公路工程混凝土病害因素及防治策略分析

陳翔

（嘉興市交通運輸綜合行政執法隊，浙江嘉興 314001）

0 引言

公路工程建設與人們安全出行有著密切關系。當前公路工程建設大多選擇水泥混凝土材料進行施工，由于材料施工工序簡單，具有較高耐久性，在投入使用過程中，不易發生路面變形情況，所以已經在公路工程建設中廣泛應用。但是在實際建設過程中，因為施工期間未能合理控制各項影響因素，所以導致混凝土路面出現裂縫、變形或者接縫損壞等病害，導致公路工程質量降低，所以加強混凝土病害防治極為重要。對此，文中首先了解混凝土常見病害類型，并分析混凝土病害發生原因，以探討有效防治措施，為工程企業提供參考。

1 公路混凝土病害類型

1.1 混凝土板損壞

公路工程混凝土板損壞為常見病害，主要表現在：

一是縱向裂縫，大多發生在高填方路段、軟土地基路段，通常是因為路基施工過程中存在橫向不均勻沉降而引發，在公路建設期間，如果先將超車道與主車道一半的路基進行填筑，當確保交通貫通后再開始剩下一半的路基填筑，這時則極易導致縱向裂縫產生，另外，在進行攤鋪作業期間需要依賴大型設備開展施工，如果大型設備前進速度過快，未能充分振搗，同樣可能會導致縱向裂縫產生[1]。

二是橫向裂縫，一般發生在填挖交界斷面或者是軟土地基路段，大多數橫向裂縫發生均和施工技術有關，比如混凝土澆筑過程中存在較大溫差，導致翹曲應力形成，或者是振搗棒應用不當，下層骨料出現離析，這時上層漿體容易出現斷裂。

三是掉角，當混凝土板下沖刷掏空后，因為板角應力過于集中而導致掉角，可能和施工調料質量過低、基層細料過多、板角振搗時間過長等原因有關。

四是孔洞，主要指的是混凝土路面發生破損，大多和混凝土材料有關。

1.2 接縫損壞

混凝土接縫損壞病害主要表現在以下幾個方面：

一是接縫劑碎，主要指的是在靠近接縫或者距離裂縫50cm 范圍內，混凝土板產生碎塊或者通縫，通常情況下，當接縫處兩端混凝土未能保持一致輕度，經傳力桿持續作用，則會促使混凝土板破碎，大多發生在構造物接頭部位[2]。

二是板底脫空，主要指的是混凝土板下方基層細料在縫隙或者邊緣處冒出，這時板底與基層頂面產生脫空情況。

三是拱起，當路面長時間投入使用時，在熱脹冷縮持續影響下，板縫會持續加大，混凝土板伸張壓力會逐漸大于混凝土板摩擦力，但是會比混凝土抗壓強度低，所以導致向上拱起。

2 公路混凝土病害發生影響因素

2.1 設計因素

在進行公路工程設計時，應綜合考慮環境因素、氣候因素、交通量、路面荷載、路基深度等因素，并對軟土進行特別的處理。在實際設計過程中，由于資金和技術條件的限制，地質調查工作的開展并不完善，導致了基層設計和面層設計不合理[3]。此外，由于混凝土的配制不夠科學，所采用的骨料質量不高，不符合級配的要求，不易構成高密度的骨架，從而造成了公路的安全隱患。

2.2 施工因素

施工因素是影響公路混凝土病害發生的一個主要因素，以原材料選擇來說，混凝土材料主要是水泥，具有較高強度與抗水性，但是在施工過程中，施工企業可能為了減少施工成本，混用其他水泥材料，導致水泥性能降低；從施工工藝技術方面來看，如果施工設備較為落后，也會導致混凝土性能受到影響。

2.3 氣候因素

混凝土病害和氣候溫度有著密切聯系，在夏季施工過程中，因為外界環境溫度較高，可能會促使內部應力失去平衡，導致路面裂縫發生。另外，如果溫差過大或者是氣候干燥等，混凝土路面也十分容易產生干縮裂縫。

