公路工程施工中混凝土的裂缝成因与解决方法研究.pdf

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 120 公路工程施工中混凝土的裂缝成因与解决方法研究 陈永祥 秦皇岛市交通运输综合行政执法支队工程质量监督大队，河北 秦皇岛 066008 摘要：摘要：伴随国内经济的飞速发展，公路建设的规模不断扩张，变得更加多元。施工期间出现混凝土裂缝现象不但会对道路施工产生负面影响，还会阻碍高速公路工程施工的正常实施。面对这种情形，相关施工人员必须意识到混凝土裂开的危害，本文将分析探究公路工程施工中混凝土裂缝出现的原因，然后提出对应的解决措施，从而提高公路工程建设的整体水平。关键词：关键词：公路工程；混凝土裂缝；原因及解决办法 中图分类号：中图分类号：U415.6 随着城市化进程的变快，城市交通系统逐步完善，迎来了新的发展，公路作为交通系统中的一项重要内容，其设备的规模和数量不断扩大，道路建设中必不可少的一种材料便是混凝土，它的耐火性能、抗压性能优越，同时还耐用持久，在道路建设过程中发挥着极其重要的作用1。但是混凝土也存在一定的缺点，受它自身性质以及设计特性的影响，混凝土施工期间极易对外部环境造成干扰出现裂缝，道路机械设备难以稳定运行。研究发现道路交通事故高发的一个主要原因便是混凝土裂缝。因此，道路建设的过程中，相关建设单位必须认真分析混凝土裂缝形成的原因并提出有效的解决办法。1 公路工程施工出现混凝土裂缝的弊端 公路混凝土施工的重要性不言而喻，它是施工中不容忽视的一项要素。但是，混凝土施工过程中频频发生不达标的情况，究其原因在于出现了裂缝。由于混凝土自身具有一定的流动性，结构会在温度和技术两种条件的影响下发生改变，如果不能合理的控制，那么裂缝会变大，同时会产生各种安全隐患。由公路工程施工中的裂缝引发的渗漏问题存在极大的风险，一旦混凝土产生裂缝，水流会顺着裂缝流入混凝土内部，改变混凝土结构的同时降低了安全系数。当裂缝中的水流温度骤然上升或下降时，便会出现冻结现象，裂缝愈加严重，难以保障道路的通行安全。假如混凝土裂缝有潜在的腐蚀风险，当裂缝范围扩大的时候，各类物质元素均能轻松闯入其中，在水和空气作用下金属零部件表面的清洁膜会被破坏，内部元件极易被腐蚀，零件的安全性降低。公路工程施工中要提升项目的整体水平，必须提供达到标准的设备材料。具体施工的时候，严格把控材料，保护其不受侵害，轻松应对腐蚀2。针对混凝土路面出现的裂缝，还要注意碳化风险，碳化现象的产生将对道路混凝土零部件的应力带来负面影响，还会增加风险系数，水和空气的共同作用下混凝土会和碳酸钙进行化学反应，零部件的承载力下降，导致整个道路的安全收到威胁。2 公路工程施工中产生混凝土裂缝的原因（1）混凝土施工材料达不到标准。公路工程施工中所用的混凝土大多由水泥、砂砾、集料和其他物质混合构成。当混凝土材料达不到既定的标准，极易导致高速公路产生裂缝。混凝土中水泥的比重较大，一部分建筑施工方为了节约成本，选择购置低标水泥，此时的混凝土无法满足实际的建设需求，因此出现了大量的裂缝。假如购置的集料中不能检测到云母以及其他矿物元素，并且集料含量高于标准含量，水泥和集料两者难以保持统一，混凝土的强度也会发生改变，如果集料中含有较多的有机物质或者矿物元素，那么水泥固化率和混凝土强度都会下降，裂纹随之产生。（2）公路工程设计不合理。从公路工程的设计上来看，工程施工的过程中，极易过分注重外观，而忽视了设计的合理性。一旦设计的方案超出了实际工程的承载量，那么公路部分区域单位面积上就要承载较大的力，最后生成混凝土裂缝。如果设计的路线较长那么道路结构的承重层难以承受过大的压力，厚度会慢慢减小，强压环境致使穿透性裂缝产生。造成这一现象的主要原因在于：首先是钢筋保护层设置不合理或者混凝土加固操作有误，以至于工程后期结构裂缝中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 121 和沉降裂缝出现；其次，缺少配套设备维护的环节，在多种因素的干扰下，像是极端天气、地质灾害等就会为收缩性裂缝创造良好的条件；最后，混凝土凝结的时候，大量的水蒸气会被蒸发，混凝土表面会出现较大的温度差，加剧了承载的压力，从而出现裂缝。