公路工程混凝土病害因素及防治策略分析

陈翔

（嘉兴市交通运输综合行政执法队，浙江嘉兴 314001）

0 引言

公路工程建设与人们安全出行有着密切关系。当前公路工程建设大多选择水泥混凝土材料进行施工，由于材料施工工序简单，具有较高耐久性，在投入使用过程中，不易发生路面变形情况，所以已经在公路工程建设中广泛应用。但是在实际建设过程中，因为施工期间未能合理控制各项影响因素，所以导致混凝土路面出现裂缝、变形或者接缝损坏等病害，导致公路工程质量降低，所以加强混凝土病害防治极为重要。对此，文中首先了解混凝土常见病害类型，并分析混凝土病害发生原因，以探讨有效防治措施，为工程企业提供参考。

1 公路混凝土病害类型

1.1 混凝土板损坏

公路工程混凝土板损坏为常见病害，主要表现在：

一是纵向裂缝，大多发生在高填方路段、软土地基路段，通常是因为路基施工过程中存在横向不均匀沉降而引发，在公路建设期间，如果先将超车道与主车道一半的路基进行填筑，当确保交通贯通后再开始剩下一半的路基填筑，这时则极易导致纵向裂缝产生，另外，在进行摊铺作业期间需要依赖大型设备开展施工，如果大型设备前进速度过快，未能充分振捣，同样可能会导致纵向裂缝产生[1]。

二是横向裂缝，一般发生在填挖交界断面或者是软土地基路段，大多数横向裂缝发生均和施工技术有关，比如混凝土浇筑过程中存在较大温差，导致翘曲应力形成，或者是振捣棒应用不当，下层骨料出现离析，这时上层浆体容易出现断裂。

三是掉角，当混凝土板下冲刷掏空后，因为板角应力过于集中而导致掉角，可能和施工调料质量过低、基层细料过多、板角振捣时间过长等原因有关。

四是孔洞，主要指的是混凝土路面发生破损，大多和混凝土材料有关。

1.2 接缝损坏

混凝土接缝损坏病害主要表现在以下几个方面：

一是接缝剂碎，主要指的是在靠近接缝或者距离裂缝50cm 范围内，混凝土板产生碎块或者通缝，通常情况下，当接缝处两端混凝土未能保持一致轻度，经传力杆持续作用，则会促使混凝土板破碎，大多发生在构造物接头部位[2]。

二是板底脱空，主要指的是混凝土板下方基层细料在缝隙或者边缘处冒出，这时板底与基层顶面产生脱空情况。

三是拱起，当路面长时间投入使用时，在热胀冷缩持续影响下，板缝会持续加大，混凝土板伸张压力会逐渐大于混凝土板摩擦力，但是会比混凝土抗压强度低，所以导致向上拱起。

2 公路混凝土病害发生影响因素

2.1 设计因素

在进行公路工程设计时，应综合考虑环境因素、气候因素、交通量、路面荷载、路基深度等因素，并对软土进行特别的处理。在实际设计过程中，由于资金和技术条件的限制，地质调查工作的开展并不完善，导致了基层设计和面层设计不合理[3]。此外，由于混凝土的配制不够科学，所采用的骨料质量不高，不符合级配的要求，不易构成高密度的骨架，从而造成了公路的安全隐患。

2.2 施工因素

施工因素是影响公路混凝土病害发生的一个主要因素，以原材料选择来说，混凝土材料主要是水泥，具有较高强度与抗水性，但是在施工过程中，施工企业可能为了减少施工成本，混用其他水泥材料，导致水泥性能降低；从施工工艺技术方面来看，如果施工设备较为落后，也会导致混凝土性能受到影响。

2.3 气候因素

混凝土病害和气候温度有着密切联系，在夏季施工过程中，因为外界环境温度较高，可能会促使内部应力失去平衡，导致路面裂缝发生。另外，如果温差过大或者是气候干燥等，混凝土路面也十分容易产生干缩裂缝。

