公路工程施工中混凝土裂縫成因與施工對策研究

朱文華，王自選

（民樂縣交通運輸局，甘肅 張掖 734500）

0 引言

近年來，隨著我國社會經濟的迅速發展，各個城市之間在政治、經濟以及文化等方面的往來越發頻繁，這也在很大程度上推動了各種公路工程的建設。而在公路工程建設中，混凝土裂縫是影響公路工程正常使用的主要問題，基于此，為了能夠提升我國公路工程整體建設成效，必須對公路混凝土裂縫成因和施工對策展開深層次的探究。

1 案例分析——甘肅某環山公路水泥混凝土路面工程

該公路工程混凝土路面施工主要集中在7—8月，在施工的過程中，該地區基本上都是晴天，晝夜溫差較大，白天最高氣溫和晚上最低氣溫相差達到25℃。早在前期施工過程中，受到工期緊迫的影響，施工人員在進行混凝土澆筑時并沒有避開高溫時段，這導致烈日暴曬產生了表面裂縫，所以正式進行覆蓋養護工作之前便已經出現了微裂縫。為了能夠及時止損，避免太陽直接暴曬板塊表面，施工人員第一時間采用塑料布以及編織布等遮蓋混凝土版塊表面，然而混凝土在塑料布下受到水化熱和氣溫的雙重作用，進而使其內部溫度迅速升高。與此同時，工作人員未綜合考慮混凝板的實際情況及時采取切縫的措施，這導致在完成養護工作之后，在將覆蓋物揭開并對路面清掃時發現了諸多橫向裂縫[1]。

2 公路工程施工影響混凝土裂縫產生的因素及應對措施

2.1 影響因素

2.1.1 材料選用

對于公路工程施工來說，混凝土是其至關重要的施工材料，施工人員在制作混凝土的過程中若是沒有把控好砂石、水泥等材料的配合比，便會嚴重影響材料質量，進而增加路面出現裂縫的可能性。但結合實際情況來看，部分公路工程在實際開展施工的過程中并沒有充足的資金，這便在一定程度上影響了材料本身的質量。具體表現在對材料進行選擇時往往會從成本控制的角度出發，而非將重點放在材料質量方面。盡管選擇成本更低的材料能夠幫助公路工程控制建設費用，進而提升工程的經濟效益，但從長遠的角度來看，材料質量直接關系到工程整體的質量，若是所采購的材料未符合相關標準，便會嚴重影響混凝土的強度，進而導致混凝土出現嚴重的裂縫問題。

2.1.2 溫度變化

混凝土結構在很大程度上會受到溫度變化的影響，其原理便是熱脹冷縮，若工程在夏季高溫天氣進行施工，那么混凝土結構便有可能會發生膨脹，但到了冬天之后，氣溫逐漸降低又會使得混凝土出現收縮，這一現象的存在會導致混凝土結構形狀出現一定程度的變化，并會嚴重影響其內部結構的穩定性，最終產生一系列的裂縫問題。公路工程的水泥混凝土由水、水泥、砂子、碎石骨料等組成，當水和水泥在不斷混合之后會產生大量熱量，使其內外部出現較大的溫差，若不采取有效措施控制溫差，最終改變水泥混凝土原有的結構，進而產生裂縫。若公路工程選擇在寒冷的冬季進行施工，降雪和路面結冰會增加公路所承擔的壓力，同樣會對其結構造成影響，增加裂縫出現的可能性[2]。

2.1.3 混凝土收縮

混凝土收縮也是公路混凝土結構產生裂縫的重要原因，如果工作人員沒有科學把控混凝土的水和水泥使用量，在混凝土凝結初期或硬化過程中出現較大的體積收縮現象，便會使混凝土結構出現一定的收縮裂縫，如圖1所示。

圖1 收縮裂縫

收縮裂縫產生的原因主要是水分所在位置不同會有不同的蒸發流失速度，通常情況下，混凝土表面的水分比內部的水分蒸發流失更快，因此結構表面所產生的變形較大，外部結構的收縮變形會在一定程度上對其結構內部變形起到一定的約束作用，使其整體結構遭到破壞進而產生裂縫。收縮裂縫基本上產生于混凝土結構表面，其裂縫的形狀大多為網狀，其一旦出現收縮裂縫會導致混凝土抗滲性遭到嚴重破壞，使混凝土內部的鋼筋暴露在空氣中而遭到侵蝕，難以保障公路混凝土路面應有的承載力及耐久力。

2.1.4 操作不當

在公路工程施工的過程中，若作業人員本身沒有嚴格按照施工標準進行操作，也會使混凝土出現裂縫問題。例如，在分層澆筑階段，如果施工人員沒有按照標準施工流程對每一個細節進行把控，僅僅根據施工人員自身經驗對澆筑的厚度和時間進行把控，忽視混凝土材料的配比、混凝土路面的溫度控制，便有可能造成混凝土路面出現裂縫，為后續的施工和運行埋下安全隱患。

