅拌粘结在一起的工程材料。硬结的混凝土是一种多元、多相、非匀质的水泥基复合材料，具有较高的弹性模量，较低的抗拉强度，在受约束条件下只要发生少许收缩，产生的拉应力往往会大于该龄期混凝土的抗拉强度，导致混凝土发生裂缝。混凝土在浇注成型后，骨料对浆体产生约束，使混凝土内部从一开始产生微裂缝，在环境温度、湿度、荷载等因素作用下，这些微裂缝就可能发展为宏观裂缝。
裂缝的处理：在养护中发现裂缝，随时就用环氧树脂砂浆修补，以免漏水侵蚀基层。（1）当裂缝按养护要求，裂缝度接近或大与每平方米20厘米，裂缝度不大于每平米20厘米时，并没有其它变形现象，可清凿出施工面后，用环氧砂浆修补（2）裂缝度接近
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或大于每平米20厘米，裂缝较宽时，超过0.5厘米以上，将其裂缝边缘凿成一个凹面，并清洗干净，用稀沥青在缝边涂刷一遍，再用沥青砂或细料式沥青混凝土填满夯实，表面用烙铁烙平。（3）当裂缝大于每平米30厘米时，应与路面强度一并考核，作全面翻修或局部翻修后再做全面罩面处理。至于全面罩面问题，通过观察效果不理想。因为混凝土路面碎裂较严重，罩上面后，缝隙很快反射到罩面层，路况照样上不去，如果有条件，最好是翻修混凝土路面（4）施工中的干缩裂缝，主要是由于气温高，风速大，混凝土表层水分蒸发过快，由混凝土的失水收缩引起的，所以应根据施工的气温、风速等状况，及进用喷雾补充水分，当强度形成后，立即放水养生，是完全可以解决的。（5）裂缝的修补工作宜在秋末冬初进行，因此时气温较低，缝隙较宽，并宜于施工。
1.2 表面损坏
1.2.1纹裂、网裂、板面起皮和剥落
纹裂和网裂是指路面板表层出现的浅而细或发丝状的表面裂纹和网状裂纹。产生的原因主要是水泥混凝土水灰比过大，施工时过度抹面、养护不及时，在水泥混凝土拌和过程中用了含盐量偏高的水和质量低劣的集料。或水泥中的碱与集料中的特定矿物质发生碱硅反应等。故在施工过程中，对集料的质量应严格把关，严控用水量，必要时，还应对水的质量进行检验。
1.2.2 麻面、露骨
麻面是指水泥混凝土路面板表面结合料磨失，成片或成段路面板呈现过度的粗糙表面的现象。麻面一般是由于水泥混凝土路面施工时，在混凝土初凝前遇雨所致。
路面混凝土保护层脱落导致骨料裸露的现象称为露骨。其产生的原因主要是混凝土表面灰浆不足，泌水提浆，从而造成混凝土路面表层强度不足。
其原因：①行驶在路面上的某种车辆机械的金属硬轮，硬石子等撞击，摩擦路面而形成，破损；②施工中，因缓凝剂级配不合理或指标不稳定，造成成型时间超过了初凝时间，造成面层强度损失；③在施工中，振捣过后混凝土板不够厚度，为了省事，只拌砂浆找平，或用推擀的方法找平，从而形成一层砂浆层，这地方不仅造成表面水灰比不均匀，出现网裂，在车轮反复作用下，甚至出现脱皮、露骨，如果水泥稳定性能差一些，就很容易出现麻面现象。
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磨耗层局部脱落出现麻面现象的处理。混凝土路面出现露骨现象，绝大部分都影响使用，我个人认为不需做特殊处理，如果出现麻面现象，可通过高压喷射方式，将乳化沥青混合料或细粒但沥青混凝土，喷射到破损路面，效果比较好。
1.2.3 磨光
磨光是指水泥混凝土路面板在车轮荷载作用的重复辗磨后，表面磨擦系数下降到极限值以下，从而严重影响行车安全。磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低，水泥及集料等原材料耐磨性差，或路面使用时间较长等。
1.2.4 坑槽、孔洞
由于水泥混凝土混合料是种多相不均匀材料，因此在水泥混凝土路面板强度较低处易出现局部破损，并形成有一定深度的洞穴，即孔洞。面层骨料局部脱落而产生的长槽称为坑槽。混凝土路面表面呈现破损和孔洞，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，还有春季施工，水中夹带冰块造成的。
坑槽、孔洞处理。关于孔洞问题，一般在施工中应注意：①混凝土中不要有土块，木屑，碎纸杂物等；②春季水中不要夹带冰块；③振捣做到密实，基本上就不会出现孔洞，一旦出现，先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽，凿时力量要适当，防止产生裂缝，在吹扫干净后，先涂一层沥青，然后用沥青混凝土填补夯平。
