公路混凝土裂縫產生的原因和預防措施

周慶

【摘要】本文針對公路混凝土裂縫產生的原因和預防措施，結合工程實例，先分析了公路混凝土裂縫形成的原因，接著論述了相應的預防措施。分析結果表明，裂縫是混凝土公路施工中比較常見的病害，引發裂縫的原因比較多，具有設計原因、管理原因，也有材料原因和環境原因。雖然混凝土裂縫無法從根本上的得到有效規避和處理，但可以通過一系列行之有效的措施和手段進行預防，降低裂縫混凝土公路造成的影響，提升路面質量和使用壽命，值得高度重視。

【關鍵詞】公路工程;混凝土;裂縫;預防措施

【引言】混凝土路面具有較高的穩定性，而且維護成本低，是目前我國公路工程常用的路面形式之一。但混凝土結構組成復雜，水泥具有水化熱的特性，因此，裂縫的可觀存在的，很難從根本上得到有效規避，但通過科學合理的預防措施，可降低裂縫對混凝土路面造成的影響。基于此，開展公路混凝土裂縫產生的原因和預防措施的研究就顯得尤為必要。

1、工程概述

某公路工程，總長度為15.68km，路基底基層為10%的白灰土，寬度為10.2m，厚度達到16cm。基層為5%的水泥穩定砂礫，為9.8m，厚度為15cm。面層混凝土路面的寬度為8m，厚度達到20cm。本工程混凝土路面設計的標準抗彎強度為4.9MPa。

2、公路混凝土裂縫產生的原因

2.1龜裂及原因

在混凝土路面上經常會發生不同程度的龜裂，也被稱之為塑性收縮裂縫，主要表現為混凝土澆筑完成之后，長時間處于塑性狀態，表面暴露在空氣中，水分蒸發速度比較快，溫度降低速度較快，而且內部水分蒸發速度慢，溫度降低速度較慢【1】。在混凝土塑性收縮變形的影響，就會形成龜裂。此種裂縫多發生在路面表面，且呈現不規則分布，長短、寬窄、深淺不一，體現為龜裂狀態，深度通常在20～50mm之間，雖然此種裂縫對路面結構性能的影響比較小，但外觀難看，如果長時間存在，空氣中的水分和有機物會造成較大侵蝕，從而引起更大的病害。

此種裂縫的主要成因是：混凝土澆筑完成之后，沒有及時開展養護，尤其是在炎熱夏季，或者風力比較大的天氣，會導致表面水分快速蒸發，致使混凝土發生急劇收縮。剛澆筑完成的混凝土強度幾乎為零，難以抵抗塑性應力，從而形成裂縫。此外，在具體施工中，為滿足混凝土對可泵性、流動性的要求，混凝土的坍落度和砂率比都比較大。比如：在本工程施工中，要求混凝土的坍落度為2.5cm，但實際施工時坍落度達到5cm，甚至是7cm，特別是夏季施工，摻入緩凝劑的混凝土早期強度較低，在表面就極易發生龜裂問題。

2.2線裂及原因

所謂線裂，指的是在混凝土路面上呈現縱向或者斜向裂縫，裂縫長短不一，短裂縫只有幾厘米，長裂縫可達幾十厘米，如果情況嚴重，甚至會貫徹整個混凝土路面。相比于龜裂，線裂處理難度更大，多以預防為主，一旦發現需要重新澆筑，因此，在公路施工中，必須加強線裂預防控制。

此種裂縫的主要成因體現在兩個方面，其一是施工工藝選擇不當，在施工中過于追求施工進度，基層沒有壓實、接搓效果欠佳、沒有噴水潤濕處理，或者混凝土攤鋪厚度不達標，振搗方法不合理，振搗密實度不足等。其二是使用不當，在混凝土路面沒有達到設計強度之前，就開發交通，致使混凝土局部集中受理而發生線裂。或者混凝土板塊邊緣缺乏有效的保護，在汽車荷載橫向碾壓下，也會形成線裂。

2.3斷裂及成因

所謂斷裂指的是混凝土路面發生橫向斷開的條形裂縫，斷裂對混凝土造成的影響非常大，如果情況嚴重，甚至會威脅到路面結構的使用性能，引發交通事故。在施工中不洗加強控制【2】。

此種裂縫的主要成因也體現在兩個方面，其一是混凝土收縮變形引起斷裂，混凝土在干縮過程中，收縮值可達0.2mm/m～1.0mm/m，周圍溫度每變化1℃，在混凝土的變形值就為0.01mm/m。白天溫度較高，可使混凝土結構內部溫度不一致，表面溫度往往高于內部溫度， 致使混凝土板體中間拱起，也夜間溫度較低，混凝土底面溫度高于表面溫度，會導致混凝土板體發生兩頭翹曲，從而形成溫度應力，當溫度應力超過混凝土的界限強度時，就會發生拉裂。

