探析公路與橋梁施工溫度及裂縫防治措施

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，城市化水平不斷加快的情況下，經濟發展也為社會的各方面創造了良好的硬件環境，道路和橋梁等基礎建設也在飛速發展，各個地區在交通工程建設方面尤其在道路方面的投入不斷加大，橋梁工程設計施工的改進和管理水平明顯提升，工程質量有了質的跳躍。混凝土是道路和橋梁的關鍵工程材料之一。然而，由于其有機化學特性，致使其非常容易受到溫度元素的干擾并產生裂縫，這不僅會影響到公路橋梁施工整體結構的一致性和可靠性，還會繼續給公路橋梁的行車安全帶來風險。因此，施工單位必須采取科學合理的裂縫防治措施，充分保證公路及橋梁的質量與安全。

關鍵詞：公路橋梁;施工溫度;混凝土結構;裂縫防治

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國公路與橋梁建設總量和運營規模的增加，路網覆蓋區域不斷發展，國民對建設質量也明確提出了進一步的規范。混凝土作為道路橋梁建設中的關鍵工程材料之一，由于其自??身的特性，極易受到施工溫度等多種因素的干擾，導致混凝土出現裂縫，不僅破壞公路與橋梁建設的整體結構，更有可能降低工程的使用壽命，致使公路橋梁的橋梁特性降低，從而給交通出行的安全系數和暢通性帶來不利影響。所以施工單位必須深入了解混凝土構件引起的溫度裂縫的原理，詳細分析施工溫度與裂縫之間的客觀現實，采取相應的預防措施，盡量減少裂縫的發生。這樣做能夠為公路與橋梁工程的整體結構安全和穩固提供有效的保障，并促進我國路橋建設的平穩發展。

1 公路與橋梁混凝土溫度裂縫介紹

1.1 公路與橋梁混凝土裂縫的三大類型

在公路與橋梁工程的運營過程中，混凝土受到工程施工溫度等因素的干擾，會出現裂縫現象。在公路與橋梁大體積混凝土工程中，由于溫差造成的構件裂縫概率較高，其總寬度通常超過0.3毫米。混凝土工程中常見的溫度裂縫包括表面裂縫、深層裂縫和周圍裂縫三大類型。其中，大部分表面裂縫發生在混凝土澆筑后1天上下，這種現象主要呈現無規律的縱橫交錯分布特征。當澆筑后的混凝土在15天時間左右，會出現深層次的縫隙或平行面的穿孔縫隙。穿縫方向與主筋平行，嚴重危害公路與橋梁鋼筋混凝土的安全系數和穩定性。因此，有必要對混凝土引起的溫度裂縫進行詳細分析。

1.2 公路與橋梁的施工溫度對裂縫產生的影響

（1）混凝土工程受溫度和地應力影響而產生裂縫。溫度壓力是導致公路與橋梁出現裂縫的主要因素，造成溫度壓力的因素是水泥混凝土在澆筑和排熱后30天內釋放出大量的水化熱，這將明顯損害混凝土的彈性模量，并造成非常強的壓力作用。在混凝土除熱初期，彈性模量的變化并不顯著，但隨著溫差的增大，應力的影響越來越顯著。在溫度和壓力的直接影響下，混凝土工程會產生變形現象，并在受到邊界約束的情況下產生約束應力，從而產生間隙。除此之外，假如混凝土內部有著非常顯著的非線性應力作用，其邊界約束的情況又不樂觀，那么混凝土內部構件則會出現溫度應力。

（2）混凝土工程受水化熱原因的干擾時，會出現裂縫。混凝土混合料中的水泥材料會形成大量的水化熱現象，水化熱在使用過程中會導致混凝土內部構件的溫度迅速提高。一旦水化熱的熱量沒有立即耗盡，且工程的施工環境溫度低于平常地表溫度，混凝土內部構件的里外溫差就會顯著增大，導致出現裂縫。

（3）混凝土構件因工作溫度的變化而受到損害并出現裂縫。在公路與橋梁混凝土工程施工過程中，如果工作溫度發生明顯變化，將對混凝土構件造成很大危害。當混凝土構件的壓力作用增大，超過混凝土抗壓強度的工作能力時，公路與橋梁就會產生裂縫。

2 公路與橋梁施工中溫度裂縫防治措施

2.1 合理控制混凝土和混合料配比

在公路與橋梁施工過程中，為了更好地避免溫差的發生，應根據工程的具體情況，改進混凝土和混合料的配合比。在明確混凝土混合料的成分和實際用量時，應從多方面把握工程項目的具體要求、公路梁橋的設計方案以及安裝規范等指標，尤其是在選用水泥規格時，要保證混凝土的硬度、抗彎剛度等特性，必須符合操作規程。除此之外，還要盡量減少化熱的產生量，選用低水化熱的混凝土，避免出現溫度裂縫現象。

目前，許多路橋施工單位都在混凝土混合料中加入適當的減水劑，以免混凝土出現裂縫。混凝土減水劑的種類很多，因此應根據混凝土工程施工規程和現場試驗明確減水劑的種類和用量，以減少對水泥的需求，從而達到降低水化熱、避免混凝土裂縫的目的。另外，根據公路與橋梁的具體情況，可在混凝土混合料中加入適當的金屬纖維，以提高公路與橋梁的抗裂能力，從而降低混凝土發生裂痕的概率。

2.2 公路與橋梁施工過程中的溫度控制措施

（1）設置測溫管。在公路與橋梁混凝土施工過程中，施工單位應加強對工程施工環境溫度的檢測，便于及時采取降溫或保溫措施，防止公路與橋梁出現裂縫。因此，施工單位應根據混凝土及水泥的澆筑量和路橋總面積，將混凝土構件分為上、中、下三層，并安裝適當數量的測溫管，詳細記錄公路與橋梁施工的工作溫度和預制構件的內部溫度等，得出檢測結果。當發現混凝土構件內外溫差超過25攝氏度時，應立即采取控溫措施，防止混凝土產生裂縫。

