市政路桥工程裂缝防治措施

◎唐少先

随着城镇化进程加快，我国重要基础设施建设取得显著成效。现阶段，我国非常重视基础设施投资，市政基础设施是现代交通系统的重要组成部分。随着路桥建设项目持续增多，混凝土施工在我国已达到较高水平，但施工中仍然容易产生开裂问题，严重影响工程整体质量，甚至引发安全事故。本文就城市路桥工程中的裂缝防治措施进行探讨。

随着社会经济的快速发展，人们对社会经济建设项目的需求越来越大，其中公路建设项目是社会经济建设项目的重点项目。公路建设项目中的存在许多施工病害，严重影响了道路工程的质量、性能和使用寿命。混凝土是道路和桥梁建设的主要建筑材料，不仅使用方便，而且在路桥施工中不易损毁，满足设计需求可浇注成各种路桥建筑造型。然而，混凝土容易产生裂缝，抗拉强度较低。在本文中，我们将进一步分析路桥施工中的裂缝预防措施。

一、市政路桥施工裂缝的危害

城市路桥建设综合性强，技术要求高，结构以钢筋混凝土材料为主。目前，我国钢筋混凝土施工技术已经成熟，有效保障了城市路桥建设的稳定性和可靠性。但是，就目前我国市政路桥工程的现状来看，仍有许多问题有待解决。就混凝土裂缝而言，对于市政路桥最终建成后的刚度和强度将造成不利影响，给后期市政路桥的正常使用、人民的交通安全埋下隐患。裂缝会导致钢筋外漏，对城市路桥工程的整体强度和安全产生负面影响。裂缝也会降低城市道路桥梁的整体稳定性。随着时间的推移，裂缝会逐渐扩大，天气等因素将导致雨水逐步下渗，降低了城市道路桥梁的结构稳定性。当市政路桥工程出现小裂缝时，必须及时处理。否则，裂缝会逐渐扩大，造成不可逆转的后果并导致构件损毁，严重威胁居民的正常通行甚至生命安全。

二、市政路桥工程中主要的裂缝形式分析

在城市路桥工程中，裂缝的形状包含横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝、放射裂缝、不规则裂缝等类型。这里只分析主要的原因类型，根据产生横向裂纹的原因，横向裂纹可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载裂缝是由于公路设计不当和施工质量差或车辆严重超载，荷载开裂导致公路表面或半刚性基层的拉应力超过疲劳强度。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要类型，有路面层的温缩裂缝和基层的反射裂缝两种，这种病害较多见，主要是路面温度病害。纵向裂缝通常是由路基和基层沉降或施工缝质量或结构支撑不足引起的。路基与地基下沉引起的纵向接缝一般为断断续续的长缝。由公路面层分幅摊铺，施工搭接引起的纵缝，其形态特征是长且直。

三、路桥施工裂缝的原因

1.温度的影响。

在道路桥梁工程施工中，混凝土结构存在热胀冷缩，导致路桥工程出现裂缝，路桥工程所面临的外部环境变化可能影响混凝土结构内部结构温度，造成混凝土结构变形，导致路桥工程内部应力膨胀，导致裂缝。并且因此出现的裂缝由于温度变化而发生活动。导致路桥工程外部温度变化的因素包括阳光、季节变化和天气变化。路桥工程预制梁横隔板安装过程中，工程内部结构的变化、焊接水平低等都会对接头质量产生不利影响，极大地影响工程结构的稳定性。

2.重型货车的影响。

通过各种试验得到的道路和桥梁的设计将更加合理和高效。但是，随着经济的发展，高速公路上的车辆越来越多，大型车辆的数量也在逐渐增加。重型卡车对道路质量有着巨大的影响。重型卡车在路上行驶时对地面施加了很大的压力。如果卡车超载，对道路的影响将是巨大的，因为这些车辆的重量会超过道路的压力限制，对道路的影响会更加严重。与道路负载相比，重型车辆通常会在路基上产生更大的拉应力，这会严重损坏路面，即使是少量的重型车辆也会对道路造成很大的破坏。

