中国科技信息2023年5期

公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决方法

王薇

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摘要：探究公路工程中混凝土裂缝产生的成因以及采取专业的预防和修补方式，对于降低公路损害具有重要的意义。混凝土是建筑领域非常重要的材料，应用非常广泛。混凝土在一定时期内可能会产生裂缝，对其抗渗能力造成极大影响，导致钢筋腐蚀，混凝土碳化，进而影响建筑质量，缩短建筑寿命，甚至造成安全事故。因此，有必要探讨混凝土裂缝的成因，应用合理、有效措施予以解决，并在施工前的准备阶段采取防范措施，才能确保建筑物质量和安全。

关键词：公路工程施工；混凝土裂缝；成因；解决方法

引言

水泥混凝土是公路工程路面施工中最常用的材料之一，虽然混凝土结构有良好的强度，但在环境与荷载等因素的持续作用下，可能产生裂缝病害，影响路面结构的正常使用。如果裂缝问题未能及时发现和解决，将造成更严重的结构破坏，这对公路车辆的正常和安全通行是极为不利的。

1公路工程施工中混凝土裂缝成因分析

1.1因建筑材料质量导致裂缝

混凝土作为公路工程的主要施工材料，其质量影响着混凝土是否产生裂缝。混凝土的主要成分为水泥，如若公路工程建设中单纯考虑成本，忽略对水泥质量的把控，在施工时选用中等品质的水泥，极易导致混凝土结构出现裂缝。此外，在选用砂石材料时，若为控制成本而忽略砂石材料的质量，使用云母等矿物质含量超标的砂石，会降低水泥与骨料之间的黏合力，使用杂质较多的砂石料，也会降低水泥硬化速度，影响混凝土的强度，进而使公路出现不同程度的裂缝。

1.2基层影响

基层结构的强度与稳定性直接影响面层结构，如果基层施工过程中对松铺系数的控制不严格，则很可能需要进行二次补加层，当二次补加层和基层之间不能紧密连接时，由于补加层自身厚度通常很小，所以很容易发生松散，导致路面产生破坏。此外，当地基强度分布不均匀，在路基施工时使用的填料较为混杂或未能有效压实，可能引起路面不均匀沉降，使施工完成后的基层结构不平整，这样会直接影响到面层厚度的均匀性，此时受行车荷载与温度翘曲应力连续作用后，在路面上产生应力集中的现象，在应力超出结构自身极限强度后，在结构薄弱部位就会出现裂缝。

1.3因下沉导致沉陷裂缝

沉陷裂缝是混凝土裂缝的常见类型之一，具体的形成原因有两方面。(1)混凝土浇筑后材料下沉，部分位置受钢筋或者其他部件的阻碍，致使混凝土承受应力发生改变，从而出现沉陷裂缝。(2)公路工程中，原有结构地基存在土质松软、密度不均的情况，或因施工中回填土不实造成不均匀下沉，出现沉陷裂缝。沉陷裂缝呈现深进或者贯穿的特性，与地面垂直或者斜向深入，裂缝的缝隙较大，多有缝隙错位的情况，裂缝受地基影响较大，受温度影响较小。

1.4横向缩缝质量

通过设置横向缩缝能够有效降低收缩与翘曲应力，在实际的混凝土施工过程中，切缝作为重要工序，若不加严格控制，则很有可能导致开裂。对于切割时间，一般在混凝土实际强度达到设计值的25%～30%时进行，如果切缝进行得太早，则粗骨料可能跳脱；而如果切缝进行得太晚，则产生的拉应力可能超过混凝土自身容许值，导致混凝土板产生开裂。在气温较高的情况下，混凝土的强度增长速度会加快，所以要适当提前切割，在早晚温差相对较大的季节，也应适当提前切割。在确定具体切缝时间的过程中，要严格遵循“能切就切”和“宁早勿晚”的基本原则。在选择切割机时，优先考虑转速高和不会产生较大振动的类型，以便于现场操作，防止造成太大的施工干扰。对于切割深度，在没有特殊要求的情况下，按照混凝土面板厚度的20%～25%进行控制，如果切割深度太大，则会影响面板之间的荷载传递，而如果切割深度不足，则会导致强度削弱，使面层表面产生大量不规则裂缝。对于接缝料，这是确保混凝土面板得以正常使用的重要组成部分之一，一旦处理不到位，很容易产生路面质量问题。