（2）合理選擇混凝土澆搗攤鋪工藝。在水泥混凝土澆筑過程中，施工單位應根據具體情況采用連續推移澆筑或分層澆筑方法，混凝土的澆筑應當連續進行，防止出現裂縫。在混凝土攤鋪施工過程中，施工單位要嚴格按照操作規范的規定控制攤鋪厚度。在使用泵送方式運輸混凝土時，攤鋪的厚度不應超過60厘米;如采用其他混凝土運輸方式，一般攤鋪厚度不應超過40厘米。施工單位要根據施工現場的具體情況，切實制定混凝土澆筑施工流程，提高資源配置的合理化水平，確保各工序的順暢銜接。混凝土澆筑完成后，施工單位可根據二次振動的強度，排出混凝土中的氣體和多余水分，確保混凝土工程的抗壓強度達到設計規范。

（3）公路與橋梁施工的降溫和保溫措施。在夏季或其他高溫標準下進行混凝土施工（準備、運輸、澆筑）時，施工單位應采取有效的溫度控制措施。例如，可采取洗滌降溫工作，降低混凝土混合料中砂石的溫度，同時可設置遮陽篷，防止混凝土因陽光照射而溫度升高。除此之外，混凝土在運輸期間，應嚴格控制運輸間隔與時間，對運輸進行遮光降溫措施。另一方面，施工單位應有效控制混凝土分層的厚度，以利于混凝土內部熱能的快速釋放。在澆筑混凝土時，要選擇低溫夜間或早晚時間段完成施工進度，繞過下午高溫時段，盡量降低混凝土入模時的溫度，防止混凝土溫度裂縫的形成。

公路與橋梁工程施工應盡量避免嚴寒溫度，防止混凝土由于內外溫差過大而引起強烈拉應力而導致路面開裂。如受工程工期等客觀原因限制，公路與橋梁的現澆混凝土必須在較低的溫度標準下進行。施工單位應盡量減少混凝土在泵送管內停留的時間，并要對混凝土的入模溫度進行多次測量，以確保其溫度超過5攝氏度，防止混凝土快速冷卻硬化而堵塞管道，以至于對澆注作業的連續性產生危害作用。另外，在冬季相對低溫的情況下，混凝土的初凝時間一般為8至11小時，終凝時間為12至15小時。因此，施工單位必須準確控制收尾工作的開始時間，凝固前用木抹搓平2遍，然后用鐵抹再次夯實，合理避免混凝土工程表面出現裂縫。施工單位也應有效控制拆除模具的時間，避免混凝土構件出現掉角、粘膜等問題。

2.3 公路與橋梁養護過程中的溫度控制措施

（1）合理選擇養護措施。公路與橋梁混凝土澆筑完成以后，施工單位應根據工作溫度等因素，采取有效的養護措施。夏季環境溫度較高時，可采用灑水養護方法。如果工作溫度低，應立即用薄膜或其他保溫材料覆蓋，進行保溫養護。

（2）設置冷卻管進行降溫。混凝土構件澆筑完成后，其內部會釋放大量熱量，導致公路與橋梁環境溫度顯著升高。夏季工作溫度高，混凝土溫度升高較明顯，不可能立即開始降溫。為更好地避免由于混凝土構件而造成的溫差，施工企業可提前在混凝土構件中設置冷卻管以降低溫度。混凝土構件澆筑后，若公路與橋梁環境因放熱而溫度明顯升高，可打開冷卻管閘閥，利用冷卻管將流水導入混凝土構件之中，其溫度可在短時間內迅速降低，然后通過冷卻管從出口排出流動的水。另一方面，在工程施工過程中，應有效控制滲水溫度和水流速度。一般來說，滲水溫度應控制在10攝氏度以內，水流速應控制在1 500 L/h。同時，應科學合理地挑選水口位置，避免自來水排放時對混凝土構件或其他構件造成傷害。公路與橋梁維護后，應及時采用注漿、真空壓漿等方式將冷卻管充填緊密，以保證混凝土構件的硬度和完整性不受影響。

2.4 改善混凝土構件的約束條件

在公路與橋梁工程施工過程中，建設單位應科學合理設置伸縮縫，避免混凝土工程因熱脹冷縮產生熱應力引起的結構裂縫。同時，施工單位要加強對路基工程平整度的檢查，提高混凝土構件的抗壓強度和抗壓能力，提高施工流程配置的合理性，盡量避開公路橋梁側面構件不會暴露在空氣中的時間，同時改進混凝土工程的約束條件也是降低建筑裂縫概率的有效途徑。除此之外，施工單位應進一步加強公路橋梁的日常養護管理辦法，及時處理建筑裂縫，并采取相應的整改養護措施，確保路橋整體結構的安全系數和穩定性。

3 結論

現階段我國公路橋梁混凝土施工技術比較完善與成熟，并且積累了大量的建筑和施工經驗。科研人員要進一步加大科研范圍，詳細分析公路橋梁工程縫隙與施工環境溫度的關系，明確工程施工溫度控制的關鍵現實意義。路橋施工單位要從多方面了解工程現場的氣候特點和溫度變化，提高混凝土配比設計方案的合理性，并按照設計標準控制混凝土混合料的性能和用量。在工程施工過程中，要嚴格執行操作規范，科學合理的制定現澆混凝土加工流程，加強工程施工溫度監測。

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作者簡介：章桂菊（1978—），女，江西余干人，大專，助理工程師，研究方向：公路與橋梁。