1.2.5 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
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隙不渗，尤其是当板下基层排水不畅，或基层材料细料过多，基层材料耐冲刷性较差时，在车辆荷载反复作用下，真空吸力就会使扳角处产生唧泥，板下被冲刷掏空，造成板角应力集中，从而导致路面板出现掉角，路面板的接缝传荷能力差，或在施工中，为了使角部容易振捣，少出现蜂面，特意用些粗骨料少的混凝土，振捣时间又长一些，造成表层浆体过多，骨料下沉集中的分层离析，使其抗折强度降低，反之因振捣不密实，角部侧面有蜂窝麻面，这两种情况在车轮的作有下，很容易出现掉角。
掉角的处理。混凝土咱面板角对整个板体来进，是个最薄弱的环节，挠曲应力最大，其它不利因素有待进一步研究，解决办法，一方面在设计上对板角进行处理，另一方面施工中，一定要用拌合均匀的混凝土浇筑，振捣棒即不漏振，又不能过振，使浆体上泛下泛要适中，如果施工管理严格，掉角会大大减少。对于大的掉角，按裂缝处理就行，小掉角按孔洞办法进行处理。
1.3 变形损坏
由于水泥混凝上硬化后是非塑性的，因此水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处产生的错台和拱起、沉陷等现象。
1.3.1 错台
错台是指相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生的垂直高差。
错台产生的原因较多：横缝处未设置传力杆，由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降。如：①当胀缝下部接缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝不垂直，则缝旁两板在伸胀挤压过程中会上下错动而形成错台；②由于水的渗入使基层软化；③传力杆放置不合理，使传力效果降低，都会导致错台的产生；④当交通量或基层承载力在横向各幅上分布不均匀，各幅的沉降不一致，或路基填料土质不均匀，地下水位高，碾压不密实，这三种情况结合在一起，冬季产生不均匀冻胀，纵缝也产生错台现象。
错台的处理。当接缝部分或裂缝部分产生轻微错台时，把路面清扫干净，用沥青砂或密级配沥青混凝土进行顺接就可以。如果错台较严重：①相临两板一平顺一低下产生的错台，可用沥青砂或密集配沥青混凝土进行顺接；②相邻两板一平顺一硗起，只好用切割机割去绕起部分重新浇注混凝土路面或沥青连接，为了提前使用，在浇注混凝土路面时要掺早强剂，切割成1米以下0.5米以上的正方形；③如果不仅接缝相临2至3块混凝土板出现错台，而且是连续好多块，且混凝土板使用年限又较长，裂缝较多，可用高压喷方法处理，但最好是拆除，重新翻新修混凝土路面，这种情况很可能是基层或路
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基出现问题。
1.3.2 拱起、沉陷
拱起和沉陷。拱起是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显抬高的现象，相反，沉陷则是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显下沉的现象。
拱起产生原因主要是胀缝被硬物阻塞，或胀缝设置过少，使路面板受热时不能自由伸张。沉陷产生的原因主要是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗，软化基层，甚至软化路基体，使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降，路面板跟着下沉。
