公路工程施工中混凝土裂縫成因與解決方法

趙華

（泗水縣交通運輸管理服務(wù)中心，山東濟(jì)寧 273200）

0 引言

公路工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，對保障民眾出行、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義?；炷谅访孀鳛楣饭こ讨惺褂米顝V泛的路面形式之一，具有承載能力強(qiáng)、耐久性好、壽命長等優(yōu)點，尤其是在山區(qū)石材豐富的地區(qū)，具有造價低的優(yōu)勢。然而，在公路工程施工過程中會出現(xiàn)混凝土裂縫問題?；炷亮芽p不僅會影響路面的平整度和外觀，還會影響路面的使用壽命和安全性。因此，深入了解混凝土裂縫的成因，并采取有效的解決對策，對提高公路工程的質(zhì)量和安全性有重要意義。

1 混凝土裂縫的危害性分析

第一，混凝土裂縫會影響行車安全。公路工程建設(shè)旨在提供安全便捷的交通條件，而混凝土裂縫會導(dǎo)致路面不平整、反射和噪聲等問題，使車輛行駛不穩(wěn)定，易發(fā)生交通事故[1]。此外，混凝土裂縫還會導(dǎo)致胎噪增加，降低行車舒適度，給駕駛員帶來不便和疲勞感。

第二，混凝土裂縫會影響道路排水。道路排水系統(tǒng)是公路工程的重要組成部分，其作用在于保證道路排水順暢，確保公路正常運行，但混凝土裂縫會導(dǎo)致路面積水，影響道路排水系統(tǒng)的正常運行，加速路面老化和損壞，降低道路的使用壽命。

第三，混凝土裂縫會影響公路工程的美觀度。公路工程是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其外觀形象直接關(guān)系到城市形象的美觀度和環(huán)境的整體衛(wèi)生狀況，而混凝土裂縫會影響路面的美觀度，破壞城市形象，影響城市的整體發(fā)展和旅游景觀價值。

第四，混凝土裂縫會降低公路工程整體質(zhì)量，還會增加后期維護(hù)成本和維修難度，嚴(yán)重影響公路工程的可持續(xù)發(fā)展和運營效益。

圖1 公路工程中混凝土裂縫

2 公路工程施工中混凝土裂縫問題及成因

2.1 施工材料質(zhì)量問題導(dǎo)致的裂縫

混凝土材料的質(zhì)量對路面的使用壽命有重要影響。如果混凝土中添加的水泥、砂子、石子等原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，或者配合比不合理，容易導(dǎo)致混凝土裂縫。水泥是混凝土的主要膠凝材料，其品質(zhì)直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性；砂子和石子是混凝土的骨料，若其含有過多的泥土、粉塵、鹽分等雜質(zhì)，會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度下降，易發(fā)生裂縫。此外，如果混凝土的配合比不合理，即水泥與砂子、石子等材料的比例不當(dāng)，也會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不夠，容易產(chǎn)生裂縫。

2.2 養(yǎng)護(hù)不足導(dǎo)致的裂縫

混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土工程質(zhì)量的重要一環(huán)，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也會導(dǎo)致混凝土裂縫?；炷琉B(yǎng)護(hù)的主要目的是使水泥在混凝土中逐漸水化，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性，同時保持混凝土的濕度合理，以避免收縮變形、產(chǎn)生裂縫[2]。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，若未能按照規(guī)范進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，容易導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)干裂和龜裂，甚至影響混凝土的強(qiáng)度，擴(kuò)大裂縫問題。此外，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)避免強(qiáng)烈陽光照射，以免加劇混凝土的干燥程度，從而影響其性能。

2.3 溫度變化導(dǎo)致的裂縫

溫度變化是混凝土裂縫的主要成因之一。在混凝土凝固和養(yǎng)護(hù)過程中，由于溫度變化，混凝土內(nèi)部會發(fā)生熱脹冷縮的變化，可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)裂縫問題。通常，溫度變化導(dǎo)致的裂縫會沿著混凝土的長度或?qū)挾确较虬l(fā)生。

此外，混凝土的溫度還會受到環(huán)境溫度、太陽輻射、水分蒸發(fā)和風(fēng)力等因素的影響，這些因素可能會導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部的溫度不同，從而產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，誘發(fā)裂縫。

2.4 混凝土收縮導(dǎo)致的裂縫

混凝土收縮也是會導(dǎo)致混凝土裂縫?；炷聊毯?，會發(fā)生收縮變形，這種變形可能會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土裂縫。

混凝土的收縮可以分為干縮和水泥水化后收縮兩種類型。干縮是混凝土中的水分蒸發(fā)導(dǎo)致的收縮。當(dāng)混凝土表面暴露在空氣中時，水分會不斷蒸發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土收縮。干縮會導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而引發(fā)裂縫問題。水泥水化后收縮是由于水泥在固化后會繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)熱，從而導(dǎo)致混凝土收縮。水泥水化后收縮速度比較慢，但是會持續(xù)很長時間，進(jìn)而引發(fā)裂縫問題。