2.4 水文因素

混凝土路面在实际应用过程中，也会遭受到水文因素的影响，比如车辆超载后会增加路面承受荷载，形成水压力，给予基层细集料持续冲刷，所以在长期影响下导致细料浆形成，从而引发混凝土裂缝[4]。另外在公路使用时间延长下，路面横缝填缝料发生破损脱落，使得地表水逐渐渗入到路面基层，导致基层发生软化，最终给病害形成提供了有利条件。

3 公路混凝土病害有效防治措施

3.1 正确选择混凝土材料

公路工程施工过程中，混凝土材料的质量能够对公路路面质量产生严重影响，所以在进行混凝土材料选择时，必须要重视下面要点：

第一，尽可能选择收缩量与发热量较小的普通硅酸盐水泥，并且给予材料检测，确保水泥强度以及安全性等各项指标可以符合施工要求[5]。

第二，针对混凝土材料使用时，水泥等级与规格不同或者厂家不同的材料，均不可以混合使用，在进行入库前必须详细检查水泥重量，并合理选择砂石材料，砂石材料应该选择坚硬度高且最大粒径低于40mm 的砂石。

3.2 正确设置接缝

接缝设置一般分成两种，第一种是纵缝设置，如果公路路面宽度大于4.5m，则要求进行纵缝设置，并且借助拉杆防止错台形成。拉杆长度通常需要保持在50～70cm 之间，间距严格控制在80～100cm 范围内，螺纹钢筋选用直径14～16cm 规格。第二种是胀缝设置，根据公路工程施工经验判断，在实际施工时需要尽可能减少胀缝数量。

《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD 40—2011）来看，钢筋混凝土搭板两端位置需要进行胀缝设置，同时路面与涵洞等结构连接处也需要进行胀缝设置[6]。在胀缝设置过程中，必须要时刻与纵缝处于垂直，胀缝处混凝土板要求彻底断开，并且将宽度严格控制在2cm 内，胀缝内禁止连浆、杂质等存在。在进行接缝作业时，上部需要应用沥青材料，下部应用嵌缝板，做好清洁干燥工作。

3.3 加强病害处理

当公路工程在投入应用过程中，必须定期做好各项检测，观察公路混凝土位移与沉降发生情况，如果位移或者沉降超出范围，则必须第一时间采取措施处理。以裂缝病害处理为例，当前裂缝处理方法主要包括灌浆法与植筋法，具体方法示意图见图1。在进行修补过程中，需要注意以下两点：

图1 灌浆法处理裂缝的示意图

第一，针对混凝土板需要适当凿出一定深度的矩形槽，深度大约在5～7cm 范围内，并且在槽壁上给予水泥砂浆均匀涂抹，完成后再给予混凝土填补[7]。

第二，针对损害程度较大的裂缝，则需要将凹槽贯穿整个混凝土板，并且在边缘位置打洞，洞的深度一般保持在10cm 左右，直径保持在4cm 左右，间距严格控制在30～40cm 范围内，同时需要将钢筋准确插入洞中，快速浇筑砂浆，当砂浆完全硬结后，给予槽壁水泥浆涂抹。

3.4 加强混凝土施工管理

公路工程实际建设过程中，需要针对混凝土施工各个环节进行加强控制，以有效防止混凝土病害产生。例如在混凝土施工期间，选择二次振捣法，对于已经完成浇筑且逐渐实现初凝混凝土开展二次振捣，帮助混凝土重新进行液化，可以将混凝土中包含的粗大骨料以及一些过多水膜彻底清除，从而提高混凝土构件稳定性，保证混凝土质量，避免沉陷裂缝与塑性裂缝出现[8]。当混凝土施工全部完成后，需要做到保温与保湿处理，在混凝土表面适当添加一层保温膜，同时密切监测外界气温，以合理控制混凝土内外部结构温度，从而预防温度裂缝形成[9]。

