高原地區混凝土道路面層裂縫原因分析及對策

□文/吳廣安 李少立

1 工程概況

次曲河段水系連通綜合治理工程位于西藏那曲地區那曲縣城區，實施范圍為那曲縣城區次曲河上起鏡湖公園下至草原生態公園河段，河長11615.11m，落差約26m。工程包含的水閘樞紐工程等級為Ⅲ等中型，洪水按20a一遇設計（P=5%），50a一遇校核（P=2%），閘下消能防沖洪水標準按20a一遇（P=5%）設計。

工程區海拔4500m以上，屬高原亞寒帶半干旱季風型氣候和高原寒帶干旱氣候，其特點是空氣稀薄、降雨量少、日照充足、氣溫低、多風雪。洪水主要系大范圍強降水所致，降水量高度集中在6～9月，具有山區性河流陡漲陡落、峰型尖瘦的特點。

2 道路設計及施工概況

按照設計圖紙，鏡湖公園內布置了一條寬度為5 m的混凝土景觀道路，道路的設計斷面見圖1。

圖1 景觀道路剖面

景觀道路施工時的混凝土配合比見表1。攪拌站距施工現場約8km，采用混凝土運輸車運送至現場，混凝土泵車泵送入倉。

表1 混凝土性能及配合比

開始施工日期為2017年4月中旬，天氣晴朗，施工時段為 11：00—16：00，氣溫 4～7℃，持續風力 1～2級，陣風可達4級。澆筑前，潑灑少量水潤濕墊層，因工程量較小，采用泵車泵送+人工攤鋪結合的方法，磨光機收面，之后覆蓋土工布保溫養護。

第1天共澆筑道路長度85m，在施工完成后第4天出現了4條裂縫：其中一條為斜向裂縫，在中間有分叉，全長約8m，裂縫寬度0～5mm不等；其余裂縫均為橫向裂縫，大致呈直線型，裂縫寬度0～2mm不等，個別位置附近還伴有微小網狀裂紋。

3 原因分析

3.1 設計

根據相關設計規范的要求，混凝土面層縱向接縫的寬度在3.0～4.5m之間，混凝土路面的面積不宜＞25m2/塊。本工程為水系連通工程，其中的混凝土道路工程量小，投資占比小，因此該項目沒有嚴格按照相關設計規范進行設計。根據設計圖紙及其技術要求，路面寬度為5m，沒有給出明確的橫縫寬度值、切縫時間等參數。

3.2 混凝土

本工程采用商品混凝土，拌和站到施工現場的距離雖然只有大約8km，但需從部分城區穿過且要經行繁忙的109國道，所以到達施工現場所需時間短則30 min，長則2～3h。為防止混凝土初凝，拌和站攪拌好的混凝土坍落度會留有一定余量，當道路通暢時，現場使用的混凝土坍落度就會較大。

3.3 施工

1）根據施工安排，混凝土路面底下的級配碎石墊層是2016年10月完成施工的，完成時間較長。而上層混凝土未施工，受冬季雨雪凍漲影響，墊層的壓實度可能會有所降低或壓實度不均勻，導致了裂縫的產生。

2）施工中可能存在混凝土振搗不均勻的現象，導致了裂縫的產生。

3）切縫時間不合理。切縫是為了縮小混凝土路面板的連續長度,從而將收縮或翹曲的應力控制在允許的范圍內。在施工中，由于選擇的切縫時間較長，混凝土內部的應力無法及時釋放，導致了裂縫的產生。

3.4 氣候

3.4.1 溫度影響

施工時氣溫較低，混凝土強度上升較慢；晝夜溫差大，白天施工時段的溫度在4～7℃，而夜晚的最低溫度可達-7℃，溫差達14℃。這些因素均會導致混凝土內部應力增大，若不能及時得到釋放而超過混凝土的抗拉強度時，就會產生裂縫。

3.4.2 風力影響

工程區屬于高原亞寒帶半干旱季風型氣候和高原寒帶干旱氣候，風雪較多。現場施工時偶爾會有強風，風力可達4級，導致澆筑后的混凝土表面水分迅速蒸發，而剩下的水分滿足不了混凝土化學反應所需，體積急劇收縮，此時的混凝土幾乎沒有強度，從而產生裂縫。

4 對策

4.1 治理措施

混凝土裂縫具有很大的危害。那曲地區冬季溫度較低，最低可達-36℃，細小混凝土裂縫內殘存的水分可引起導致周邊混凝土破碎，嚴重時會導致墊層或基礎破壞，因此對裂縫的處理既要防水又要達到補強的目的。

為徹底根治此次裂縫，采取了將裂縫部位切割后重新澆筑混凝土的辦法進行處理。

4.2 預控措施

1）經與設計單位、監理單位商量并請示建設單位后，將混凝土道路的橫縫間距變更為6m，切縫深度為5～8cm。

2）在混凝土路面施工之前，對原先施工的級配碎石墊層拆開，清除其中含水的凍塊后重新進行攤鋪碾壓。

3）對運至現場的混凝土進行坍落度檢測，防止坍落度過大的混凝土入倉。

4）保證混凝土振搗密實。

5）縮短切縫時間。混凝土收面施工后加強對混凝土的監測，在盡可能早的時間進行切縫施工并保證切縫深度達到設計要求。

6）加強切縫后混凝土的養護和保溫。采用土工布和彩條布雙覆蓋的方式，既保證混凝土面的濕潤，又可以保證混凝土強度上升所需的溫度。為方便混凝土的收面施工，對澆筑完成的混凝土立即使用土工布進行分段覆蓋防風保溫，收面施工完成后必須對覆蓋土工布進行架空，防止破壞已形成的混凝土面，待混凝土切縫后方可直接覆蓋。

5 結論

最終本工程共澆筑C30混凝土1180m3，形成混凝土道路長度1139.07m，采取上述措施，后續施工的混凝土道路面層未出現裂縫。□■

[1]JTGD40—2011，公路水泥混凝土路面設計規范[S].