（3）温度差异较大。混凝土在高温环境下会膨胀，处于低温的水域环境内会压缩，受这一特性的影响，假如发生变形并且没有很好地控制住的话，那么混凝土施工中会产生拉伸约束。如果拉伸应力超出混凝土抗拉强度区间，那么温度裂缝便会顺势产生。温度裂缝出现的原因主要有以下几个方面：公路施工中经常会使用混凝土，体积较大的混凝土在水泥拌水的化合反应期间释放大量的热量，难以排出，混凝土内部温度上升，表面温度下降，致使两者出现较大的温差，拉伸应力随之产生，当混凝土的最大拉伸值低于拉伸应力时，裂缝就会有机可乘。在冬天进行公路基础设施施工，此时的环境温度不高，混凝土内富集的水分子便会凝固，造成冻结损伤，使得混凝土体积以及应力变大。除此之外，温度较低的水域中随着渗透现象的出现水源压力骤然提升，混凝土强度下降，随之出现裂缝。（4）路基建设的稳定性较差。公路工程施工中，路基是一项基础的建设工作，如果地基没有建设牢固，那么公路在后期的施工过程中难免会遇到困难，整个工程的施工水平也会受到影响。路平面可以提升高速公路的负载力，确保高速公路实现基本的运输承载功能。假如公路施工达不到相应的标准，那么公路的安全将难以得到保障，存在一定的安全隐患。基于此，为了让公路工程施工得以正常展开，必须保证施工期间的土壤具备较强的负载能力，沉降、负载能力差异大等问题都会为混凝土裂缝创造生长条件。究其原因在于公路路面缺少有效保护或者施工的强度不一致。（5）公路保养维护的力度不够。混凝土自身具有良好的吸水性，它属于一种工业施工材料，要让它固化只有保持一定的湿度。基于它的这个特点，混凝土固化期间可以通过回水氧化的方式为混凝土创造一个湿度适宜的环境，尤其是完成施工后，一旦湿度值达不到标准，过高或过低均会让混凝土出现裂缝。3 公路工程施工中混凝土裂缝生成的流程 现阶段受路基裂缝的影响，公路面的底部在裂缝位置被强大的拉应力牵扯，当拉伸强度小于抗拉强度时，路面底部拉扯撕裂，随之出现很小的裂缝，当路基严重凹陷以及负载压力加剧后，裂缝慢慢变大，贯穿整个公路面并形成更宽的裂缝。出现裂缝的流程可以概括为以下两个阶段：第一步，撕拉阶段。路基发生形变，路面底部较高的拉应力让裂缝有机可乘；第二步，扩张阶段。随着拉应力的提高，负载压力的加剧，裂痕垂直往上延伸，最大拉应力依然作用于裂痕位置，最后变成影响道路安全的裂缝。4 公路工程施工中出现混凝土裂缝的解决办法 公路建设在人类的日常生活及社会经济的发展中发挥着重要的作用，提升公路运转效率及使用寿命的充分条件为建设安全系数高的道路并有序运营维护。所以，当公路工程施工中出现混凝土裂缝必须要采取科学的方式加以处理。（1）合理挑选公路建设线路 施工人员应科学地挑选公路线路进行施工，把控混凝土裂缝问题。挑选公路建设线路的过程中，应全面综合地考察实际的环境。假如在山坡的位置进行施工，那么建设的公路应把位置选取在地势平缓、气候干燥、面朝阳光的地方；假如在蓄积雪的位置施工，那么建设的公路应把位置选取在雪量少的地方，雪量少，意味着冰量少，那么稳定性更强。如果线路有断切面，那么要进行填方操作，从根本上降低挖方问题产生的可能性。公路施工中假若被特殊条件所约束，应尽量把挖填路的长度缩减，让整个施工工程量下降。（2）严格把控施工材料 公路工程的施工如果材料出现问题，那么整个工程势必会产生负面影响。所以展开施工工作的时候应严格把控施工材料。材料供应商应提供能证明性能参数的纸质资料，除此之外，技术施工人员和项目负责人验收工程时应仔细检查每一项建设内容。生产批次和类别不同的施工材料，必须严格遵照建筑行业标准抽查样本，使其达到标准。针对水泥、钢筋和集料等材料的接收，拿到后必须将其放置于仓库内进行良好的储存。