公路建设中混凝土裂缝成因与处理方式分析

肖栓、王雪源、林元刚

（中国建筑第七工程局有限公司，江苏 昆山 215300）

1 公路建设中混凝土裂缝的种类

1.1 干缩裂缝

公路工程建设完工、结束养护后一段时间，在外部因素的影响下，路面的水分很快消失，此时很容易出现变形。在混凝土内部约束下，变形的表面极易产生比较大的拉应力，进而导致裂缝的发生。一般而言，干缩裂缝的宽度会处于0.05～0.2mm 之间，通常发生在大体积混凝土比较薄的平面梁板中。混凝土的干缩与水灰比、水泥用量与成分、外加剂的使用等因素有关。

一般情况下，干缩裂缝产生后将对混凝土的抗渗性造成不良影响，导致钢筋锈蚀，严重影响混凝土的承载力与耐久性。

1.2 温度裂缝

温度裂缝是比较常见的一种裂缝类型，一般发生在温差比较大的混凝土结构中，或者一些大体积混凝土的表面。由于混凝土的体积比较大，大量的水在其内部聚集，其内部将很快升温，表面散热非常快，此时将形成较大温差，较大温差导致内外体积的差异，从而在混凝土表面出现拉应力。从实践来看，内外温差如果达到了25C，其内部的拉应力将会达到10MPa，该力达到极限时，表面裂缝就会出现。

一般而言，此类裂缝出现在施工后期，裂缝的宽度、大小不一致，很容易受到温度变化等因素的影响，通常情况下冬季的裂缝宽度要大一些，夏季的宽度则比较窄。

1.3 沉陷裂缝

由于结构地基的土质情况不同，填土或浸水不实，将会使地基出现不均匀沉降，进而引发沉陷裂缝。模板刚度不够、支撑的间距太大等，也容易引发沉陷裂缝。尤其是在冬季，模板需要在冻土上支撑，冻土化冻后将会有不均匀沉降产生，为沉陷裂缝的产生提供了前提。此类裂缝多表现为贯穿、深进裂缝，走向通常与地面垂直，如果沉陷裂缝比较大，可能会造成错位。沉陷裂缝的宽度往往与沉降量之间呈现正比例关系。此类裂缝一般不会受到温度因素的影响，地基变形稳定后，沉陷裂缝也处于稳定状态。

1.4 塑性收缩裂缝

收缩裂缝一般出现在混凝土凝结前，由于表面水分快速流失，收缩随之产生。一般而言，收缩裂缝产生于大风或干热的天气，裂缝的长度一般在20～30cm 之间，最长的裂缝甚至达到3m。水灰比、环境温度、风速、凝结时间以及相对湿度等因素都会影响混凝土收缩开裂。

混凝土凝结前，强度比较小，甚至几乎没有强度，在较大风力或高温等因素的影响下，混凝土表面的水分很快消失，在较大负压的影响下造成混凝土体积收缩，此时期强度根本无法抵挡自身收缩，因此极易产生裂缝。

2 公路建设中混凝土裂缝的形成原因

2.1 浇筑技术有欠缺

与柏油铺设的公路相比，混凝土施工工艺更加复杂，如果浇筑技术有欠缺，会对公路施工的整体质量造成不良影响。如在原材料配比上存在不足，或者无法达到技术标准要求，混凝土强度就无法满足实际需求，在后续公路施工中，或在工程投入使用后，也会导致混凝土产生裂缝。

另外，混凝土搅拌操作中，强度大小与各原材料是否可以充分混合直接相关，假如成品密度不均，那么混凝土的力学性能势必受到影响，此时极易造成混凝土裂缝、断裂等问题的发生。

2.2 温度、湿度的影响

在公路混凝土浇筑施工中，温湿度因素也会对混凝土浇筑施工的质量造成一定影响。在浇筑阶段，混凝土处于液态含水的状态中，如果当地的温度、湿度发生了变化，混凝土含水量也会随之发生变化，如果施工人员不注重温度、湿度因素对混凝土施工的影响，可能出现混凝土含水量无法满足建设要求的情况，导致混凝土凝固之后出现裂缝。