混凝土板胀缝间距较长，头一至二年混凝土板在伸胀时还不明显。收缩时，因接缝填缝料失效，板缝就会掉进土或石子，加上养护不及时清扫，年复一年的热胀冷缩，板缝一年年加宽，导致混凝土板伸胀时产生的压力大于基层与混凝土板间的摩擦力，但未超过混凝土的抗压强度时，由于板的伸长，在真缝处相邻，两板就会向上拱起。据不完全调查，春秋两季，气温较低时施工的混凝土路面，因胀量较大，更容易出现拱起现象。一般混凝土路面的拱起病害，都在使用六年以后。
拱起和沉陷都将对车辆行驶的舒适性和安全性造成很大的影响。施工时合理设置胀缝，运营中有效维护好接缝，可以有效避免此类损坏的发生。
胀缝拱起的处理办法。胀缝将要拱起，在没有发生前很难发现，一旦发现最少涉及到胀缝相邻两块板的损坏。一般地讲，简单的修补解决不了的问题，只有拆除因拱起而
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破坏的混凝土板块，重新修建基层和水泥混凝土路面。为了尽快地开放交通，在浇注混凝土时掺早强挤，切割成1米以下0.5米以上的正方形。另外在施工中，应去掉面层与基层之间的石粉和砂找平层，加大面层与基层之间的摩擦力；这样会大大减少真缝的拱起和挤碎。
1.4 接缝损坏
接缝包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝。设置目的是减少或避免由于水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏作用。但是接缝设置不当或接缝损坏也会降低路面的整体使用性能，甚至使路面板更快地遭到破坏。水泥混凝土接缝损坏主要有以下几种形式。
接缝性能评定标准
1.4.1 填缝料损坏
填缝料损坏是指接缝内无填料，填料破损及接缝内混杂砂石等不正常现象。填缝料损坏的主要原因有：填缝料本身质量不合格，填缝料在长期外界环境作用下老化，脆裂，或由于混凝土路面板受热膨胀，挤压胀缝，致使填缝料被挤出，不能正常复原等。
在板缝填逢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。
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1.4.2 接缝碎裂
接缝碎裂是指水泥混凝土路面板接缝两侧各60cm左右宽度内倾斜的剪切挤碎现象。接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏，泥、砂等杂物侵入胀缝，导致路面板再次膨胀时受阻，或雨水渗入基层和垫层，使基层强度降低，从而导致路面接缝处的变形和破损。
接缝挤碎主要是由于（1）填缝料损坏，泥、砂等杂物侵入胀缝，导致路面板再次膨胀时受阻，或雨水渗入基层和垫层，使基层强度降低，从而导致路面接缝处的变形和破损；（2）接缝施工不当（包括缝板不垂直上宽下窄，传力杆，拉杆设置不当等），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，接缝处两端混凝土强度不一致，由于传力杆的作用，同样会造成混凝土板破碎现象，但这种情况，一般在普通路段上比较少见，多出现在构造物接头部位，此外，板边混凝土振捣不密度，强度降低，或者接缝中渗入水后，导致基层，路基软弱和唧泥，造成沿接缝边缘处板底
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小范围的脱落，在行车荷载反复作用下，也会导致接缝出现碎裂。
接缝挤碎的处理办法。当接缝产生挤碎面积不大，只有1～3厘米的啃边，可清除接缝中的杂物，然后用沥青混凝土补平夯实。如果挤碎比较严重，用上面办法简单处理是补不住的，应根据最大挤碎尺寸，用切割机械开槽，开出正规和直壁的槽形，槽深应根据碎的情况而定，然后清洗槽内杂物并凉干，用沥青砂或密级配沥青混凝土夯实补平。
1.4.3 唧泥和板底脱空
唧泥和板底脱空病害是指板接裂缝或边缘下的基层细料被渗入并滞在板底的有压
水从缝中或边缘处唧出，并由此造成板底面与基层顶面出现局部范围脱空。接缝填缝料失效，基层材料不耐冲刷，接缝传荷能力差和重载反复作用是引起唧泥的主要原因。公路排水系统不完善如路面横坡设置不当或路基排水不畅时。路基、路面被水浸泡时也会使路面产生唧泥现象，进而出现板底脱空；另外由于基层材料局部松散，路基土压实不均匀或基底不均匀沉降同样会导致底板出现脱空。
板下脱空评定标准
