公路施工中混凝土產生裂縫的原因及處理

白曉虹 劉忠

摘要：隨著我國公路建設里程的不斷增長，公路混凝土裂縫的管理處理工作日加繁重。同時公路的建設時間一般為一到多年時間，施工期間受到各種因素作用下，裂縫的出現是不規律的，從而影響到公路的使用安全。本文首先具體探討了公路施工中混凝土產生不同裂縫的原因與過程，然后提出了相應的處理措施：優化公路選線，積極采用壓漿法，創新灌縫管理和做好混凝土的養護。

關鍵詞：公路；施工；裂縫；原因；處理

隨著我國經濟建設的高速發展和國家4萬億基礎設施投資的實施，我國公路得到了快速發展，公路的路面工程量大、涉及因素多，公路沿線所處的土壤、水文等外部條件有著顯著的差別，路面結構層構成狀況不同，施工設計水平也不盡相同【1】。公路開放交通后，路面混凝土原先的裂縫就會導致各種不同程度、不同類型的路面早期破壞現象【2】。為此探討公路施工中混凝土產生裂縫的原因及處理措施意義重大。

1 公路施工中混凝土產生裂縫的原因

混凝土路面出現裂縫的原因和裂縫出現的形式多種多樣，影響里路面產生裂縫的主要因素有：混凝土質量、混凝土材料性質、氣候條件以及施工質量的影響。混凝土路面出現裂縫的主要形式為縱向裂縫和橫向裂縫。

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫是混凝土路面病害的常見病害之一，在發生原因上，我們知道，就混凝土自身材料性質而言，混凝土是一種熱脹冷縮型材料。在一些特殊環境下，混凝土的收縮變化已遠遠超出混凝土的極限拉應力，從而，在混凝土面層薄弱處就會產生裂縫【3】。同時當前我國公路路面基層如果采用半剛性基層材料，半剛性基層成型后明顯或隱約存在裂縫。在行車荷載的作用下，特別是超重車輛較多的情況下，半剛性基層底部產生過大的拉應力，導致基層開裂。還有由于橋頭路基填土壓實度不夠以及對原地基未做適當處理，使鄰接構造物的路面明顯出現不均勻下沉，沉降引起的沿橋涵臺背方向的橫向裂縫【4】。

1.2 縱向裂縫

混凝土路面產生縱向裂縫主要有路基填筑質量路基填料本身原因等原因。比如由于路基填方材料的不均勻性，影響了路基的整體性能。而如果兩側邊溝積水的情況下，對外側路基浸泡使粘土地基和路基含水量相對長時間處于飽和狀態，造成地基承載力下降，路基整體強度降低，在重車荷載的反復作用下，產生路面縱向開裂。此類裂縫的位置通常處于外側行車帶附近，在雨季后開始出現輕微裂縫，隨著冬季溫度的下降，在溫度應力作用下裂縫繼續發展，經過幾年的行車碾壓和溫度變化，裂縫逐漸加寬并且貫通【5】。

2 公路施工中混凝土產生裂縫的過程

當前在路基產生裂縫的形的影響下，路面墊層底部在裂縫處受到了很大的拉應力，在抗拉強度超過屈服強度時，路面底部被拉裂，產生了較小的裂縫，在路基下陷和車載的反復作用下，裂縫向路預面擴大發展，貫穿路面形成了寬度比較大的裂縫。裂縫產生的過程分兩步：(1)拉開過程。由于路基變形，路面底部墊層受拉應力過大而產生裂隙；(2)擴展過程。荷載重復拉應力的作用使得裂隙垂直向上擴展，最大拉應力仍產生在裂隙處，最終形成危害較大的裂縫【6】。

3 公路施工中混凝裂縫的處理

3.1 優化公路選線

要擺脫計劃經濟年代遺留下來的過分強求統一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵編制地方性規范，在公路地基耐久性標準上，可有不同的設置水準。全國性的規范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別像軟土工程那樣的規范更是如此。比如路線通過山坡時，宜選擇在平緩、干燥、向陽的地帶。在積雪地區，路線應選擇在積雪較輕的山坡上，這些地帶的多年凍土通常埋藏較深，含冰較少，穩定性較好。路線縱斷面應盡量采用填方，盡可能避免挖方、零斷面或低填淺挖斷面。如受條件限制時，也要盡量縮短零斷面、半填半挖及低填淺挖路段的長度，以減少處理工程，在厚層地下冰地段，應避免以挖方通過。路線宜選擇土質良好的地帶通過，并應盡量靠近取土地點以及砂、石和保溫材料產地。

3.2 積極采用壓漿法

混凝土縱向裂縫一般建議采取壓漿處理，施工時壓入水泥凈漿，建議普通硅酸鹽水泥，注漿壓力為1.5Mpa以上。壓漿前用環氧砂漿對裂縫表面進行封堵，沿裂縫每隔15m預埋一注漿管，從一端開始，依次注漿直到相鄰注漿管溢出漿液為止，壓漿前移。如中間有壓漿管不能溢出漿液，則將壓漿泵移至相鄰的下一孔管進行注漿。

3.3 創新灌縫管理

在橫向裂縫處理中，縫寬在6 mm 以內的，將縫隙刷掃干凈，并用空氣壓縮空氣吹去塵土；縫寬在6 mm以上的，剔除縫內雜物和松動的縫隙邊緣，或沿裂縫開槽后用4-6MPA 空氣壓縮空氣吹去塵土；對普通混凝土或SBS改性混凝土進行現場加熱，溫度控制在150℃-160℃；用鐵壺或專用容器將熱混凝土灌入縫內，一般需澆灌2-3 遍；待混凝土溫度下降至常溫后即可開放交通。

3.4 做好混凝土的養護

常溫情況下應嚴格按規定及時對混凝土澆水養護，高溫、低溫環境下，澆水后應適當覆蓋，使混凝土不致受風吹、曝曬，以保持混凝土足夠的濕潤狀態，避免混凝土過早干裂；避免因過大的變形應力超過混凝土拉應力而出現裂縫。混凝土澆水養護的次數以能保持混凝土具有足夠的濕潤狀態為宜。對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土應不少于7天，對于抗滲混凝土及摻緩凝劑的混凝土，不少于14天。

總之，公路混凝土路面裂縫的形成是多種內因與外因綜合作用的結果，其控制必須進行全面的考慮。

參考文獻：

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[3] 竇明健，胡長順，多吉羅布，等．青藏公路路面病害成因分析[J]．冰川，2003，25(4)：85-87 .

[4] 孫均，遲景魁，曹正康，等．新型土工材料與工程整治[J]．中國建材工業出版社，2008.

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[6] 陳君朝．高速公路瀝青混凝土路面早期病害及其防治措施[D]．工程碩士學位論文，2010.