公路工程施工中混凝土裂缝成因与施工对策研究

朱文华，王自选

（民乐县交通运输局，甘肃 张掖 734500）

0 引言

近年来，随着我国社会经济的迅速发展，各个城市之间在政治、经济以及文化等方面的往来越发频繁，这也在很大程度上推动了各种公路工程的建设。而在公路工程建设中，混凝土裂缝是影响公路工程正常使用的主要问题，基于此，为了能够提升我国公路工程整体建设成效，必须对公路混凝土裂缝成因和施工对策展开深层次的探究。

1 案例分析——甘肃某环山公路水泥混凝土路面工程

该公路工程混凝土路面施工主要集中在7—8月，在施工的过程中，该地区基本上都是晴天，昼夜温差较大，白天最高气温和晚上最低气温相差达到25℃。早在前期施工过程中，受到工期紧迫的影响，施工人员在进行混凝土浇筑时并没有避开高温时段，这导致烈日暴晒产生了表面裂缝，所以正式进行覆盖养护工作之前便已经出现了微裂缝。为了能够及时止损，避免太阳直接暴晒板块表面，施工人员第一时间采用塑料布以及编织布等遮盖混凝土版块表面，然而混凝土在塑料布下受到水化热和气温的双重作用，进而使其内部温度迅速升高。与此同时，工作人员未综合考虑混凝板的实际情况及时采取切缝的措施，这导致在完成养护工作之后，在将覆盖物揭开并对路面清扫时发现了诸多横向裂缝[1]。

2 公路工程施工影响混凝土裂缝产生的因素及应对措施

2.1 影响因素

2.1.1 材料选用

对于公路工程施工来说，混凝土是其至关重要的施工材料，施工人员在制作混凝土的过程中若是没有把控好砂石、水泥等材料的配合比，便会严重影响材料质量，进而增加路面出现裂缝的可能性。但结合实际情况来看，部分公路工程在实际开展施工的过程中并没有充足的资金，这便在一定程度上影响了材料本身的质量。具体表现在对材料进行选择时往往会从成本控制的角度出发，而非将重点放在材料质量方面。尽管选择成本更低的材料能够帮助公路工程控制建设费用，进而提升工程的经济效益，但从长远的角度来看，材料质量直接关系到工程整体的质量，若是所采购的材料未符合相关标准，便会严重影响混凝土的强度，进而导致混凝土出现严重的裂缝问题。

2.1.2 温度变化

混凝土结构在很大程度上会受到温度变化的影响，其原理便是热胀冷缩，若工程在夏季高温天气进行施工，那么混凝土结构便有可能会发生膨胀，但到了冬天之后，气温逐渐降低又会使得混凝土出现收缩，这一现象的存在会导致混凝土结构形状出现一定程度的变化，并会严重影响其内部结构的稳定性，最终产生一系列的裂缝问题。公路工程的水泥混凝土由水、水泥、砂子、碎石骨料等组成，当水和水泥在不断混合之后会产生大量热量，使其内外部出现较大的温差，若不采取有效措施控制温差，最终改变水泥混凝土原有的结构，进而产生裂缝。若公路工程选择在寒冷的冬季进行施工，降雪和路面结冰会增加公路所承担的压力，同样会对其结构造成影响，增加裂缝出现的可能性[2]。

2.1.3 混凝土收缩

混凝土收缩也是公路混凝土结构产生裂缝的重要原因，如果工作人员没有科学把控混凝土的水和水泥使用量，在混凝土凝结初期或硬化过程中出现较大的体积收缩现象，便会使混凝土结构出现一定的收缩裂缝，如图1所示。

图1 收缩裂缝

收缩裂缝产生的原因主要是水分所在位置不同会有不同的蒸发流失速度，通常情况下，混凝土表面的水分比内部的水分蒸发流失更快，因此结构表面所产生的变形较大，外部结构的收缩变形会在一定程度上对其结构内部变形起到一定的约束作用，使其整体结构遭到破坏进而产生裂缝。收缩裂缝基本上产生于混凝土结构表面，其裂缝的形状大多为网状，其一旦出现收缩裂缝会导致混凝土抗渗性遭到严重破坏，使混凝土内部的钢筋暴露在空气中而遭到侵蚀，难以保障公路混凝土路面应有的承载力及耐久力。

2.1.4 操作不当

在公路工程施工的过程中，若作业人员本身没有严格按照施工标准进行操作，也会使混凝土出现裂缝问题。例如，在分层浇筑阶段，如果施工人员没有按照标准施工流程对每一个细节进行把控，仅仅根据施工人员自身经验对浇筑的厚度和时间进行把控，忽视混凝土材料的配比、混凝土路面的温度控制，便有可能造成混凝土路面出现裂缝，为后续的施工和运行埋下安全隐患。