另外，在混凝土工程施工时，需要重视混凝土振捣密实等操作，若有必要应该适当添加优质煤粉灰，以减少混凝土水灰比，以防止内部出现过多空隙，控制干缩裂缝形成。

施工管理在公路混凝土建设过程中起着重要作用，能够直接影响混凝土施工质量，若是未能有效完善管理，则会导致混凝土质量降低，留下安全隐患。首先，施工单位要健全施工管理制度，把质量控制责任细化到各个工作岗位和工作人员，确保工程管理工作的有序进行。若有发现任何质量问题，能立即寻找相关责任人员。其中，施工材料的质量检验更是重中之重，能够直接给工程质量造成影响。其次，还需要强化对基础建设技术的监督。在公路工程施工中，先要对基础物料进行集中拌和，然后使用摊铺机将基层物料进行碾压，并及时进行维护，这样有利于防止质量问题出现，确保公路基层强度符合设计要求。最后，加强质量及施工温度控制，在实际施工时，当混凝土遭受到水泥水化热影响后，短时间内水分会快速流失，从而形成混凝土裂缝，所以对于该类情况，公路工程在施工过程中，需要在采购环节加强混凝土原材料质量控制，尽可能选择有效的水泥材料，若是工程在夏季环境下施工，则混凝土在搅拌期间应该适当加入冰块，以达到为混凝土降温的作用，并且在混凝土浇筑时，需要持续扩大混凝土散热面积，有助于混凝土内部水分快速散发。若是公路工程建设在冬季环境下施工，则应该加强外界环境的监测，并合理控制施工现场环境，以控制混凝土内外部环境，避免裂缝形成。

3.5 加强混凝土运输控制

公路工程相关企业在施工过程中，需要合理应用强基厚面尽可能避免超载给公路路面造成的不利影响。同时在进行牌照办理时，需要对施工材料的运输车辆进行严格检查，如果发现存在“大吨小标”或者是“小吨大标”的车辆，一定要进行整改，不给予牌照发放。在施工管理过程中，一旦发现任何超载车辆，需要直接扣留超载车辆，并将其超载货物卸载[10]。另外，交通运输部门还需要不断增强路政管理，对车辆载重进行严格限制，有效提高混凝土路面使用期限。

3.6 加强混凝土管理及养护

混凝土管理与养护作为一项有效病害防治措施，当混凝土路面发生质量问题后，若是企业未能及时给予养护与修补，则可能导致病害程度加重，因为接缝损坏时形成的破坏力较大，因此需要及时清扫混凝土路面，给予接缝养护处理。对于混凝土路面上砂石与杂物一定要彻底清理，防止车辆反复碾压砂石，给路面造成更大的影响。

除此之外，施工人员还必须加强路面接缝填缝料干预，当发现填缝料老化或者受损后，第一时间给予整治。对于混凝土路面必须加强管理，做好各项养护措施，能够在很大程度上防治病害，提高混凝土路面质量。

3.7 加强专业化试验检测队伍建设

公路工程项目建设过程中，人员素质起着重要作用，所以必须组建一支专门的试验检测团队。根据公路工程的实际需要，科学、合理地配备人力和装备，防止人力和物力的流失，对员工进行系统全面的专业化训练，保证他们能够顺利地完成专业的考核，为公路工程建设作出贡献。

此外，测试仪器必须要通过专门的测试机构进行测试，保证符合要求后方可投入使用，以便获得更为精确的测试结果。

4 结语

综上所述，近几年公路工程建设规模不断增大，给公路工程施工提出更高要求。混凝土作为公路工程中一个重要材料，由于自身优势特点得到广泛应用，但是在实际应用时，因为各种因素的影响，导致公路工程常常存在混凝土病害，影响工程质量，因此工程企业必须要加强混凝土材料控制，加强混凝土养护与防治，以预防混凝土病害发生，提高公路工程质量。