3.建筑材料质量的影响。

公路建设在社会发展中占有重要地位，建筑材料的质量好坏在公路建设中有重要影响。这是因为建筑材料的质量关系到道路的使用寿命，也关系到道路施工的质量和安全。在选择建筑材料时，应首先考虑适合道路建设的优质建筑材料。严格控制混凝土的配比，以提高混凝土的强度、耐久性和抗压性。同时检查原材料如水泥的碱含量，如果碱含量不合理，会影响混凝土质量，造成路面裂缝。

4.设计原因。

道路桥梁施工中会出现裂缝，而许多裂缝的产生与设计和施工技术问题密切相关。任何不合理的路桥工程设计都难免出现裂缝。首先，路桥结构设计不合理，缺乏科学有效性，造成不平衡力作用于路桥结构，影响内部结构，破坏结构。其次，如果在路桥设计前不彻底勘察路桥设计施工现场情况，很可能在设计过程中出现问题，设计内容达不到预期效果。最后，路桥工程设计图纸中没有进行清晰、详细的标注，施工方无法准确把握设计图纸的意图，导致施工出现问题，最终出现裂缝。

5.施工技术原因。

在路桥施工中，施工技术的管理不仅是建设工程的重要组成部分，而且会极大的影响工程质量。施工单位需要高度重视，否则很容易造成不利影响。其中，最容易出现的问题是混凝土运输时间长，浇筑时没有按照要求进行，或模板拆除时没有做好维护工作，施工人员没有严格遵守操作规程，导致安装顺序不正确等情况发生。在上面这种情况下，如果其中一个施工环节出了问题，或者施工工艺选择不正确，就会出现开裂问题。

6.钢材腐蚀的影响。

在长期室外条件的影响下，用于桥梁和道路建设的钢筋存在一定的寿命问题。长期的环境影响导致钢筋锈蚀，造成混凝土构件无法按原设计形成共同受力，将降低路面的承载能力。钢筋腐蚀导致混凝土构件开裂，增加了钢筋与外界环境的接触面积，构件钢筋暴露在外，生产一系列反应，最终对组成道路和桥梁的混凝土构件造成破坏。

7.施工管理混乱。

受部分施工人员技术水平的限制，部分施工程序没有严格按照操作规程进行，施工质量较差。同时道路和桥面堆放了大量材料，造成集中堆载，对已施工混凝土构件造成集中应力破坏，加大了桥面的压力和裂缝。施工完成后，桥面如果不及时喷洒养护，混凝土构件中水化热过大，造成各种温度裂缝。

8.收缩引起的裂缝。

收缩裂缝主要是由混凝土收缩率变化引起的，包括干缩裂缝和塑性收缩裂缝。收缩裂缝通常出现在混凝土硬化前后。混凝土表面更容易在混凝土内部发生收缩和变形，使混凝土表面更能抵抗拉力。当混凝土表面的拉力超过其自身的抗拉强度时，就容易发生收缩开裂。塑性收缩裂缝通常出现在施工初期，混凝土硬化前的固结反应非常强烈，水分和渗出液蒸发很快，使混凝土失去水分。当混凝土收缩时，表层通过深模板、深混凝土和钢筋连接，使塑性混凝土由软变硬，产生相互作用力和微裂纹。

四、路桥裂缝防治技术探讨

1.结构加固法。

当路桥混凝土裂缝影响路桥混凝土整体结构性能时，需要考虑采用结构加固方法处理混凝土结构裂缝。在结构加固方法中，承包商可根据混凝土结构裂缝的实际情况选择处理方法。目前，道路桥梁混凝土结构裂缝的加固方法有增加混凝土截面、建筑角钢、预应力钢、钢筋板加固、增加支点加固和喷射混凝土加固等。施工企业在实际处理过程中，一方面要保证结构裂缝的有效处理，另一方面要兼顾经济成本因素，以最低的成本换取最大的好处。

2.灌浆封堵法。

注浆堵漏法是一种较大的裂缝修补方法，主要修复道路和桥梁混凝土结构或混凝土裂缝的混凝土完整性，具有抗渗透要求。灌浆堵漏方法依赖于压力灌注设备，混凝土中的水泥材料注意混凝土中的裂缝。浇注材料硬化后，整体用混凝土成型，结合混凝土结构，达到密封加固的目的。日常建筑中常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂和甲基丙烯酸酯。施工人员可根据混凝土结构中裂缝的实际大小和裂缝的具体严重程度，选择合适的浇筑材料。