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唧泥和板底脱空的处理办法。唧泥和板底脱空是水泥混凝土路面常见的一种早期病害及理，在车荷载反复作用下导致错断裂，破碎现象，多年经验，板底压浆是治理水泥混凝土路面板底脱空的有效方法，能使脱空病害板块的基层，垫层得以填实，错固，恢复基层，垫层对路面结构的支撑，恢复路面面层、基层、土基结构的整体性，减少发生唧泥以及错台和板断裂，破碎板的可能性，甚至消除一部分路面错台，减少噪音提高路面平整度，提高公路通行能力，延长路面的使用寿命。
2 各种病害产生的原因
2.1 表层裂缝成因
在水泥混凝土路面上，表层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状裂缝，裂缝很浅。其产生的原因既有设计上的原因，也有施工方面的原因。
设计方面的原因主要是指混凝土配合比设计不当。如水泥用量过大或砂率过大；外加剂使用不当或者掺量过大，混凝土在重力作用下产生离析而导致这类裂缝产生。就混凝土本身的性质而言，在混凝土水灰比不变的情况下，水泥浆和砂浆含量较多时，其极限拉伸值也较大，因此，如果采用过大的石料粒径，也容易产生裂缝。
施工方面的原因主要是混凝土浇注后没有及时覆盖所造成的。混凝土浇注后，尤其是在炎热的天气或大风天气里，如果不及时覆盖，混凝土表面的游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度很低，其值不能抵抗这种收缩应力而导致开裂。
2.2 贯穿裂缝成因
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贯穿裂缝是指水泥混凝土路面板产生纵向(顺行车方向)、横向(垂直于行车方向)贯穿板厚的裂缝，也即断板现象。
(1)纵向贯穿裂缝成因
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。其产生的原因是在路面施工后，由于地基沉降不均匀而导致出现不均匀裂缝，产生断板现象。如基层碾压不实，未达到密实标准；产生断板现象。基层材料搅拌不均，导致基层不均匀沉降，也即由于路基发生局部的不均匀沉陷，如沟槽下沉、路基拓宽部分沉陷、路基未充分压实等原因导致路面板脱空，产生裂缝。
(2)横向贯穿裂缝成因
横向贯穿裂缝是指水泥混凝土路面发生垂直于道路纵轴线方向的贯穿板厚的裂缝。其产生的原因：一是由混凝土本身的性质——混凝土抗拉强度太低造成的；二是由于施工不当——切缝不符合要求所造成。
混凝土抗拉强度很低，一般只有混凝土抗压强度的1/17～1/ 18。混凝土的抗裂性就是指混凝土抵抗干缩变形和温度变形的能力，这些变形所引起的拉应力，如超过了混凝土的极限抗拉强度时，就发生裂缝。也就是说，这些变形量超过了混凝土的极限拉伸应变值时，混凝土就产生裂缝，过大时则引起贯穿裂缝。
由于温度和湿度的变化，混凝土会产生体积膨胀和收缩现象，这种变形如受到限制，将会使混凝土内部产生内应力，就有可能产生裂缝。因而水泥混凝土路面上每隔一段距离要设置胀缝或缩缝，而切缝质量的好坏直接影响着水泥混凝土路面的质量。如切缝时间掌握不当，切割不及时；切缝深度不符合要求，切缝过浅；切缝未切到头等因素均可引起混凝土路面发生横向贯穿裂缝。
2. 3 材料引发裂缝的因素
由于混凝土本身材性所导致的裂缝主要有以下几类：
（1）塑性收缩裂缝
混凝土在初凝前由于水分蒸发，内部水分不断向表面迁移，形成混凝土在塑性阶段体积收缩。一般混凝土的塑性收缩约为1％，坍落度大的混凝土则可达2％。当施工时温度高，相对湿度较低时，混凝土内部水分向表面迁移供应不上蒸发量的情况下，表面失水干缩受下面混凝土的约束，表面会出现不规则的塑性收缩裂缝。这种塑性收缩裂缝在混凝土初凝前及时抹压或二次振捣可以愈合，但是如果不及时处理，可能发展为贯通性有害裂缝。
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（2）水化收缩及自生干缩裂缝