3 公路工程施工中混凝土裂縫問題解決對策

3.1 有效控制材料質(zhì)量

在公路工程施工過程中，材料質(zhì)量是導(dǎo)致混凝土裂縫問題的關(guān)鍵因素。為了有效控制混凝土裂縫問題，需要在材料的選用中嚴(yán)格控制質(zhì)量[3]。以下是有效控制材料質(zhì)量的對策：

第一，選用高質(zhì)量的原材料。選用優(yōu)質(zhì)的水泥、骨料和粉料等原材料，確保材料的品質(zhì)符合施工要求。例如，優(yōu)質(zhì)水泥應(yīng)具有高強(qiáng)度、低熱量、耐久性好等特點；優(yōu)質(zhì)骨料應(yīng)具有堅硬、耐久、粒徑分布均勻等特點；優(yōu)質(zhì)粉料應(yīng)具有細(xì)度高、活性好等特點。在選用高質(zhì)量原材料的同時，需要全面考慮生產(chǎn)廠家的信譽(yù)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量檢測等因素，以確保原材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

第二，嚴(yán)格控制材料的配合比。在混凝土的配合比設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮混凝土工程的實際情況和設(shè)計要求，根據(jù)混凝土的用途、強(qiáng)度等級、施工環(huán)境和材料的特性等因素，合理確定各材料的配合比。嚴(yán)格控制材料的配合比可以有效保障混凝土工程的質(zhì)量和安全，同時可以避免浪費和不必要的成本支出。

第三，加強(qiáng)對材料的檢測和驗收。在選材過程中，要對原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢測和驗收，確保所選用的材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。首先，需要對供應(yīng)商進(jìn)行認(rèn)真的篩選和評估。其次，需要制訂嚴(yán)格的檢測和驗收標(biāo)準(zhǔn)。在驗收過程中，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對原材料的外觀、尺寸、強(qiáng)度等進(jìn)行檢測，確保符合相關(guān)規(guī)定。同時，要對原材料進(jìn)行抽樣檢測和試驗，以評估其力學(xué)性能和耐久性等指標(biāo)是否達(dá)到要求。最后，應(yīng)及時記錄和整理檢測數(shù)據(jù)，以備工程質(zhì)量檢查和復(fù)核。

第四，引入第三方檢測機(jī)構(gòu)。為了更加科學(xué)和客觀地評估材料的質(zhì)量，可以引入第三方檢測機(jī)構(gòu)對材料進(jìn)行檢測，使材料的品質(zhì)得到充分保障。選擇第三方檢測機(jī)構(gòu)時，應(yīng)進(jìn)行市場調(diào)查，確保選擇的第三方檢測機(jī)構(gòu)具備相應(yīng)的資質(zhì)及能力，以充分發(fā)揮第三方檢測機(jī)構(gòu)的質(zhì)量監(jiān)督。

第五，加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理。在施工現(xiàn)場，要對材料的儲存、搬運和使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，確保材料不受影響和污染。同時，要對施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格把控，保證混凝土的施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

綜合實施以上措施可以有效控制材料質(zhì)量，降低混凝土裂縫的發(fā)生率，提高工程質(zhì)量，延長公路使用壽命。

3.2 強(qiáng)化混凝土養(yǎng)護(hù)工作

混凝土養(yǎng)護(hù)工作是確?；炷脸浞炙?、固化和硬化的重要步驟，對避免混凝土裂縫的產(chǎn)生有重要作用。因此，強(qiáng)化混凝土養(yǎng)護(hù)工作是預(yù)防混凝土裂縫的重要手段。

第一，養(yǎng)護(hù)時間是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵之一?；炷翝仓蟮那? 天是最關(guān)鍵的階段，需要特別注意養(yǎng)護(hù)。要根據(jù)溫度和濕度等環(huán)境條件，適當(dāng)調(diào)整養(yǎng)護(hù)策略，以保證混凝土內(nèi)部水分充分保留、均勻分布，防止過早干縮出現(xiàn)龜裂。同時，需要合理確定養(yǎng)護(hù)時間，以保證混凝土充分水化和固化，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。

第二，混凝土的養(yǎng)護(hù)方式需要根據(jù)具體情況來選擇。噴水養(yǎng)護(hù)是較為常用的養(yǎng)護(hù)方式，其優(yōu)點是能夠保持混凝土表面的濕潤狀態(tài)，有利于水泥的充分水化。覆蓋養(yǎng)護(hù)可以通過覆蓋塑料薄膜等材料，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，同時可以起到一定的遮陽效果。加熱養(yǎng)護(hù)則是在低溫環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的方式，通常采用加熱器等設(shè)備，提高混凝土表面的溫度，促進(jìn)水泥充分水化、固化。養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)綜合考慮混凝土的實際情況、養(yǎng)護(hù)時間和環(huán)境條件等因素，進(jìn)而選擇最適宜的養(yǎng)護(hù)方式。

第三，在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)規(guī)程，確?；炷琉B(yǎng)護(hù)質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。例如，定期檢查混凝土表面的狀況，如有裂縫或損傷應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù)。同時，要注意對養(yǎng)護(hù)工作的記錄和管理，及時記錄養(yǎng)護(hù)時間、溫度、濕度等信息，以便于后期跟蹤和分析。