3.表面修补法。

表面修补是道路桥梁裂缝处理的常用技术。这种方法适用于不影响桥梁结构承载力的表面裂纹处理。在实际处理过程中，施工人员必须在裂缝表面粉碎水泥浆、环氧水泥等耐腐蚀材料，以填补和修复裂缝。这种修补方法不仅可以有效修补现有的裂缝，而且可以控制裂缝的开裂，防止表面裂缝的扩大，但需要在裂缝表面贴上玻璃纤维布。在实际修复效果中，该方法对表面裂纹处理有很好的效果。

4.混凝土置换法。

混凝土置换法是城市路桥施工中最难处理的方法，也是针对裂缝极其严重的方法。在处理过程中，路桥的混凝土裂缝处理是通过先清除损坏的混凝土并更换现有的替代材料来完成的。目前，最广泛使用的替代材料是水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土。相对而言，混凝土置换法工作量大，施工难度大，施工成本高，但裂缝处理效果很好。在道路和桥梁的裂缝构建时，建筑商必须根据经济因素适当地选择这种方法，以最大限度地提高质量和效率。

五、预防道路桥梁施工裂缝的情况

1.增强对于施工材料的控制和管理。

第一，合理选用优质水泥。混凝土开裂的原因主要是水泥在水化过程中放出大量热量。因此，在选择水泥时，应选择低热硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥。水泥的各种矿物成分决定了水泥的释放速度和粒度，硅酸盐水泥的矿物成分主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铝酸四钙。其中，热值最高、升温速度最快的矿物是硅酸三钙。因此，在使用混凝土建造城市路桥时，应合理选择火山灰水泥或矿渣硅酸盐水泥，可以有效使用，并且可以最大限度地减少水泥的使用量。

第二，混合适量的粉煤灰。在城市路桥建设工程混凝土中加入适量粉煤灰，不仅能有效提高混凝土的密实度，还能增加防水混凝土的抗渗和强度，改善和降低混凝土的浇筑性能。减少混凝土的收缩，减少硅酸盐水泥的使用。合理使用粉煤灰作为混凝土材料，可以有效解决硅酸盐水泥水化热引起的内部温升问题，防止公路结构热裂。此外，若在混凝土中同时加入适量的粉煤灰和减水剂，可有效降低混凝土的耗水量和水灰比。

第三，合理控制骨料粒度。这是因为粗骨料可以有效抑制混凝土的收缩，减少混凝土开裂的可能性。因此，在配制混凝土时，建议选用粒径较好、粒径较大的粗骨料。粗骨料的等级越好，粒径越大，混凝土的孔隙越少，道路的整体表面积越小。在混凝土中掺入低于20%的石料，不仅减少了每立方米硅酸盐水泥和水泥砂浆的用量，而且促进了水泥水化热的降低，有效防止了混凝土开裂。另外，由于重砂的孔隙率和总表面积很小，细骨料应选用重砂或优级重毛砂，可有效减少水泥用量和用水量，减少混凝土用量。不仅如此，砂子的含泥量越高，砂子的收缩越大，混凝土的裂缝越严重，所以必须严格控制砂子的含泥量。应选用中粗砂，提高中粗砂的骨料级配。

2.优化后期养护模式。

路桥建设完成后，需要进行有效地养护，优化养护模式，尽可能防止市政路桥建设出现裂缝，提高混凝土结构养护水平。结合城市路桥工程的实际情况，确保做好后维护措施，落实到位，防止城市路桥混凝土开裂等问题。相关人员必须结合项目的具体施工环境和条件，注意细节维护，加强混凝土湿度和温度管理，减少开裂的可能性。科学规划养护时间，促进城市道路桥梁养护效果的提高。工程竣工后，管理人员首先要进行检查，使路桥质量更加可靠。路桥工程竣工后，施工单位还必须进行全面的现场检查，确保无遗漏。维护期间考虑不同季节的温差，在炎热的夏季，应使用湿养护来保护混凝土免受路面材料的影响。选择防潮性能好的湿草袋覆盖混凝土表面，并可以定期浇水，防止水分蒸发太多。路桥工程养护期一般为14d。冬季，为防止路面温度下降过快，影响路桥质量，应根据实际情况选择具有隔热作用的喷淋硬化方法。

