公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及處理

白曉虹 劉忠

摘要：隨著我國公路建設(shè)里程的不斷增長，公路混凝土裂縫的管理處理工作日加繁重。同時公路的建設(shè)時間一般為一到多年時間，施工期間受到各種因素作用下，裂縫的出現(xiàn)是不規(guī)律的，從而影響到公路的使用安全。本文首先具體探討了公路施工中混凝土產(chǎn)生不同裂縫的原因與過程，然后提出了相應(yīng)的處理措施：優(yōu)化公路選線，積極采用壓漿法，創(chuàng)新灌縫管理和做好混凝土的養(yǎng)護。

關(guān)鍵詞：公路；施工；裂縫；原因；處理

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展和國家4萬億基礎(chǔ)設(shè)施投資的實施，我國公路得到了快速發(fā)展，公路的路面工程量大、涉及因素多，公路沿線所處的土壤、水文等外部條件有著顯著的差別，路面結(jié)構(gòu)層構(gòu)成狀況不同，施工設(shè)計水平也不盡相同【1】。公路開放交通后，路面混凝土原先的裂縫就會導(dǎo)致各種不同程度、不同類型的路面早期破壞現(xiàn)象【2】。為此探討公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及處理措施意義重大。

1 公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因和裂縫出現(xiàn)的形式多種多樣，影響里路面產(chǎn)生裂縫的主要因素有：混凝土質(zhì)量、混凝土材料性質(zhì)、氣候條件以及施工質(zhì)量的影響。混凝土路面出現(xiàn)裂縫的主要形式為縱向裂縫和橫向裂縫。

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫是混凝土路面病害的常見病害之一，在發(fā)生原因上，我們知道，就混凝土自身材料性質(zhì)而言，混凝土是一種熱脹冷縮型材料。在一些特殊環(huán)境下，混凝土的收縮變化已遠遠超出混凝土的極限拉應(yīng)力，從而，在混凝土面層薄弱處就會產(chǎn)生裂縫【3】。同時當前我國公路路面基層如果采用半剛性基層材料，半剛性基層成型后明顯或隱約存在裂縫。在行車荷載的作用下，特別是超重車輛較多的情況下，半剛性基層底部產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致基層開裂。還有由于橋頭路基填土壓實度不夠以及對原地基未做適當處理，使鄰接構(gòu)造物的路面明顯出現(xiàn)不均勻下沉，沉降引起的沿橋涵臺背方向的橫向裂縫【4】。

1.2 縱向裂縫

混凝土路面產(chǎn)生縱向裂縫主要有路基填筑質(zhì)量路基填料本身原因等原因。比如由于路基填方材料的不均勻性，影響了路基的整體性能。而如果兩側(cè)邊溝積水的情況下，對外側(cè)路基浸泡使粘土地基和路基含水量相對長時間處于飽和狀態(tài)，造成地基承載力下降，路基整體強度降低，在重車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生路面縱向開裂。此類裂縫的位置通常處于外側(cè)行車帶附近，在雨季后開始出現(xiàn)輕微裂縫，隨著冬季溫度的下降，在溫度應(yīng)力作用下裂縫繼續(xù)發(fā)展，經(jīng)過幾年的行車碾壓和溫度變化，裂縫逐漸加寬并且貫通【5】。

2 公路施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的過程

當前在路基產(chǎn)生裂縫的形的影響下，路面墊層底部在裂縫處受到了很大的拉應(yīng)力，在抗拉強度超過屈服強度時，路面底部被拉裂，產(chǎn)生了較小的裂縫，在路基下陷和車載的反復(fù)作用下，裂縫向路預(yù)面擴大發(fā)展，貫穿路面形成了寬度比較大的裂縫。裂縫產(chǎn)生的過程分兩步：(1)拉開過程。由于路基變形，路面底部墊層受拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂隙；(2)擴展過程。荷載重復(fù)拉應(yīng)力的作用使得裂隙垂直向上擴展，最大拉應(yīng)力仍產(chǎn)生在裂隙處，最終形成危害較大的裂縫【6】。

