公路施工中混凝土产生裂缝的原因及处理

白晓虹 刘忠

摘要：随着我国公路建设里程的不断增长，公路混凝土裂缝的管理处理工作日加繁重。同时公路的建设时间一般为一到多年时间，施工期间受到各种因素作用下，裂缝的出现是不规律的，从而影响到公路的使用安全。本文首先具体探讨了公路施工中混凝土产生不同裂缝的原因与过程，然后提出了相应的处理措施：优化公路选线，积极采用压浆法，创新灌缝管理和做好混凝土的养护。

关键词：公路；施工；裂缝；原因；处理

随着我国经济建设的高速发展和国家4万亿基础设施投资的实施，我国公路得到了快速发展，公路的路面工程量大、涉及因素多，公路沿线所处的土壤、水文等外部条件有着显著的差别，路面结构层构成状况不同，施工设计水平也不尽相同【1】。公路开放交通后，路面混凝土原先的裂缝就会导致各种不同程度、不同类型的路面早期破坏现象【2】。为此探讨公路施工中混凝土產生裂缝的原因及处理措施意义重大。

1 公路施工中混凝土产生裂缝的原因

混凝土路面出现裂缝的原因和裂缝出现的形式多种多样，影响里路面产生裂缝的主要因素有：混凝土质量、混凝土材料性质、气候条件以及施工质量的影响。混凝土路面出现裂缝的主要形式为纵向裂缝和横向裂缝。

1.1 横向裂缝

横向裂缝是混凝土路面病害的常见病害之一，在发生原因上，我们知道，就混凝土自身材料性质而言，混凝土是一种热胀冷缩型材料。在一些特殊环境下，混凝土的收缩变化已远远超出混凝土的极限拉应力，从而，在混凝土面层薄弱处就会产生裂缝【3】。同时当前我国公路路面基层如果采用半刚性基层材料，半刚性基层成型后明显或隐约存在裂缝。在行车荷载的作用下，特别是超重车辆较多的情况下，半刚性基层底部产生过大的拉应力，导致基层开裂。还有由于桥头路基填土压实度不够以及对原地基未做适当处理，使邻接构造物的路面明显出现不均匀下沉，沉降引起的沿桥涵台背方向的横向裂缝【4】。

1.2 纵向裂缝

混凝土路面产生纵向裂缝主要有路基填筑质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匀性，影响了路基的整体性能。而如果两侧边沟积水的情况下，对外侧路基浸泡使粘土地基和路基含水量相对长时间处于饱和状态，造成地基承载力下降，路基整体强度降低，在重车荷载的反复作用下，产生路面纵向开裂。此类裂缝的位置通常处于外侧行车带附近，在雨季后开始出现轻微裂缝，随着冬季温度的下降，在温度应力作用下裂缝继续发展，经过几年的行车碾压和温度变化，裂缝逐渐加宽并且贯通【5】。

2 公路施工中混凝土产生裂缝的过程

当前在路基产生裂缝的形的影响下，路面垫层底部在裂缝处受到了很大的拉应力，在抗拉强度超过屈服强度时，路面底部被拉裂，产生了较小的裂缝，在路基下陷和车载的反复作用下，裂缝向路预面扩大发展，贯穿路面形成了宽度比较大的裂缝。裂缝产生的过程分两步：(1)拉开过程。由于路基变形，路面底部垫层受拉应力过大而产生裂隙；(2)扩展过程。荷载重复拉应力的作用使得裂隙垂直向上扩展，最大拉应力仍产生在裂隙处，最终形成危害较大的裂缝【6】。

3 公路施工中混凝裂缝的处理

3.1 优化公路选线

要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励编制地方性规范，在公路地基耐久性标准上，可有不同的设置水准。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别像软土工程那样的规范更是如此。比如路线通过山坡时，宜选择在平缓、干燥、向阳的地带。在积雪地区，路线应选择在积雪较轻的山坡上，这些地带的多年冻土通常埋藏较深，含冰较少，稳定性较好。路线纵断面应尽量采用填方，尽可能避免挖方、零断面或低填浅挖断面。如受条件限制时，也要尽量缩短零断面、半填半挖及低填浅挖路段的长度，以减少处理工程，在厚层地下冰地段，应避免以挖方通过。路线宜选择土质良好的地带通过，并应尽量靠近取土地点以及砂、石和保温材料产地。

3.2 积极采用压浆法

混凝土纵向裂缝一般建议采取压浆处理，施工时压入水泥净浆，建议普通硅酸盐水泥，注浆压力为1.5Mpa以上。压浆前用环氧砂浆对裂缝表面进行封堵，沿裂缝每隔15m预埋一注浆管，从一端开始，依次注浆直到相邻注浆管溢出浆液为止，压浆前移。如中间有压浆管不能溢出浆液，则将压浆泵移至相邻的下一孔管进行注浆。

3.3 创新灌缝管理

在横向裂缝处理中，缝宽在6 mm 以内的，将缝隙刷扫干净，并用空气压缩空气吹去尘土；缝宽在6 mm以上的，剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘，或沿裂缝开槽后用4-6MPA 空气压缩空气吹去尘土；对普通混凝土或SBS改性混凝土进行现场加热，温度控制在150℃-160℃；用铁壶或专用容器将热混凝土灌入缝内，一般需浇灌2-3 遍；待混凝土温度下降至常温后即可开放交通。

3.4 做好混凝土的养护

常温情况下应严格按规定及时对混凝土浇水养护，高温、低温环境下，浇水后应适当覆盖，使混凝土不致受风吹、曝晒，以保持混凝土足够的湿润状态，避免混凝土过早干裂；避免因过大的变形应力超过混凝土拉应力而出现裂缝。混凝土浇水养护的次数以能保持混凝土具有足够的湿润状态为宜。对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土应不少于7天，对于抗渗混凝土及掺缓凝剂的混凝土，不少于14天。

总之，公路混凝土路面裂缝的形成是多种内因与外因综合作用的结果，其控制必须进行全面的考虑。

参考文献：

[1] 王伟超，肖祯雁．混凝土裂缝成因及控制措施探讨[J]．山西建筑，2007，33(7)：162-163．

[2] 代寒松，盛煜，陈继．青藏公路路基纵向裂缝病害及其发生规律[J]．公路，2006，1：24-26.

[3] 窦明健，胡长顺，多吉罗布，等．青藏公路路面病害成因分析[J]．冰川，2003，25(4)：85-87 .

[4] 孙均，迟景魁，曹正康，等．新型土工材料与工程整治[J]．中国建材工业出版社，2008.

[5] 王玉顺．高速公路沥青路面裂缝修补技术探讨[J]．公路，2010，9：45-47.

[6] 陈君朝．高速公路沥青混凝土路面早期病害及其防治措施[D]．工程硕士学位论文，2010.