2.4 水文因素

混凝土路面在實際應用過程中，也會遭受到水文因素的影響，比如車輛超載后會增加路面承受荷載，形成水壓力，給予基層細集料持續沖刷，所以在長期影響下導致細料漿形成，從而引發混凝土裂縫[4]。另外在公路使用時間延長下，路面橫縫填縫料發生破損脫落，使得地表水逐漸滲入到路面基層，導致基層發生軟化，最終給病害形成提供了有利條件。

3 公路混凝土病害有效防治措施

3.1 正確選擇混凝土材料

公路工程施工過程中，混凝土材料的質量能夠對公路路面質量產生嚴重影響，所以在進行混凝土材料選擇時，必須要重視下面要點：

第一，盡可能選擇收縮量與發熱量較小的普通硅酸鹽水泥，并且給予材料檢測，確保水泥強度以及安全性等各項指標可以符合施工要求[5]。

第二，針對混凝土材料使用時，水泥等級與規格不同或者廠家不同的材料，均不可以混合使用，在進行入庫前必須詳細檢查水泥重量，并合理選擇砂石材料，砂石材料應該選擇堅硬度高且最大粒徑低于40mm 的砂石。

3.2 正確設置接縫

接縫設置一般分成兩種，第一種是縱縫設置，如果公路路面寬度大于4.5m，則要求進行縱縫設置，并且借助拉桿防止錯臺形成。拉桿長度通常需要保持在50～70cm 之間，間距嚴格控制在80～100cm 范圍內，螺紋鋼筋選用直徑14～16cm 規格。第二種是脹縫設置，根據公路工程施工經驗判斷，在實際施工時需要盡可能減少脹縫數量。

《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTGD 40—2011）來看，鋼筋混凝土搭板兩端位置需要進行脹縫設置，同時路面與涵洞等結構連接處也需要進行脹縫設置[6]。在脹縫設置過程中，必須要時刻與縱縫處于垂直，脹縫處混凝土板要求徹底斷開，并且將寬度嚴格控制在2cm 內，脹縫內禁止連漿、雜質等存在。在進行接縫作業時，上部需要應用瀝青材料，下部應用嵌縫板，做好清潔干燥工作。

3.3 加強病害處理

當公路工程在投入應用過程中，必須定期做好各項檢測，觀察公路混凝土位移與沉降發生情況，如果位移或者沉降超出范圍，則必須第一時間采取措施處理。以裂縫病害處理為例，當前裂縫處理方法主要包括灌漿法與植筋法，具體方法示意圖見圖1。在進行修補過程中，需要注意以下兩點：

圖1 灌漿法處理裂縫的示意圖

第一，針對混凝土板需要適當鑿出一定深度的矩形槽，深度大約在5～7cm 范圍內，并且在槽壁上給予水泥砂漿均勻涂抹，完成后再給予混凝土填補[7]。

第二，針對損害程度較大的裂縫，則需要將凹槽貫穿整個混凝土板，并且在邊緣位置打洞，洞的深度一般保持在10cm 左右，直徑保持在4cm 左右，間距嚴格控制在30～40cm 范圍內，同時需要將鋼筋準確插入洞中，快速澆筑砂漿，當砂漿完全硬結后，給予槽壁水泥漿涂抹。

3.4 加強混凝土施工管理

公路工程實際建設過程中，需要針對混凝土施工各個環節進行加強控制，以有效防止混凝土病害產生。例如在混凝土施工期間，選擇二次振搗法，對于已經完成澆筑且逐漸實現初凝混凝土開展二次振搗，幫助混凝土重新進行液化，可以將混凝土中包含的粗大骨料以及一些過多水膜徹底清除，從而提高混凝土構件穩定性，保證混凝土質量，避免沉陷裂縫與塑性裂縫出現[8]。當混凝土施工全部完成后，需要做到保溫與保濕處理，在混凝土表面適當添加一層保溫膜，同時密切監測外界氣溫，以合理控制混凝土內外部結構溫度，從而預防溫度裂縫形成[9]。