3 公路施工中混凝裂縫的處理

3.1 優(yōu)化公路選線

要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵編制地方性規(guī)范，在公路地基耐久性標準上，可有不同的設(shè)置水準。全國性的規(guī)范訂得愈詳細，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多；特別像軟土工程那樣的規(guī)范更是如此。比如路線通過山坡時，宜選擇在平緩、干燥、向陽的地帶。在積雪地區(qū)，路線應(yīng)選擇在積雪較輕的山坡上，這些地帶的多年凍土通常埋藏較深，含冰較少，穩(wěn)定性較好。路線縱斷面應(yīng)盡量采用填方，盡可能避免挖方、零斷面或低填淺挖斷面。如受條件限制時，也要盡量縮短零斷面、半填半挖及低填淺挖路段的長度，以減少處理工程，在厚層地下冰地段，應(yīng)避免以挖方通過。路線宜選擇土質(zhì)良好的地帶通過，并應(yīng)盡量靠近取土地點以及砂、石和保溫材料產(chǎn)地。

3.2 積極采用壓漿法

混凝土縱向裂縫一般建議采取壓漿處理，施工時壓入水泥凈漿，建議普通硅酸鹽水泥，注漿壓力為1.5Mpa以上。壓漿前用環(huán)氧砂漿對裂縫表面進行封堵，沿裂縫每隔15m預(yù)埋一注漿管，從一端開始，依次注漿直到相鄰注漿管溢出漿液為止，壓漿前移。如中間有壓漿管不能溢出漿液，則將壓漿泵移至相鄰的下一孔管進行注漿。

3.3 創(chuàng)新灌縫管理

在橫向裂縫處理中，縫寬在6 mm 以內(nèi)的，將縫隙刷掃干凈，并用空氣壓縮空氣吹去塵土；縫寬在6 mm以上的，剔除縫內(nèi)雜物和松動的縫隙邊緣，或沿裂縫開槽后用4-6MPA 空氣壓縮空氣吹去塵土；對普通混凝土或SBS改性混凝土進行現(xiàn)場加熱，溫度控制在150℃-160℃；用鐵壺或?qū)Ｓ萌萜鲗峄炷凉嗳肟p內(nèi)，一般需澆灌2-3 遍；待混凝土溫度下降至常溫后即可開放交通。

3.4 做好混凝土的養(yǎng)護

常溫情況下應(yīng)嚴格按規(guī)定及時對混凝土澆水養(yǎng)護，高溫、低溫環(huán)境下，澆水后應(yīng)適當覆蓋，使混凝土不致受風(fēng)吹、曝曬，以保持混凝土足夠的濕潤狀態(tài)，避免混凝土過早干裂；避免因過大的變形應(yīng)力超過混凝土拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。混凝土澆水養(yǎng)護的次數(shù)以能保持混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)為宜。對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土應(yīng)不少于7天，對于抗?jié)B混凝土及摻緩凝劑的混凝土，不少于14天。

總之，公路混凝土路面裂縫的形成是多種內(nèi)因與外因綜合作用的結(jié)果，其控制必須進行全面的考慮。

參考文獻：

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[2] 代寒松，盛煜，陳繼．青藏公路路基縱向裂縫病害及其發(fā)生規(guī)律[J]．公路，2006，1：24-26.

[3] 竇明健，胡長順，多吉羅布，等．青藏公路路面病害成因分析[J]．冰川，2003，25(4)：85-87 .

[4] 孫均，遲景魁，曹正康，等．新型土工材料與工程整治[J]．中國建材工業(yè)出版社，2008.

[5] 王玉順．高速公路瀝青路面裂縫修補技術(shù)探討[J]．公路，2010，9：45-47.

[6] 陳君朝．高速公路瀝青混凝土路面早期病害及其防治措施[D]．工程碩士學(xué)位論文，2010.