2.2 應對措施

2.2.1 把控施工材料的選用

為了能夠有效解決公路工程裂縫問題，保障其施工質量，相關工作人員應當在正式施工前落實材料質量的把控，這樣便能夠為后續施工奠定堅實的基礎。工作人員按要求從原材料采購入手，嚴格管控材料的質量，從根本上提升工程質量。在此過程中，工作人員還可以通過應用相關信息技術，對施工材料進行全方位的監控，以免劣質材料進入施工現場影響后續的施工建設[3]。

2.2.2 加強溫度控制

為了有效應對溫度變化導致公路混凝土路面出現裂縫的問題，施工人員應該在公路建設的過程中加強對于溫度的控制。從溫度裂縫產生的原因來看，該類裂縫的出現基本上是受到溫度差的影響。因此，工作人員需要加大力度實現對混凝土內外部溫度的合理控制，確保其能夠始終維持在相應的標準范圍內。公路混凝土路面在振搗、運輸、攪拌以及澆筑等環節會造成材料之間的摩擦，這不可避免地使混凝土內部的溫度升高。為了有效應對這一問題，工作人員應當合理使用冷卻水管道，對混凝土采取相應的降溫處理措施。例如，在進行大體積混凝土施工的過程中，可以通過冷卻水管道合理控制混凝土的溫度，以免其在澆筑階段產生變形損壞，進而對混凝土整體的穩定性和安全性造成負面影響。冷卻水管道如圖2所示。

圖2 冷卻水管道

在混凝土澆筑環節，可以使用冷卻水管中的冷卻水降低混凝土溫度，具體來講，相關工作人員應當在綜合考慮各方面因素的基礎上合理選擇測溫點，實時動態監測混凝土內部的溫度，確保其內外部的溫度差能夠始終維持在25℃以內，這樣便可以盡量減少溫度裂縫的產生。要想充分發揮冷卻水管在溫度控制方面的實質性作用，工作人員應當合理控制進水口以及出水口的具體位置處在混凝土的上層，以保障其科學運行，為了減緩混凝土表面溫度的降低速度，工作人員可以在上面覆蓋毛氈等，為混凝土高效實現凝固創造良好的條件。

2.2.3 合理添加外加劑

為了能夠減少混凝土收縮所造成的裂縫，施工人員在開展施工的過程中需要合理使用外加劑，此舉可以在一定程度上提升混凝土施工的質量。對于部分大體積混凝土施工而言，如果施工人員所選用的外加劑本身存在一定問題，便會直接降低混凝土的施工質量，難以支撐工程整體的高質量建設及運行。因此，工作人員應當注重外加劑的合理使用，以便于切實發揮出外加劑本身的作用，推動工程的高效建成和投入使用。要想保障大體積混凝土施工的質量，施工人員可以結合實際情況將適量的堿水防裂外加劑添加到混凝土當中，水灰比出現變化時會直接影響混凝土的收縮情況，而靈活使用堿水防裂外加劑能夠實現對于水灰比的高效控制。以甘肅某環山公路水泥混凝土路面工程為例，施工人員在添加堿水防裂添加劑之后，其混凝土產生了明顯的變化，在水泥用量和用水量方面，較之以往分別減少了15%和25%，這便在極大程度上減少了不必要的材料投入，在原有的基礎上提升了公路工程的有效性，由此可見外加劑的重要作用[4]。

2.2.4 規范施工和養護

操作行為不規范是公路工程混凝土施工出現裂縫的重要原因之一，所以工作人員在施工過程中需要強化對技術的合理控制，以免其產生質量和安全問題，在此過程中，建設單位應當綜合考慮各方面的影響因素持續制定相應的技術要求和施工標準，確保工作人員能夠始終按照施工方案和技術要求開展施工作業。同時，建設單位應當加強對施工人員的培訓，確保其具有扎實的專業知識，在施工階段能夠始終按照相關要求，在工作中落實技術方案，進而推動工程整體綜合效益的進一步提升。

除此以外，施工人員還應當提高對養護工作的重視程度，要是養護工作存在不足會增加其出現裂縫的可能性。在公路工程進入竣工驗收階段之后，工作人員應當從工程本身的技術要求出發編制具體的養護方案，為后續養護工作提供指導。在養護工作中，工作人員應根據公路的具體運行狀況，綜合當地的季節變化對合理選擇適當的養護方案。以甘肅某環山公路水泥混凝土路面工程為例，當工程在8月完成公路混凝土路面施工之后，便要嚴格開展養護工作，加強控制其混凝土溫度的濕度，以免由于水分不足產生裂縫。在養護階段，施工人員需要適當采取覆膜或噴水等措施進行保濕處理，如圖3所示。

圖3 混凝土覆膜

3 結語

綜上所述，混凝土裂縫的存在會嚴重影響公路施工其運行的安全性和穩定性，針對裂縫成因采取有效的解決措施能夠最大限度地避免裂縫的產生，降低裂縫對公路工程所造成的負面影響，對交通基礎建設領域的持續平穩發展有積極的促進作用。因此，工作人員應當提高對公路工程混凝土裂縫治理的重視程度，并從材料、溫度以及操作等方面著手采取相應的措施，從源頭上杜絕混凝土裂縫的出現，為公路工程的高質量運行奠定堅實的基礎。