3.钢筋结构的防腐措施。

路桥施工过程中的钢筋锈蚀问题，不仅影响钢结构的整体耐久性，还会增加工程出现裂缝的可能性。为此，必须注意对钢结构实施有效的防腐措施。通常可以使用喷砂枪、钢丝刷等工具除锈。腐蚀处理完成后，在处理过的钢筋表面涂上缓蚀剂。对于防腐材料的选择，根据工程情况，选择环氧防腐漆，然后按工艺标准要求浇注防腐修补材料，最后根据工程情况，表面用密封胶、防水卷材等材料进行密封处理，提高了钢筋结构的防腐能力，同时减少了路桥工程开裂和病害的机会。

4.合理规划，分摊负荷。

面对路面超载导致的荷载型开裂，设计人员在设计图纸时必须多角度考虑，科学地进行桥梁结构布置，尽量减少开裂的可能性。施工现场实际情况的全面规划。在路桥混凝土和钢筋的整体设计和布置中，为了最大限度地发挥路桥的承载能力，应将开孔造成的路面荷载损失合理计入路桥所能承受的荷载中。该设计可以有效地分散路面荷载。施工单位按施工图施工时，应合理设计施工设备的位置，尽量减少施工设备对路桥混凝土结构的不利影响，防止出现裂缝。

5.完善施工管理。

城市道路桥梁建设单位在道路桥梁建设中不断采用更好的施工技术，加强施工过程的标准化管理，严格控制施工现场安全，选择专业的施工人员进行施工作业。施工单位应对可能出现的施工问题有完整的处理方案，如果混凝土浇筑过程中出现错位或变形，应及时采取合理措施，从根源上减少开裂的可能性。建设单位要不断完善管理制度，引入科学规范的管理程序，使施工过程符合我国道路桥梁建设的相关规定。

6.重视地基施工。

（1）实地考察。前期工作是相关技术人员了解施工现场地基情况，分析地基承载力，对不同工程现场相应承载力进行分类的前提。（2）根据具体的施工方案，科学、准确地计算道路和桥梁的承载能力，确保荷载在地基所能承受的安全范围内。（3）根据工程最终施工目的，结合施工现场实际情况，不断完善和合理优化施工方案，避免因地基过大而导致路桥面出现裂缝。此外，施工单位在路桥基础施工前必须充分了解并做好相应的准备工作，确保施工中的所有施工工作在基础的安全允许范围内进行，以确保质量。防止在路桥建设中产生裂缝，影响整体的施工进度。

7.设置科学合理的应力吸收层。

一是设置好应力吸收薄膜。该应力吸收薄膜有效抑制裂纹萌生，对裂纹扩展有非常明显的阻滞作用，可大大降低应力强度因子，抗裂作用强。二是使用土工格栅加固沥青路面。这个措施可以对较大的病害裂纹（车辙裂缝、疲劳裂缝及反射裂纹）起到积极有效的预防作用。不同格栅类型的性能也大不相同。三是做好新铺设的半刚性基层的抗裂工作。对于新铺设的半刚性基层，可以在它的上面进行锯缝处理。在卷制结构层之前，必须在基层切割接缝。缝隙的宽度为0.5 厘米，可用沥青砂或沥青乳液填充。随即，快速封闭切缝，然后再碾压该层。其目的是提前产生更直、更规则间隔的裂缝，这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速恶化或减缓裂缝贯穿沥青层。

六、结语

混凝土裂缝是路桥施工中的常见问题，混凝土裂缝的产生原因很多，每一种都以不同的方式对混凝土产生一定的影响。路桥混凝土裂缝的防治反映了一定的相关性，需要认真分析裂缝的成因，针对裂缝的成因寻找合适的解决方案。在道路桥梁施工过程中，施工人员必须全面了解施工过程，努力做到科学施工。在选材上，选择优质的建筑材料，在施工过程中注意施工过程的标准化。采取多种措施减少裂缝的发生，使道路和桥梁的使用价值得到充分利用。