（3）施工前把控好温度以及湿度范围 钢筋混凝土的结构和温度息息相关，混凝土自身具有较高的吸收率，是一种良好的无机材料，它极易被外部的温度和湿度干扰，温度过高或过低都会导致中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 122 混凝土出现裂缝。公路工程施工的时候，必须把建筑物外部环境的温度以及湿度考虑进来，防止它们对混凝土的结构产生影响。譬如公路工程施工照明的亮度不足，这种情况下混凝土极有可能损失严重，混凝土难以完成硬化工作。另外，为了确保室外环境处于适宜的温度，施工方应补给施工期间消耗的湿度，保证湿度达到施工要求，避免混凝土受温度的影响开裂。（4）增强路基的稳定性 路基的稳定性决定了公路的运行周期，由此可见路基的重要性，挖掘路基时必须充分考虑多种因素的影响，在公路旁边留出排水口。水泥路施工的前提在于修建稳定的路基，完成了路基建设后，应按相关的标准严格检查并组织验收。（5）完善公路工程施工后期道路的保养维护工作 为了让公路裂缝预防治理的效果有所提升，应挑选合适的方式保养维护公路，充分发挥维护保养的作用力。浇筑结构前要留意裂缝的堵塞状况，可以借助水泥砂浆、棉布条或者麻布条将其密封处理。等完成这一系列的工作之后，维修人员还要检查水压和空气压力。混凝土硬化期间，可以在其表面涂抹一层薄膜，避免混凝土表层和空气接触，提升硬化效率。（6）改进优化公路工程的施工设计方案 公路工程的施工，需要专业人员在施工现场勘测考察，了解施工现场的实际情况后，再按相应的标准开展施工。技术人员应分析对比不同的设计方案，从技术和经济效益上挑选最合适的设计方案，确保公路工程的顺利实施，最大化降低混凝土裂缝问题出现的概率。精密的检查及施工不但可以让工程的规划更加科学有效，还能让道路结构更加安全可靠，避免裂缝产生，达到既定的公路工程施工效果。（7）采用科学的材料配比和正确的操作方式 当前公路工程施工中主要使用施工人员配置的混凝土，混凝土的品质和混凝土数量以及配置方法息息相关，混凝土的品质如果出现问题，那么整个公路工程的安全也无法得到保障。配置混凝土时，应采用精准的材料配比，将混凝土和其他材料混合，确保混凝土的密度均匀。另外，公路工程施工中要使用达标的混凝土材料，像砂石和水泥等，混合期间可以往内加入减水剂和空气过滤器，尽量使用杂质含量低的材料提升混凝土的品质。充分混合的混凝土确保了其达到混合完全、混合均匀的标准，防止混凝土在不均匀密度的干扰下形成混凝土裂缝。（8）强化混凝土公路结构裂缝的检测力度 应把国内混凝土公路结构裂缝划分为不同的类别，按照网络呈现的公路信息将搜集的混凝土公路结构裂缝成因归集为多个类别，再把实际勘测获取的数据信息通过信息技术媒介进行系统分析，然后把裂缝分为不同的危害等级，针对性地解决不同原因形成的不同裂缝问题，制定相应的裂缝预防、修复和保养方案，预先防护公路工程施工后期可能产生的混凝土裂缝。混凝土裂缝的检测可以围绕以下几个方面进行：1）搜集并监测公路工程施工中混凝土裂缝的形状、宽度、深度和变化趋势，便于更好的判断混凝土裂缝形成的原因以及存在的风险系数。2）监测公路工程施工的土质、材料等状况。3）监测混凝土公路结构中钢筋的摆放位置、数量和腐蚀程度。4）监测公路工程施工中混凝土的碳化情况以及持续时间。（9）严格把控施工细节 为了确保公路工程如期实施，混凝土施工时，相关负责人应严格把控整个施工过程，防止人为操作失误延误施工工期，出现混凝土裂缝等问题。譬如混凝土浇筑过程中应把控好混凝土浇筑的深度，防止时间周期过长混凝土硬化导致混凝土裂缝产生。5 结语 综上所述，随着社会经济空前的发展，公路建设俨然成为国内基础设施建设不可分割的一部分，公路工程的施工过程中必须根据项目的实际情况设计施工方案，采用科学的方式从源头上杜绝混凝土裂缝问题出现，防护结合治理，这样才能确保公路工程如期交付，提升道路的安全性能。参考文献 1陈锋.公路工程施工中混凝土常见裂缝产生原因及处 置 措 施 J.城 市 建 设 理 论 研 究(电 子版),2023,433(07):134-136.2朱文华,王自选.公路工程施工中混凝土裂缝成因与施工对策研究J.低碳世界,2022,12(04):133-135.