淺談公路工程施工中路面裂縫的成因

【摘 要】隨著公路工程建設技術的不斷發展，水泥混凝土路面已經成為一種重要的路面形式，在公路工程建設中應用范圍廣泛。公路工程中混凝土路面具有剛度大、板體性好、強度高、使用壽命長等優勢，但是由于混凝土路面在擁有上述優勢的同時還存在這非均質性、低韌性、現場施工條件、施工水平可變性等因素的影響，使得混凝土在公路工程施工中還存在著許多的問題，裂縫、斷板等病害的存在嚴重影響了公路路面的使用性能。本文通過對水泥混凝土公路路面裂縫形成的特點和類型進行分析，研究裂縫產生的原因，希望能與廣大同仁共勉。

【關鍵字】公路工程；路面裂縫；混凝土強度

1 國內外發展現狀

在經濟發展科技進步的過程中，公路工程施工技術得到了極大的提高。由于混凝土本身具有的較高的抗壓強度、優良的耐久性、易于取材等優良特點，同時一些高性能混凝土所具有的抗壓強度甚至可以與鋼材相媲美，混凝土已經廣泛應用于公路、橋梁等工程建筑施工中。近年來隨著公路施工規模的不斷擴大、公路施工速度的不斷提高，混凝土在公路工程施工中的用量也在不斷增加。目前公路工程施工的技術已經得到了質的飛躍，并且公路工程施工的高性能、自動化以及快速化給城市建設帶來了巨大的發展空間。但是，在公路工程施工快速發展的同時，其自身所出現的各種問題也逐漸被人們所重視，尤其是在公路工程施工中路面裂縫的出現給公路工程施工帶來了巨大的難題，也是目前公路工程施工中最難控制的問題，公路工程路面裂縫控制技術難度也逐漸增加。

2 公路工程施工路面裂縫的種類

2.1 結構變形裂縫

結構變形裂縫是公路工程施工中路面裂縫的常見種類，其產生主要是由于公路工程施工結構的外在原因所引起的 ，主要細分為以下種類：

2.1.1 外荷載裂縫；

2.1.2 地基、路基變形裂縫；

2.1.3 結構溫差裂縫。

2.2 無荷載變形裂縫

無荷載變形裂縫主要是由于公路工程施工中建筑原材料內在質量和材料配比等施工技術和施工條件限制所引起的路面裂縫。無何在變形裂縫是指混凝土在水化熱、氣溫、太陽輻射等影響下而發生變形時受到約束而產生的裂縫。主要細分為以下種類：

2.2.1 收縮裂縫，主要表現為由于氣候干燥、溫度、水化、碳化收縮所引起的裂縫；

2.2.2 塑性裂縫，還可分為塑性干縮裂縫、塑性沉降裂縫等；

2.2.3 腐蝕裂縫；

2.2.4 震動疲勞和慣性震動造成的剪切裂縫。

3 裂縫產生的原因

3.1 內部原因

3.1.1 溫度變化引起的裂縫

目前公路工程施工中所選用的混凝土具有熱脹冷縮的性質特點，在混凝土硬化的初期，水泥水化會放出較多的熱量，但混凝土卻是熱的不良導體，其散熱緩慢，混凝土內部的溫度高于外部，這就使混凝土會產生明顯的體積膨脹，同時外部的混凝土會隨氣溫的降低而冷卻發生收縮，尤其當受到突發的氣溫、濕度等影響時這種收縮會更大。溫度的變化使得混凝土在硬化的過程中，內部與外部的溫度產生極大的差異，硬化過程內外溫差不同步，內外部硬化強度也就必然不同。在內部膨脹外部收縮的情況下，混凝土的內外部相互制約，這就會產生極大的拉引力，當外部的混凝土所受的拉應力超過混凝土抗拉強度的極限時，就會產生路面裂縫。