水泥在水化反应过程中，会产生水化收缩。硅酸盐水泥的水化收缩量约为1％～2％。水化收缩在初凝前表现为浆体的宏观体积收缩，初凝后则在已形成的水泥石骨架内生成空隙。水泥在继续水化过程不断消耗水分导致毛细孔中自由水减少，湿度降低，在外部养护水供应不充分的情况下，内部产生自干燥现象。由于自干燥作用导致毛细孔内产生负压，引起混凝土自干燥收缩。由于一般混凝土的水胶比较高所以比较少发生自干燥收缩。但是对于高强商品砼水胶比可能小于0.35，自干燥收缩则不可忽略。
（3）温差胀缩裂缝
混凝土浇注后，水泥的水化热使混凝土内部温度升高，一般每100kg水泥可以使混凝土温度升高10℃左右，加入混凝土的入模温度，在2～3d内，内部温度可达50～80℃，而混凝土的线膨胀系数约为10×10－6/℃。试验表面，在标准环境下，混凝土表面温度和环境温差大于25℃时，即出现肉眼可见的温差收缩裂缝。对于大体积混凝土，温差胀缩裂缝的影响非常大。
（4）干燥收缩裂缝
混凝土在硬化以后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。早期的干燥收缩裂缝比较细微，随着时间推移，混凝土大蒸发量和干燥收缩量逐渐增大，裂缝逐渐明显，一般混凝土90d干缩率为0.04～0.06％，这是混凝土结构比较普遍地发生裂缝的主要原因。
（5）碱骨料反应膨胀裂缝
碱骨料反应一般需要几十年的累计，才会使反应产物积累到一定程度出现吸水吸湿膨胀，导致混凝开裂，并加速冻融、钢筋锈蚀等综合损坏。
从上面的分析可以看出很多因素都会导致混凝土产生不同程度的裂缝，针对上述几种原因，预防裂缝的主要措施除了施工措施外，可以从下面几个方面作些努力。
1）混凝土除选择发热量低、含碱量低的水泥外，在工作性允许的情况下，在合理的水灰比条件下，减少掺水量，增加粗骨料用量。在合理的水灰比条件下，可以保证充分水化，减少塑性收缩，减少用水量，这样导致收缩开裂的浆体也就少了，而且水胶比低的浆体的收缩量较小，有利于防止混凝土裂缝。
2）为了控制混凝土初凝前的塑性收缩裂缝，要将强混凝土的保湿养护，控制表面的水分蒸发速度。
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在硬化前，混凝土还处于塑性状态，由于组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时，因段中的水份很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。
为防止沉降裂缝的发生，可采取以下措施：
1）混凝土浇筑后，尚未出现析水前，防强风吹拂和烈日曝晒。
2）及时养护，防止混凝土表面水份蒸发而干燥。
3）在浇筑混凝土前，应将基层浇湿。
4）采用二次抹面，以减少表面收缩裂纹。
5）避开高温气候施工。因在高温天气下，水泥水化作用加快，内部水化热不易及时散开，而产生温度裂缝，同时因水份蒸发加快，使混凝土迅速干燥而收缩，易产生收缩裂缝。
（6）干缩裂缝
因水份蒸发，使干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小，与发丝相似。
引起干缩裂缝的因素主要有：
1)水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。
2)混凝土中的用水量对于缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。
3)骨料的大小和级配也对干缩值有密切关系。级配良好时，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对减少。对使用偏细砂时，会使混凝土收缩值增大。含泥量大的情况与使用偏细砂类似。
（7）由于温度应力而产生的裂缝
这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。
一般在20～40米范围内应设置伸缩缝，以防断裂。
（8）基层原因而产生的反射裂缝
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由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。
目前，水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥碎(砾)石稳定基层为主。因温度应力及其它因素的影响，基层浇筑好后，在一定范围内会自然断裂，如在基层上人为地设置一些伸缩缝为使上下缝对齐，会增加不少施工难度。
