路橋施工中裂縫防治技術措施研究

王興龍 山東省路橋集團有限公司

1 前言

隨著我國經濟水平的穩步提升，建筑工程行業的基礎設施建設也在隨之推進。當人們的基本居住與生活需求得到滿足的同時，會更加關注日常交通出行的便利性與多樣性。從這一角度出發，為了能夠保證交通系統各項功能的發揮，重視路橋工程的施工水平至關重要。但不容忽視的是，由于路橋工程項目的規模較大且持續周期較長，因此在各個施工環節中經常會出現一些不同類型的病害問題，其中最為嚴重的要數裂縫病害。如果不能夠及時處理，不僅會威脅到道路橋梁本身的承載能力，同時還會縮短路橋工程的使用壽命，導致后期的養護與維修費用大幅度增加。

2 路橋施工中的裂縫危害

2.1 滲漏

如果路橋工程在施工過程中出現裂縫病害，將會引發不同程度上的滲漏現象。水會沿著路橋裂縫而進入橋體內部，導致路橋的混凝土結構出現水解情況，進而大幅度降低路橋結構本身的承重力。除此之外，如果路橋處于低溫環境中，將會導致進入裂縫中的水出現凍脹情況，使得原有的裂縫進一步加深和蔓延。因此，如果不能夠對路橋裂縫進行及時處理，不僅會對路橋主體結構帶來負面影響，一旦水分進入路橋裂縫中勢必會產生一定的重力和壓力。如果這部分壓力超過路橋本身的承載力，會導致裂縫逐步加大，使得路橋工程的整體質量陷入惡性循環的境地。

2.2 碳化

在上文中有所提及，路橋裂縫本身會對路橋內部的混凝土結構帶來負面影響，使得混凝土結構出現更為嚴重的碳化現象。當混凝土材料與空氣和水結合之后將會產生碳化作用，形成不同數量的碳酸鈣，以此降低路橋本身的承重力。因此，如果在施工過程中出現路橋裂縫，在沒有對裂縫及時處理的情況下，碳化現象一旦出現將會對后續的施工環節設下重重阻力，影響最終的工程效益。

2.3 腐蝕

當路橋裂縫出現之后，隨著空氣與水分的進入，會導致各類雜質不斷進入工程的裂縫中。隨著時間的推移，這些雜質將會逐步深入到路橋的內部，產生相應的化學反應。此種腐蝕現象可能需要經歷漫長的時間才能夠對路橋結構鋼筋與金屬構件造成嚴重破壞，例如，路橋結構中的金屬構件表面會附有鈍化膜，如果鈍化膜被損壞，金屬表面則會出現銹蝕現象，并隨著銹蝕面積的逐步擴大，勢必會威脅到路橋工程結構的穩定性與可靠性。

3 路橋施工裂縫的產生原因

3.1 溫度變化的影響

外界環境中的溫度變化會導致路橋結構也隨之發生改變，在此處可以參考熱脹冷縮的原理，則可以精準地解釋路面所產生的相應變化。例如在北方的冬季，外界環境的溫度整體較低，路橋工程的混凝土溫度也會持續降低，而來自外界的濕度變化會使得混凝土處于吸水飽和狀態，如果溫度跌破冰點，將會導致混凝土內部結構出現結冰的現象。針對由溫度變化所引發的裂縫問題，貼片會處于拉伸應力之下，貼片本身的體積也會隨之增加。此時，混凝土的性能會大幅度減弱，在拉伸應力的作用下形成裂縫病害。

3.2 重型貨車的影響

在路橋工程項目的施工設計環節中會反復多次地開展各類實驗，以此保證設計方案的合理性與可行性。但隨著我國經濟發展速度的持續加快，行駛在高速公路上的車輛數量也在持續增加，其中不乏存在一些大型的裝載車輛，這些重型貨車將會對路橋結構的穩定性帶來極大的負面影響。當重型貨車在路橋表面上進行行駛時，會對路橋地面產生極大的壓力，如果此時的貨車再處于超載狀態，其重量超過了路橋工程的壓力限制，將會對路面造成嚴重損壞，引發不同程度上的裂縫病害。

3.3 材料質量的影響

在路橋工程項目的施工過程中，混凝土是應用頻率最高的一種施工材料。混凝土主要是由水泥、骨料、砂石、摻合料、外加劑以及水所混合而成的。任意一項原材料如果出現質量問題，勢必會對混凝土材料的最終質量帶來負面影響。其中，如果水泥和砂石的材料性能不符合標準，會導致混凝土的強度與耐久性大幅度下降，更加容易出現混凝土裂縫病害；如果混凝土材料配合比不符合路橋工程項目的建設要求，并且在后續的施工環節中出現攪拌和振搗作業不充分的情況，同樣也會降低混凝土本身的收縮性能，引發收縮性裂縫、荷載裂縫等病害；如果混凝土內的摻合料與外加劑選擇有誤，將會與內部的水泥和骨料產生一系列的化學反應，同樣會威脅到混凝土材料的施工質量，引發裂縫病害。