例如，在炎炎夏日，混凝土表面的温度将快速提升，其内部含水量将快速降低，含水量剧烈变化使混凝土的力学性质发生显著改变，造成后期裂缝等质量问题的发生。

2.3 施工材料引发裂缝问题

混凝土制作会用到很多原材料，水泥就是重要的组成部分。出于节省成本的目的，一些施工单位会采购强度较弱的水泥，导致混凝土产生裂缝、混凝土强度很难满足施工标准要求。假如采购的砂石料没有针对云母等矿物质实施检测，使用的砂石含量超标，那么水泥、骨料之间的黏合力将会明显降低，对混凝土强度造成严重影响。另外，假如采用的混凝土配比缺乏科学性，也会对混凝土强度造成不良影响，导致混凝土产生裂缝。

2.4 公路养护工作不到位

混凝土是一种吸水性较强的工业材料，它可以吸收非常多的水，只有特定湿度的环境中，混凝土才可以固化。从这一角度来说，开展公路养护工作对混凝土固化具有非常大的帮助，特别是当公路建设工作结束后，应确保足够的湿度环境，假如此时无法达到要求的湿度，那么极易出现混凝土裂缝问题。

3 公路建设中对混凝土裂缝问题的处理方式

3.1 恰当选择公路路线

在公路建设过程中，要想控制混凝土裂缝，选择恰当的公路路线很有必要。要从地方性规范着手，不仅要确保公路地基具备一定耐久性，同时还要设置出不同标准。在选择公路路线时，有山坡的地方，应该选择干燥、平缓、向阳的地点建设公路；在积雪地区，应该以填方的方法进行施工，避免出现挖方等情况；如果存在条件限制，应该缩短填挖路段的长度，减少工作量；如果需要在地下冰比较厚的地段施工，则要注意尽量避免挖方。

3.2 加强对原材料的检验

混凝土路面建设中会用到多种原材料，如果选择的原材料不达标，将会对公路工程施工质量造成不利影响。

因此，施工单位必须做好对原材料质量的检验工作，选择的水泥要具备抗冻性与耐磨性，及时对水泥材料进行抽检，确保水泥材料合格。同时还要严格选择集料，提升混凝土的耐久性，做好细集料、中粗砂的配比，细度模数不能超过3.0，粗集料应具备耐磨性与坚固性，还要注意控制好集料的含泥量，才能避免因原材料质量不合格引发裂缝问题。

3.3 采用科学配置方法与操作

公路建设中，混凝土都是由施工人员进行配制与搅拌的，通过配置与搅拌，才能获得满足标准的混凝土。所以，用于制造混凝土的配料以及对搅拌方式的选择，直接影响着混凝土质量。

公路建设过程中，混凝土质量与公路工程质量存在很大关联，同时混凝土质量也是评估公路质量的一项重要标准。在配置混凝土的过程中，应该注意合理选择配方比例，采用恰当的方式搅拌混凝土，确保混凝土密度的均匀性。因此，要选用合格的混凝土材料，合理选择水泥、砂石，然后以合理的配方实施搅拌操作，尽量减少搅拌过程中水泥、水的用量，或者加入一定量的减水剂、加气剂，注意所选配料的杂质不能过多，确保混凝土质量。最后充分搅拌混凝土，确保混凝土密度均匀，即可减少由于密度不均而造成的混凝土裂缝问题。

3.4 严格控制施工环境温湿度

上文提到，温度一旦发生变化，混凝土施工将会受到极大影响，由于混凝土的吸水性非常强，在外界温度、湿度因素的影响下，其性能将发生明显变化，温度变化是造成混凝土裂缝问题的重要原因。所以，在公路建设过程中，必须对外界温度与湿度因素进行综合考量，确保温湿度不会对混凝土施工造成不良影响。