3.1.2 混凝土干縮裂縫

公路工程施工過程中出現的混凝土干縮裂縫是比較主要的路面裂縫產生原因。干縮主要是指混凝土在工程施工的凝結過程后所出現的體積收縮的現象，這種混凝土體積的收縮長期并且是持久的。混凝土的干縮主要是由于長期置于為保殼空氣中的混凝土由于內部水分的散失而造成的，而混凝土在干燥時的體積變化并不等于其所散失掉的水分的體積?；炷猎诟稍锏目諝庵兄饾u硬化，同時由于內部水分的逐漸蒸發，混凝土的體積也逐漸發生干縮，而這種干縮的現象一般是表面較大，內部較小，所以干縮往往會導致路面產生許多細微的裂縫。混凝土受外部干燥、溫度、水化、碳化所產生的收縮裂縫，也與干縮裂縫相似，收縮裂縫是混凝土水化產物的總體積小于原有的總體積，因此混凝土體積產生收縮，進而產生裂縫。

3.1.3 塑性裂縫

塑性裂縫主要是有塑性收縮所造成的，塑性收縮是指混凝土在凝結前，因表面失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般多發生于干熱或大風的天氣，其產生的主要原因是混凝土在最終凝結前基本上沒有強度或是強度很小，同時受到高溫和較大鋒利的同步影響，混凝土表面的水分喪失過快，造成了其毛細管中產生較大的負壓，這時混凝土體積發生急劇收縮，在收縮時產生的應力一般大于其自身所能承受的內應力極限，因此產生表面龜裂現象。

3.2 外部原因

3.2.1 下承層施工原因

在基層標高失控而造成路面的厚度不一致時，過薄或過厚的交界處將成為裂縫出現的薄弱斷面，在混凝土收縮時，這些薄弱斷面難以承受拉應力近而出現開裂?；鶎拥牟黄秸矊O大的增加其余混凝土界面的摩擦阻力，使得易在較薄弱的路面出現開裂。由于基層承受交通壓力，造成基層出現微裂縫并且不能得到及時有效的處理，造成反射裂縫，上行混凝土出現開裂?；鶎拥牟痪鶆虺两狄矔斐陕访媪芽p，在填挖相交的斷面處，軟弱地基，壓實度不足的地段，由于壓實不均勻路段，使得其在路面長期的使用過程中，由于水溫等條件的變化以及行車荷載的共同作用，路基產生不均勻的沉降，使沉降量不同的結合而產生錯臺，面板因此由于荷載作用導致開裂。

3.2.2 施工工藝造成的裂縫

公路工程施工過程中，除了上述的內外部材料因素的影響外，施工工藝不當同樣會造成路面出現裂縫。由于施工工藝不當、攪拌不足或過分，振搗不密實而造成的混凝土強度不足或不均勻，極易導致路面出現早期開裂、斷板的情況?；炷恋恼駬v時間不已過程，否則將會造成分層，粗細顆粒沉升分化，造成混凝土強度不均勻，表面收縮裂縫將會增加。在施工過程中由于各種施工條件突變所導致的混凝土澆筑作業中斷，在澆筑時不恩給你按照施工縫進行處理，新舊混凝土由于結合不良和收縮不一致等情況而形成不規則的接縫，這樣也容易造成路面裂縫的出現。

3.3 設計養護原因

3.3.1 設計缺陷造成裂縫

設計缺陷裂縫主要是由于對工程施工所用混凝土的配合比設計不當所造成的，混凝土配比水泥用量過大或砂率過大、外加劑使用不合理，混凝土在重力作用下產生離析就以及導致這類裂縫的出現。

3.3.2 養護不當

除了路面施工過程中影響路面出現裂縫的原因以外，對路面的養護工作也是影響路面裂縫產生的原因之一。對路面養護不及時或養護方式不當都會造成路面裂縫的出現。在氣溫高、濕度小、風速大的不利自然條件下，混凝土表面的水分蒸發過快，極易在路面形成干縮裂縫。

4 總結

公路工程施工中路面裂縫是混凝土結構中普遍存在的現象，產生裂縫的原因是多方面的，除了上述導致公路工程施工中路面裂縫產生的原因外，還存在由于公路設計、施工、使用過程中造成的不足，或由于混凝土內在原因以及因溫度、濕度變化、地基沉降變形的問題的影響，導致公路路面出現各類的裂縫。因此，對于路面裂縫必須要不斷的加強對其產生原因的分析，具體分析各種影響因素，同時對混凝土裂縫進行認真的分析和研究，并在施工中盡量避免和預防裂縫的出現，提高公路路面的施工質量。在公路施工中要嚴格的按照施工操作規范和技術要求進行，保證各個環節能夠順利進行，減少公路路面裂縫產生的可能。

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