3.4 混凝土收縮影響

在路橋工程的施工過程中，混凝土的收縮現象出現頻率較高。總結來看，混凝土的收縮形式大致可被分為縮水性收縮與塑性收縮這兩大類別。在混凝土工程的施工過程中，在進入水化階段后，最為容易出現混凝土收縮現象的時間段為澆筑作業的4h～5h。此時，混凝土內的水分會在短時間內大量蒸發，而骨料下沉的現象則會愈發明顯。如果在這一環節中混凝土的硬化工作尚未完成，將會引發塑性收縮問題；反之，如果此時的混凝土已經硬化完畢，外表的水分會逐漸流失，使得混凝土的體積逐步變小。

3.5 鋼材腐蝕影響

由于路橋工程項目長時間地暴露在外界環境中，因此路橋施工中所應用到的鋼筋材料或多或少地會出現壽命問題。尤其是當外界施工環境出現較大幅度的改變時，更加容易導致路橋內部結構中鋼筋的腐蝕病害，而路面的承載能力也會隨之降低。此外，隨著時間的推移，鋼筋腐蝕裂縫也會逐步擴大，鋼筋與外部環境之間的接觸面積逐步增加，在與外界空氣發生反應之后，會威脅到路橋工程的使用壽命。

4 路橋施工中裂縫防治技術的應用措施

4.1 加強對混凝土原材料的質量管控

在前文中有所強調，路橋工程的施工環節中應用頻率最高的施工材料即為混凝土。混凝土本身是一種混合性材料，主要由水泥、骨料、水、外加劑以及各類摻合料配置而成。因此，如果想要確保后續施工環節的高效率開展，則必須從細節入手加強對混凝土原材料的質量管控。

4.1.1 水泥

混凝土的水化熱現象主要是由水泥水化作用所產生的。為了能夠合理控制溫差，減少水化熱現象的出現，則需要在材料采購環節中優先選擇水化熱較低的水泥。通過分析以往的實踐經驗可知，如果水泥中包含的硅酸三鈣與鋁酸三鈣的含量較高，將會使得水化熱增高。因此材料采購人員應當優先考慮礦渣硅酸鹽水泥、中熱或地熱硅酸鹽水泥等。

4.1.2 粗細骨料

粗細骨料也是路橋混凝土工程中的重要原材料組成，因此在選擇粗細骨料時，需要將材料質量放到第一位，以此保證混凝土的性能可以達到路橋工程項目的建設要求。尤其是對于大體積混凝土而言，通過選擇適配的砂石料，一方面可以提高混凝土質量，另一方面則能夠降低水化熱，避免在后續的施工環節中出現裂縫病害。材料采購人員在選擇粗骨料時，應優先考慮自然連續級配的粗骨料，并將粗骨料的粒徑控制在40mm之內；另外，在選擇細骨料時，則要優先考慮中粗砂。相比較來看，中粗砂能夠有效降低水泥與水的用量，以此削弱水化作用。避免混凝土在施工過程中出現溫升和收縮現象，降低裂縫病害的發生率。

4.1.3 水

水是混凝土工程在進行拌和作業中不可或缺的原材料之一。施工人員在對混凝土進行拌和作業時，可以根據實際情況，在其中加入適量的冰塊，以此有效控制混凝土的入模溫度。在這一環節中，施工人員應當及時測量溫度變化，確保溫度可以達到施工方案中的要求值。降低混凝土內外的溫度差，減少裂縫病害的發生率。

4.1.4 外加劑與摻合料

在混凝土的配制過程中，施工人員需要嚴格按照設計方案中的相關要求加入適量的外加劑，其中主要包括減水劑和緩凝劑，以此全面提高混凝土的施工質量。在這一環節中，緩凝劑的加入可以有效推遲混凝土出現水化熱峰值的時間，進而達到散失水化熱的目標，將混凝土的凝結時間控制在合理范圍內，減少在后續施工環節中出現裂縫病害；而減水劑的加入則能夠減少水泥用量。將水灰比控制在合理范圍內，防止混凝土在施工過程中出現開裂現象。此外，施工人員還可以根據實際的施工要求在混凝土內加入適量的粉煤灰，同樣可以達到提高混凝土抗裂能力的作用。