3.3 控制混凝土施工溫度

施工過程中的溫度變化是混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。因此，為了避免混凝土裂縫問題，可采取以下措施控制混凝土施工過程中的溫度變化。

3.3.1 控制混凝土的溫度

在混凝土配制過程中，應(yīng)根據(jù)氣溫、濕度等因素控制拌和溫度。一般情況下，混凝土拌和物出機(jī)溫度不應(yīng)超過30℃，最高不應(yīng)超過35℃。

3.3.2 控制混凝土澆筑時間和速度

在混凝土澆筑過程中，應(yīng)該控制澆筑時間和澆筑速度，盡量減少混凝土的溫度變化。具體來說，應(yīng)該盡量縮短澆筑時間，采用合適的澆筑速度，避免混凝土在澆筑過程中受到過度的振動和摩擦。

3.3.3 采用低溫混凝土

在高溫環(huán)境下，可以采用低溫混凝土減少混凝土的溫度變化。低溫混凝土可以通過調(diào)整混凝土的材料配比和摻入適量的冰塊、雪水等方式配制。

3.3.4 采用降溫劑

在高溫環(huán)境下，可以采用降溫劑來降低混凝土的溫度。降溫劑可以通過降低混凝土中水的蒸發(fā)速度來降低混凝土的溫度，從而避免混凝土收縮，降低裂縫出現(xiàn)概率。

3.4 規(guī)范混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)范混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)防混凝土裂縫的關(guān)鍵。通過規(guī)范管理混凝土施工過程，可以有效地控制各項影響因素，從而有效混凝土裂縫的產(chǎn)生，提高工程質(zhì)量。

第一，進(jìn)行混凝土施工前，需要進(jìn)行詳細(xì)的準(zhǔn)備工作。地基處理、基礎(chǔ)制作和模板搭設(shè)是混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。進(jìn)行這些工作時，需要進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃和設(shè)計，并按照設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工。其中，地基處理是保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，需要根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計要求進(jìn)行挖掘土壤、加固地基、安裝基礎(chǔ)鋼筋等。基礎(chǔ)制作是在地基處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土澆筑，其間需要確?；炷辆鶆颉⒚軐?、牢固。模板搭設(shè)時要求模板具有高強(qiáng)度、耐水性、剛性好等特點，以保證混凝土施工的精度和準(zhǔn)確性。

第二，混凝土材料的配制應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，特別是在水灰比、水泥種類、砂石比例等方面要嚴(yán)格控制。水灰比是影響混凝土強(qiáng)度和密實度的重要因素，應(yīng)按照設(shè)計要求進(jìn)行配比，嚴(yán)格控制水灰比。水泥種類也會影響混凝土的強(qiáng)度和硬化速度，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求選擇合適的水泥種類。同時，需要嚴(yán)格控制混凝土的砂石比，以保證混凝土的強(qiáng)度和密實度達(dá)標(biāo)。此外，需要嚴(yán)格檢測混凝土材料的質(zhì)量，如水泥的強(qiáng)度、砂石的質(zhì)量等，以有效保證混凝土施工質(zhì)量[4]。

第三，在混凝土澆筑過程中，應(yīng)選擇合適的澆筑方法和設(shè)備，并保證混凝土的均勻性、密實性和流動性，以免出現(xiàn)澆筑不均勻或未能完全填充模板等問題。同時，要注意控制混凝土中的水分含量，避免水分過多，對混凝土強(qiáng)度和耐久性造成不利影響。

第四，混凝土澆筑后，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)管理，以確?；炷恋膹?qiáng)度和耐久性符合要求。養(yǎng)護(hù)時間通常為7～14 天，其間應(yīng)保持適宜的濕度和溫度，以防止混凝土過早干縮，出現(xiàn)龜裂。此外，在混凝土未完全凝固之前，應(yīng)避免施加重載荷載，以免影響混凝土結(jié)構(gòu)性能。

第五，混凝土施工完成后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗，包括強(qiáng)度、密實度、收縮率等方面的檢驗。強(qiáng)度可以直接反映混凝土的質(zhì)量和性能；密實度可以反映混凝土的均勻性和完整性；收縮率可以反映混凝土的干縮性和變形性能?；炷恋母黜椫笜?biāo)經(jīng)檢驗均符合規(guī)范要求，方能保證混凝土工程質(zhì)量。

4 結(jié)語

為更好地保證公路工程質(zhì)量，需要結(jié)合混凝土裂縫成因，優(yōu)化混凝土裂縫控制方略，從而更好地發(fā)揮公路工程的價值。并且，隨著科技的不斷發(fā)展，一些新型材料（如自愈合混凝土、納米材料、碳纖維等）的研發(fā)和應(yīng)用將為解決混凝土裂縫問題提供更多選擇。同時，加強(qiáng)數(shù)字化施工技術(shù)的應(yīng)用，如BIM 技術(shù)和智能化施工，有助于更好地預(yù)測和控制混凝土裂縫問題，不斷提高公路工程質(zhì)量，為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更好的基礎(chǔ)保障。