（9）由于材料不良引起的裂缝
1)水泥安定性不良引起的裂缝
水泥熟料如锻烧不充分，会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥己凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面出现龟裂、断板等。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，并选用低碱性水泥。
2)因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使混凝土板块断裂，水泥拌合后不久，便产生变硬，尔后又变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为拌合物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使混凝土拌合物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。
因此，为防止混凝土发生假凝现象，要控制混凝土的拌合物的温度。
3)水及砂中有害杂质对水泥混凝土有腐蚀作用
有害杂质与混凝土产生反应生成易溶于水的物质，使混凝土被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。
根据规定：对砂、石材料的试验检测每料场要做一次，海水一般情况下不能作拌合用水。
4)砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使混凝土结构遭到破坏。
集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物水解后生成的氢氧化钠和氢氧化钾会
产生化学反应，并在集料表面生成一种碱——硅酸凝胶体，这种凝胶体吸水后体积产生膨胀，使混凝土结构破坏，出现较深的网裂，这就是“碱——骨料”反应。
1）新出厂的水泥不能立即使用，因新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解。
2）采用低碱水泥和非活性集料。
3）严格控制混凝土振捣时间，即要振捣密实又要避免过振，过振会导致离析，面层沙浆过厚，易产生收缩裂缝。
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2.4 其他方面引发裂缝的因素
（1）路基、基层的影响：1）基层平整度差，导致混凝土面层厚度不匀，离散性大，在行车荷载及温度翘曲应力作用下，使得路面应力集中。当应力超过极限强度时，就会在厚度薄弱处产生裂缝。2）地基强度不均匀，路基填料混杂或压实不好，产生不均匀沉降，导致混凝土板产生裂缝。3）路基软弱，未压实，或路面基层强度不足，沉降量过大，混凝土板受弯产生裂缝。4）半填半挖路段，填挖交接处未按要求进行处理或处理不好，或填方部分未压实，导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。5）老路拓宽，新填土部分施工方法不当，与劳碌结合不好，导致混凝土板产生裂缝。
（2）水泥混凝土质量的影响：不同标号及品种的水泥混杂使用，硬化时间及收缩量不一样同样会形成裂缝。1）水泥用量过大，单纯用增大水泥用量的方法来达到混凝土设计强度，致使水化热大，易发生收缩裂纹，使混凝土路面形成裂缝。2）集料质量的影响。集料中的杂质含量直接影响混凝土的质量，特别是其中的有害杂质如云母、有机质、轻物质、泥及石料上的包裹层等，将会削弱水泥的胶结力，延缓水泥硬化，降低混凝土的强度。这些杂质均应清除干净再用，集料级配不良回导致集料间孔隙过大，水泥砂浆集中，局部收缩加大，出现裂缝。3）搅拌质量的影响。搅拌时必须按照施工配合比顺序加料，并保证搅拌时间不低于规范要求，并且最长时间不得超过最短时间的3倍。搅拌时间过短，则拌合不均匀，造成面层强度相差过大，硬化时间及收缩量不同，从而导致裂缝产生；搅拌时间过长，则容易导致骨料破碎、离析，使和易性发生变化，影响混凝土的强度。