4.2 合理選擇有效的裂縫預防措施

在路橋工程的施工過程中，施工人員應當根據裂縫病害的類型，采用相對應的預防措施，以達到防患于未然的作用，降低裂縫病害的出現概率。

4.2.1 荷載裂縫

首先，施工人員需要選擇適合的混凝土結構形式。如果要提前留設水平施工縫，則應嚴格按照溫度裂縫的控制要求做好分塊處理，并選擇好相對應的連接方式。在這一環節中，如果橋梁上部分結構運用的是整體澆筑形式，在對梁板進行施工時可單獨設置橫向受力鋼筋。

其次，在完成對鋼筋的合理布設任務之后，施工人員需要將鋼筋的間距控制在10cm之內。同時還要在混凝土結構的邊緣和變截面位置加強分布筋，并考慮是否要在結構表面在加設鋼筋網片。

最后，在正式進入施工環節后，施工人員務必要嚴格按照施工方案中的要求規范作業，切記不可將混凝土材料與機具進行堆放處理，并判斷機具與材料重量是否超過范圍限定。

4.2.2 溫度裂縫

首先，需要優先選擇低熱的礦渣硅酸鹽水泥。利用混凝土的后期強度來減少水泥的使用量，此種設置將會有效降低混凝土溫度。

其次，在對混凝土進行拌制作業時，可以在其中加入適量的外加劑與粉煤灰。此項操作能夠合理控制水泥用量，并達到降低水化熱的目的。

第三，施工人員需要加強對混凝土的出倉與入模溫度的管控，同時還要兼顧砂石骨料的實際溫度。可以選擇在砂石堆場加設遮陽棚，如果施工季節處于炎熱的夏季，則需要對骨料的表面進行噴霧降溫，或者在正式開始施工作業之前，利用冷水沖洗骨料。

最后，需要合理改進振搗與養護工藝。當混凝土在正式進入終凝階段之前，施工人員可以考慮對其實施二次振搗密實，將混凝土中所包含的水分順利排出，提高混凝土粘結力與抗拉強度。除此之外，還應當根據施工方案中的相關要求，對混凝土展開后續的養護工作。如果是大體積混凝土，整體的養護時間應當高于14d。

4.2.3 收縮裂縫

首先，施工人員務必要控制好混凝土的攪拌作業時間，并判斷拌合物的均勻性。尤其是在對混凝土進行澆筑作業時，切記要控制好下料節奏，避免出現振搗不充分與原材料堆積的現象。

其次，如果是在夏季施工，為了能夠避免混凝土內部到水分散失過快，則應當在澆筑完畢后對混凝土的表面進行覆蓋。

第三，應當嚴格控制好用水量。如果用水量過多，將會大幅度提高出現干縮裂縫的可能性。

最后，在對混凝土進行拌制作業時，可以考慮在其中加入適量的膨脹劑，以此達到收縮補償的目的。

4.3 常用的裂縫修復技術

4.3.1 表面修補

表面修補是路橋施工中應對裂縫病害的普遍方式，施工人員應當借助于水泥漿的施工特性，在混凝土表面進行均勻涂抹，以此達到修補裂縫的目的。表面修補法的適用范圍較大，同時也不會對混凝土本身的結構穩定性與路橋的承載力帶來影響。

4.3.2 灌漿修補

灌漿修補法更加適用于裂縫深度較大，并且已經對路橋工程的承載力帶來影響的裂縫。由于此種裂縫病害已經無法利用表面修補來達到修復目標，因此，為了能夠避免裂縫病害的進一步擴大，則要立即運用灌漿修補法恢復橋梁工程的結構強度。目前，灌漿修補法比較常用的修補材料為環氧聚合物和水泥漿，施工人員可以根據實際要求來靈活選擇。

4.3.3 嵌縫修補

嵌縫修補主要是對裂縫病害進行開槽處理，并向槽內填補一定數量的材料，再經過后續的壓實作業來修補裂縫。相比較來看，嵌縫修補法具有更高的施工成本，但最終的修補效果要優于前面兩種方式，不僅可以保證修補外觀的平整性和美觀性，并且不會對路橋工程的使用壽命帶來負面影響。

5 結束語

綜上所述，在我國的路橋工程施工環節中，混凝土裂縫病害是影響路橋工程項目整體質量的重大技術問題。通過了解上述內容可知，在路橋工程項目的設計與施工階段，均存在著造成裂縫病害的隱患因素。因此為了能夠確保路橋工程的使用壽命，為廣大人民群眾打造出更加安全、舒適的交通環境，必須要根據不同類型的裂縫病害，制定出相應的預防管控與修補方案。隨著我國建筑工程行業的穩定發展，相信在未來將會有更多新材料、新工藝與新技術的出現，路橋建設單位要積極創新管理理念，整合多方資源來提高自身的技術水平。