例如，在强光照射下施工，混凝土将失去大量水分，影响混凝土固化。在环境温度不发生较大变化的情况下，还要注意考量湿度因素，及时为混凝土补充水分，确保满足施工湿度要求。完成施工操作后，温度依然会影响混凝土施工，因此施工人员需要做好压入缝的有关操作，即可避免混凝土裂缝的发生。

3.5 优化混凝土施工工艺

在混凝土施工过程中，必须严格控制好路基、路面施工质量，严格依照平整度、压实度等有关标准进行路面施工。在路床填料施工过程中，可选用高强度砂性土，保证用水稳定性，减少混凝土裂缝的发生。同时还要注意严格控制路基碾压等操作，尤其是交接部分、井周边等部位，要严格依据施工实际需要，设置土工格栅、钢筋网片，避免出现路基沉降等问题，否则极易造成路面裂缝。

在混凝土振捣施工中，为了严格控制施工质量，避免出现漏振、过振等问题，应将模板的缝隙处理好，避免发生漏浆问题。在初凝前，施工单位应要求施工人员进行重复性的振捣施工、抹面施工等操作，提升路面湿润度，落实覆盖、养护等工作，避免产生混凝土收缩裂缝。严格依据施工规范，深入落实路面施工缝的操作，及时进行切缝处理，满足深度标准，将混凝土内部应力释放出来，避免裂缝的产生。严格控制切缝的时间和混凝土的内拉力，假如切割的时间太早，会对切缝质量造成不良影响，相反，如果切缝时间太晚，混凝土内部应力无法有效释放，在混凝土内应力的影响下，路面极易发生裂缝。一般而言，混凝土强度在设计强度的30%左右时，施工单位即可开展切缝这项工作。

3.6 合理使用添加剂

合理使用添加剂可以控制混凝土裂缝的产生。在混凝土施工过程中，合理使用减水防裂剂，即可有效防止裂缝的发生。因为使用减水剂，不仅可以减少混凝土施工中的用水量，使其收缩性能显著提升，同时还能明显改善水泥浆稠度，减小其沉缩变形。

另外，合理使用减水防裂剂，还能使混凝土抗拉强度大大增加，提升其抗裂性能。一些添加剂的使用还能起到改善混凝土密实度的作用，进一步提升其抗碳化性。

通过调查研究发现，在混凝土裂缝的众多类型中，贯穿性裂缝是公路建设领域最为严重的一种，要想改善这一问题，就必须将预防工作做好，提升混凝土性能，尤其是要提升其抗裂能力。在公路建设中合理使用添加剂，可以为混凝土施工质量奠定坚实的基础，为公路工程整体质量提供保证。

3.7 强化公路路基建设

在公路建设过程中，路基是重要的基础部分，它与公路质量、使用寿命直接相关。在建设路基之前，要综合考量当地地表的温湿度，提前将准备工作做好，确保混凝土不会发生较大差异。虽然公路建设并未对路基强度提出很高的要求，但是在路基稳定性、均匀性等方面都提出了非常高的要求，因此施工人员在进行路基铺设时，需要关注的问题有很多，比如搅拌的均匀程度、配料正确与否等，从而加强路基稳定性。公路路基施工中，还要开展检验工作，确保路基稳定性，如果路基施工中面临问题，应该及时采取措施进行补救，确保路基施工质量。

4 结语

综上所述，公路建设中发生混凝土裂缝，其原因来自多方面，比如施工中操作不当、外界环境的影响、公路养护操作不到位等。面对以上问题，应该积极探索解决对策，例如确保施工操作的合理性、路基稳定性，为施工人员创造良好环境等。总之，在公路建设过程中，混凝土裂缝问题是现阶段业界面临的最常见的问题，相关人员应重视这一问题并采取恰当的方式方法应对，在工作中积累工作经验，进一步推动公路建设事业的可持续发展。