3公路混凝土裂缝解决方法

3.1裂缝修补

第一直接灌浆，该方法主要用于对不具备扩展性质的收缩裂缝进行修补，施工时先将裂缝清理干净，再于裂缝中和路表面均匀涂抹底胶，其厚度按照0.2～0.4mm的范围控制，底胶的实际用量应达到0.15ɡ/m2，将灌浆材料准备好以后，将其灌入裂缝中，待灌浆材料固化后，方可开始通车。第二压注灌浆，该方法主要用于宽度不超过0.5mm且不具备扩展性质的收缩裂缝的修补，若现场备有注射器，则还能对缝宽为3mm的裂缝进行修补。施工时，先将裂缝清理干净，并配制灌缝材料，再借助压缩空气喷嘴或注射器进行灌浆，通过适当的加热使灌缝材料达到固化，最后方可通车。第三扩缝灌注，该方法主要用于宽度不超过3mm的裂缝的修补，施工时先沿裂缝走向借助冲击钻出宽度在1.5～2.0cm范围的缝槽，其深度不能超出面板厚度的2/3，然后将缝槽中的碎屑、浮灰清理干净，接着使用粒径在0.3～0.6cm范围内的石屑将缝槽填满，要注意填料含泥量不能超过1%，最后使用提前配制好的注浆材料进行灌缝，通过适当的加热达到固化后，即可恢复路段通车。第四条带罩面，该方法主要用于中等裂缝的修补，施工时，先沿裂缝走向在两侧分别15cm的位置切割出深度在7～10cm范围内的横缝，并将切缝范围内的混凝土凿除；然后在裂缝两侧10cm按照50cm的间隔距离设置钯钉孔，同时在相邻两个钯钉孔之间设置两个和钯钉直径相同的钯钉槽，钯钉使用长度为20cm、弯钩长度为7cm的φ16钢筋，在安装钯钉前需要在孔槽中充填快硬砂浆。将缝槽内部切割完成并凿毛后进行表面清理，之后在待修补的表面均匀涂刷一层配比与混凝土相同的水泥砂浆，为之后的快硬混凝土浇筑施工创造良好的条件，将混凝土浇筑完成后，通过均匀喷洒养生剂进行路面养生，最后利用切割机进行切缝，在缝槽中灌入填筑料。

3.2压注灌浆法

灌浆法适用于修补有防渗要求的混凝土裂缝，通过在混凝土裂缝中注入胶结材料，使其通过硬化与混凝土形成整体，起到对裂缝封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂等化学材料。具体的实施方法是:彻底清理公路路面裂缝中的泥土、杂草等杂物，同时按照选取的胶结材料比例配置胶结材料，例如，若选用环氧树脂进行填缝，则将环氧树脂与固化剂按照1∶3的比例配置并充分搅拌，之后设置灌浆嘴，做好裂缝的密封封闭工作，进而通过适配的压力灌浆器将灌浆材料注入裂缝中，最后，覆盖薄膜进行一段时间的养护，完成公路裂缝的修护。

3.3沥青混凝土加铺层法

针对混凝土路面出现较大断裂的情况，可使用沥青混凝土加铺层法进行修补，一般修补方式有以下三种。(1)在搅拌机中加入钢纤维材料，将混合的胶体直接铺在混凝土路面的裂缝上。(2)对原混凝土路面进行凿毛、润湿、涂刷水泥砂浆等工作后，马上在上方浇筑加铺层，确保新的加铺层与原沥青混凝土层充分黏合。(3)清扫完原沥青混凝土层后，先铺洒黏层油，后通过热拌、热铺的方式来铺筑沥青等材料。

结语

凝土裂缝不仅会降低公路路面的抗渗能力与耐久性能，而且会加速内部钢筋的氧化锈蚀反应，减缓公路的使用寿命，因此需要对混凝土裂缝引起重视。施工时，须明确混凝土裂缝产生的原因，有针对性地对施工原材料进行质量管控，加强施工工艺流程的管控以及加强后期对公路的后期维护。同时，针对不同宽度的裂缝，采用合理的修补方法进行修补，控制成本的同时实现良好的修补效果。只有及时合理的解决混凝土的裂缝问题，才能避免因裂缝导致的交通安全隐患，保证公路交通的安全性和可靠性。

参考文献

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［2］王小强，李林翰．公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决方法［J］．时代汽车，2022(2):196－198．

［3］闫志伟．公路施工中混凝土裂缝的成因及对策［J］．江西建材，2021(7):152+154．