4）振捣质量的影响。应保证振捣器在每一位置振捣的持续时间，以拌合物停止下沉，不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准，并不宜过振。振捣不足，易使混凝土中出现气孔、蜂窝，在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝；振捣过量，则粗骨料下沉，混凝土离析，影响其强度。5）养护的影响。混凝土的养护对其早期强度增长和防止收缩裂缝极为重要。混凝土浇筑成型后，逐渐开始凝结硬化。当空气中相对湿度较小时，混凝土中水分就会不断地被蒸发掉，造成混凝土由表到里逐渐失水，同时水还会阻滞混凝土的继续硬化甚至停止硬化。如果养护不及时，就会造成顶面失水快，收缩迅速；板底失水慢，收缩缓慢。翘曲后则可能是板产生裂缝。因此一定要加强混凝土的早期养护，在表面手浆后尽快予以覆盖和洒水养护。同时必须保证养护的时间，实际养护天数根据混凝土强度增长情况而定，一般宜为14天～21天。
（3）养护剂的影响。养护剂在道路施工中的应用越来越多。养护剂凝固后所形成的薄膜可阻止混凝土中水分的蒸发，起到养护作用。但实际使用过程中如使用不当，则极
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易产生混凝土裂缝。首先，因路面有一定的横波，喷洒中养护剂总是由高处向低处流动。养护剂喷洒凝固后，一些施工单位不注意在高的一侧补喷，造成高侧部分养护剂偏少，两侧水分蒸发速度不同，混凝土收缩不一致，形成裂缝。其二，在拆模板后，侧壁应补喷。部分施工单位拆模时间过晚，过晚再喷养护剂实际上作用已很小。另外，有的模板是用废机油作为脱模剂，废机油附着在混凝土板侧壁上，养护剂喷到油上，没有附着力，很难起到养护作用。侧边收缩和强度增长与面层不一致，易在侧壁形成裂缝。
（4）横向缩缝质量的影响。设置横向缩缝是为了减小收缩应力和翘曲应力，缩缝主要采用假缝的形式，一般用锯缝机进行切割。切缝的作用是使内应力在切缝处产生应力集中，从而使裂缝在切缝处产生。切缝施工是混凝土施工中的一个重要环节，如不加强控制，极易引发裂缝。1）切割时间。当混凝土达到设计强度的25%~30%时，应采用切缝机进行切割。切缝太早，粗骨料会从砂浆中跳脱，缩缝就残缺不整齐；切缝太晚，内部应力已经产生，如果产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，混凝土强度增长快，切割时间要提早。温差大，切割时间也要提早。一些施工单位不注意随着外界环境的变化调整切缝时间，致使切缝时间过晚，产生裂缝。切缝时间一般遵循的原则是“能切就切，宁早勿晚”。切缝机，宜采用机型小、转速快、振动小的，在混凝土浇筑几小时内即可切割。2）切割深度。切缝深度应控制为板厚的1/4～1/5。切得太深，则不规则断裂面积过小，板间的传荷能力难以得到保证。切得太浅，混凝土截面的强度削弱得不够，难以保证断裂在缩缝处产生，面层上会产生不规则裂缝。因此，应严格控制切缝的深度，既不能过深，亦不能过浅。3）接缝料。接缝料是保证混凝土板正常使用的主要组成部分。近几年来国内对接缝料的研究较多，但接缝料的检验标准及试验方法在现行规范中较少提到，只是JTJ012-9《公路水泥混凝土路面设计规范》中对接缝料提出了技术要求。接缝处如处理不好，则极易出现问题。首先是接缝渗水，由于接缝材料不能与混凝土板壁紧密粘结在一起，或者接缝料施工质量差，灌缝不饱满，导致路面水渗入基层，基层软化，混凝土板在荷载作用下出现裂缝。其二，如果接缝材料性能差，则杂物极易嵌入缝中，使接缝失去胀缩作用，板产生断裂。小石子嵌入时，使接缝处板端应力集中，以致接缝附近的混凝土板挤裂。
（5）拉杆和传力杆的影响。1）胀缝传力杆的质量控制主要有两点，一是传力杆的一端应涂沥青，且加管套，以保证其伸缩距离；二是传力杆必须与路面平行，以保证其伸缩方向。前者处理不好，缝端混凝土将被挤裂。后者更易于忽视，传力杆有的安装时即歪歪斜斜。传力杆与路面不平行，混凝土板伸缩时，传力杆对混凝土板产生压应力，
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