3、公路混凝土裂縫預防措施

3.1龜裂預防措施

為避免混凝土路面發生龜裂狀態，需要結合工程特性和結構，選擇合適的水泥品種和混凝土強度等級，盡量避免使用高強度水泥。混凝土澆筑完成之后，立即進行覆蓋養護，為混凝土的固化成型營造良好的環境。尤其是在夏季施工中，必須選擇在下午或者晚上施工，以降低溫度對混凝土施工質量造成的影響。此外，在進行混凝土施工中，在保證施工質量和安全性的基礎上，盡量降低混凝土的坍落度，在本工程混凝土配制中，尋找了中砂，以降低砂率，并對骨料的含泥量進行嚴格控制。

為降低水化熱對裂縫造成的影響，在混凝土配制中可適量的摻合料、外加劑，如粉煤灰、高效減水劑等。并保證摻合料和外加劑作為混凝土的主要組成部分。以降低水泥用量，降低水化熱，進而達到改善混凝土工作性能及降低施工成本的效果。

針對已經發生的龜裂問題，可在混凝土初凝之后，終凝之前進行第二次抹光操作，將裂縫問題徹底處理之后，才能進入下一道工序施工，同時及時進行灑水養護【3】。

3.2線裂預防措施

在公路混凝土施工中，必須嚴格按照相關規范和標準進行施工，以保證混凝土施工質量，必須切實做好基層壓實工作，保證接搓良好，保證路基具有足夠的濕潤性。在混凝土攤鋪時，必須具有足夠的均勻性，振搗必須密實，振搗完成之后要及時開展養護操作。在交通開放之前，需要等混凝土強度達到設計之后，再開發交通，并加強對混凝土板塊邊緣的保護力度。

在模板施工中，需要在模板上均勻涂抹脫模劑，形成一層較薄的隔離層，避免混凝土和模板發生粘結。此種做法不但可以有效抑制裂縫，而且便于拆模。此外，在進行混凝土澆筑過程中，需要先將基層和模板澆水浸濕，以免吸收混凝土中的水分。特別是在夏季施工中，要嚴格控制混凝土的澆搗溫度，盡量低溫入模和低溫養護，如果天氣炎熱，可經過試驗采用冰塊，降低混凝土原材料的溫度。

在混凝土振搗過程中，必須嚴格遵循快插慢拔的原則，且振搗點需要均勻布設，每次振搗都要嚴格控制振搗時間，按照混凝土配比確定的坍落度控制振搗時間，嚴禁存在漏振和過振問題。在本工程施工中，混凝土振搗時間控制在20～30s之間，如果振搗時間過短，難以保證振搗的密實度，氣泡無法排出，容易形成裂縫【4】。如果振搗時間過長，則可能引起分層離析問題，采用二次振搗、二次抹面技術，將混凝土泌水全部排出，保證混凝土的強度和施工質量。

混凝土振搗完成之后要及時開展養護工作，尤其是對新澆筑的混凝土，必須加強養護，本工程了施工范圍較大，為降低養護成本，采用了覆蓋草席，定期灑水養護的方法，按照當地的氣候條件，及時調整灑水量和灑水次數，以提升混凝土的早期強度，保證混凝土在相同的齡期中具有足夠的彈性模量、抗拉強度，降低早期收縮變形量。必須嚴格控制好混凝土養護情況。

3.3斷裂預防措施

在公路混凝土路面施工中，在保證混凝土具有足夠強度、可泵性的基礎上，盡力降低單位用水量，選擇的礫石盡量不超過160kg/m?，碎石的含量最大不應超過170kg/m?【5】。在混凝土配制和施工中，必須嚴格控制坍落度，現場攪拌時混凝土的坍落度不應超過2.5cm，如果選擇了商品混凝土，則坍落度不應大于7cm。盡量降低水泥用量，增加骨料用量。

【結束語】

綜上所述，本文結合工程實例，分析了公路混凝土裂縫產生的原因和預防措施，分析結果表明，引發公路混凝土裂縫的原因非常多，常見的裂縫包括龜裂、線裂、斷裂等。不同裂縫的成因也不相同，需要結合裂縫形成的原因，選擇科學合理的預防控制，以保證總體施工質量。

【參考文獻】

[1]徐宏，郭永偉.公路橋梁工程中鉆孔灌注樁施工技術的應用剖析[J].山西建筑，2018，044（018）：79-80.

[2]燕玉晨，文俊強.鉆孔灌注樁技術在公路橋梁施工中的應用[J].工程技術研究，2019，4（05）：67+75.

[3]張坤牧.鉆孔灌注樁施工技術在橋梁工程中的應用分析[J].西部交通科技，2019，138（01）：115-118.