2.2 应对措施

2.2.1 把控施工材料的选用

为了能够有效解决公路工程裂缝问题，保障其施工质量，相关工作人员应当在正式施工前落实材料质量的把控，这样便能够为后续施工奠定坚实的基础。工作人员按要求从原材料采购入手，严格管控材料的质量，从根本上提升工程质量。在此过程中，工作人员还可以通过应用相关信息技术，对施工材料进行全方位的监控，以免劣质材料进入施工现场影响后续的施工建设[3]。

2.2.2 加强温度控制

为了有效应对温度变化导致公路混凝土路面出现裂缝的问题，施工人员应该在公路建设的过程中加强对于温度的控制。从温度裂缝产生的原因来看，该类裂缝的出现基本上是受到温度差的影响。因此，工作人员需要加大力度实现对混凝土内外部温度的合理控制，确保其能够始终维持在相应的标准范围内。公路混凝土路面在振捣、运输、搅拌以及浇筑等环节会造成材料之间的摩擦，这不可避免地使混凝土内部的温度升高。为了有效应对这一问题，工作人员应当合理使用冷却水管道，对混凝土采取相应的降温处理措施。例如，在进行大体积混凝土施工的过程中，可以通过冷却水管道合理控制混凝土的温度，以免其在浇筑阶段产生变形损坏，进而对混凝土整体的稳定性和安全性造成负面影响。冷却水管道如图2所示。

图2 冷却水管道

在混凝土浇筑环节，可以使用冷却水管中的冷却水降低混凝土温度，具体来讲，相关工作人员应当在综合考虑各方面因素的基础上合理选择测温点，实时动态监测混凝土内部的温度，确保其内外部的温度差能够始终维持在25℃以内，这样便可以尽量减少温度裂缝的产生。要想充分发挥冷却水管在温度控制方面的实质性作用，工作人员应当合理控制进水口以及出水口的具体位置处在混凝土的上层，以保障其科学运行，为了减缓混凝土表面温度的降低速度，工作人员可以在上面覆盖毛毡等，为混凝土高效实现凝固创造良好的条件。

2.2.3 合理添加外加剂

为了能够减少混凝土收缩所造成的裂缝，施工人员在开展施工的过程中需要合理使用外加剂，此举可以在一定程度上提升混凝土施工的质量。对于部分大体积混凝土施工而言，如果施工人员所选用的外加剂本身存在一定问题，便会直接降低混凝土的施工质量，难以支撑工程整体的高质量建设及运行。因此，工作人员应当注重外加剂的合理使用，以便于切实发挥出外加剂本身的作用，推动工程的高效建成和投入使用。要想保障大体积混凝土施工的质量，施工人员可以结合实际情况将适量的碱水防裂外加剂添加到混凝土当中，水灰比出现变化时会直接影响混凝土的收缩情况，而灵活使用碱水防裂外加剂能够实现对于水灰比的高效控制。以甘肃某环山公路水泥混凝土路面工程为例，施工人员在添加碱水防裂添加剂之后，其混凝土产生了明显的变化，在水泥用量和用水量方面，较之以往分别减少了15%和25%，这便在极大程度上减少了不必要的材料投入，在原有的基础上提升了公路工程的有效性，由此可见外加剂的重要作用[4]。

2.2.4 规范施工和养护

操作行为不规范是公路工程混凝土施工出现裂缝的重要原因之一，所以工作人员在施工过程中需要强化对技术的合理控制，以免其产生质量和安全问题，在此过程中，建设单位应当综合考虑各方面的影响因素持续制定相应的技术要求和施工标准，确保工作人员能够始终按照施工方案和技术要求开展施工作业。同时，建设单位应当加强对施工人员的培训，确保其具有扎实的专业知识，在施工阶段能够始终按照相关要求，在工作中落实技术方案，进而推动工程整体综合效益的进一步提升。

除此以外，施工人员还应当提高对养护工作的重视程度，要是养护工作存在不足会增加其出现裂缝的可能性。在公路工程进入竣工验收阶段之后，工作人员应当从工程本身的技术要求出发编制具体的养护方案，为后续养护工作提供指导。在养护工作中，工作人员应根据公路的具体运行状况，综合当地的季节变化对合理选择适当的养护方案。以甘肃某环山公路水泥混凝土路面工程为例，当工程在8月完成公路混凝土路面施工之后，便要严格开展养护工作，加强控制其混凝土温度的湿度，以免由于水分不足产生裂缝。在养护阶段，施工人员需要适当采取覆膜或喷水等措施进行保湿处理，如图3所示。

图3 混凝土覆膜

3 结语

综上所述，混凝土裂缝的存在会严重影响公路施工其运行的安全性和稳定性，针对裂缝成因采取有效的解决措施能够最大限度地避免裂缝的产生，降低裂缝对公路工程所造成的负面影响，对交通基础建设领域的持续平稳发展有积极的促进作用。因此，工作人员应当提高对公路工程混凝土裂缝治理的重视程度，并从材料、温度以及操作等方面着手采取相应的措施，从源头上杜绝混凝土裂缝的出现，为公路工程的高质量运行奠定坚实的基础。