另外，在混凝土工程施工時，需要重視混凝土振搗密實等操作，若有必要應該適當添加優質煤粉灰，以減少混凝土水灰比，以防止內部出現過多空隙，控制干縮裂縫形成。

施工管理在公路混凝土建設過程中起著重要作用，能夠直接影響混凝土施工質量，若是未能有效完善管理，則會導致混凝土質量降低，留下安全隱患。首先，施工單位要健全施工管理制度，把質量控制責任細化到各個工作崗位和工作人員，確保工程管理工作的有序進行。若有發現任何質量問題，能立即尋找相關責任人員。其中，施工材料的質量檢驗更是重中之重，能夠直接給工程質量造成影響。其次，還需要強化對基礎建設技術的監督。在公路工程施工中，先要對基礎物料進行集中拌和，然后使用攤鋪機將基層物料進行碾壓，并及時進行維護，這樣有利于防止質量問題出現，確保公路基層強度符合設計要求。最后，加強質量及施工溫度控制，在實際施工時，當混凝土遭受到水泥水化熱影響后，短時間內水分會快速流失，從而形成混凝土裂縫，所以對于該類情況，公路工程在施工過程中，需要在采購環節加強混凝土原材料質量控制，盡可能選擇有效的水泥材料，若是工程在夏季環境下施工，則混凝土在攪拌期間應該適當加入冰塊，以達到為混凝土降溫的作用，并且在混凝土澆筑時，需要持續擴大混凝土散熱面積，有助于混凝土內部水分快速散發。若是公路工程建設在冬季環境下施工，則應該加強外界環境的監測，并合理控制施工現場環境，以控制混凝土內外部環境，避免裂縫形成。

3.5 加強混凝土運輸控制

公路工程相關企業在施工過程中，需要合理應用強基厚面盡可能避免超載給公路路面造成的不利影響。同時在進行牌照辦理時，需要對施工材料的運輸車輛進行嚴格檢查，如果發現存在“大噸小標”或者是“小噸大標”的車輛，一定要進行整改，不給予牌照發放。在施工管理過程中，一旦發現任何超載車輛，需要直接扣留超載車輛，并將其超載貨物卸載[10]。另外，交通運輸部門還需要不斷增強路政管理，對車輛載重進行嚴格限制，有效提高混凝土路面使用期限。

3.6 加強混凝土管理及養護

混凝土管理與養護作為一項有效病害防治措施，當混凝土路面發生質量問題后，若是企業未能及時給予養護與修補，則可能導致病害程度加重，因為接縫損壞時形成的破壞力較大，因此需要及時清掃混凝土路面，給予接縫養護處理。對于混凝土路面上砂石與雜物一定要徹底清理，防止車輛反復碾壓砂石，給路面造成更大的影響。

除此之外，施工人員還必須加強路面接縫填縫料干預，當發現填縫料老化或者受損后，第一時間給予整治。對于混凝土路面必須加強管理，做好各項養護措施，能夠在很大程度上防治病害，提高混凝土路面質量。

3.7 加強專業化試驗檢測隊伍建設

公路工程項目建設過程中，人員素質起著重要作用，所以必須組建一支專門的試驗檢測團隊。根據公路工程的實際需要，科學、合理地配備人力和裝備，防止人力和物力的流失，對員工進行系統全面的專業化訓練，保證他們能夠順利地完成專業的考核，為公路工程建設作出貢獻。

此外，測試儀器必須要通過專門的測試機構進行測試，保證符合要求后方可投入使用，以便獲得更為精確的測試結果。

4 結語

綜上所述，近幾年公路工程建設規模不斷增大，給公路工程施工提出更高要求。混凝土作為公路工程中一個重要材料，由于自身優勢特點得到廣泛應用，但是在實際應用時，因為各種因素的影響，導致公路工程常常存在混凝土病害，影響工程質量，因此工程企業必須要加強混凝土材料控制，加強混凝土養護與防治，以預防混凝土病害發生，提高公路工程質量。