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摘要：道路桥梁施工中的裂缝问题是影响施工整体效果的重要因素之一，它不仅影响道路桥梁的整体外观，同时影响道路桥梁的安全性能和使用寿命。在工程施工中出现的桥梁结构裂缝造成混凝土结构的破坏，造成渗漏现象的发生。同时工程施工裂缝使桥梁钢筋结构与其他金属构件出现腐蚀危害，造成工期的延长、返工，同时对桥梁混凝土整体结构稳定性也有着一定的影响。
关键词：道路桥梁；施工；混凝土裂缝；原因；对策
随着我国当前经济建设事业的不断向前发展，道路桥梁施工的数量和规模也在不断的增加。在当前实践的道路桥梁施工过程之中混凝土的应用可谓是相当的广泛，因为混凝土有着较强的耐压性以及坚固性的特征，所以逐步的成为了道路桥梁施工之中的一个重点环节。但是需要注意的是如果对已现场施工控制不到位则会出现裂缝等严重的情况。所以在实践的道路桥梁施工开展过程之中还应当对混凝土裂缝所产生的原因以及控制的技术方案等进行系统性的分析，真正意义上促进施工效益的全面改革，真正意义上促进道路桥梁施工质量和水准不断的向前稳步发展。
一、道路桥梁施工中常见的混凝土裂缝类型
道路工程中导致沥青出现裂缝是多种因素综合的结果，其中气候条件比如严冬时期的气温变化、道路基层材料的性质、使用沥青的质量、道路建成后行驶车辆的数量等是形成裂缝的主要原因。沥青形成的裂缝主要有以下四种：
1.1纵向裂缝
该种裂缝较长且形状较直，纵向裂缝一般与道路是保持平行延伸的趋势，出现至缝的状况普遍来说是比较少的。导致纵向裂缝的主要原因在于施工接缝质量不好、路基结构承载力不足以及的不均匀沉降。一般而言，如果是道路工程的结构承载不够，那么极易造成道路的边缘出现裂缝，如果处理不够及时恰当，造成的危害将会比较大。
1.2横向裂缝
该种裂缝形式与纵向裂缝恰好相反，同时也会有一部分的支缝出现。横向裂缝相对纵向裂缝来说，导致其出现原因就比较多，比如地基发生形变，道路受到温度变化的影响以及行车量过大，受到荷载过多等。根据横向裂缝的成因，其还可以分为非荷载裂缝和荷载裂缝。二者的不同在于，荷载裂缝是比较稠密同时裂缝间时相互联系的，非荷载裂缝则是比较规则的，而且是等距离产生的裂缝，当地气温和沥青面层的的抗裂性是导致裂缝间距产生的主要原因。
1.3龟裂裂缝
这种裂缝是相互交错的，从而使形成网状或者多多边形的小块。起初裂缝主要是少许的纵缝，但是由于重复的荷载作用力，其横向裂缝就会随之产生，逐渐演变成网状的裂缝。
1.4块状裂缝
这种裂缝主要是被分割成一块块矩形的块状，一般是大面积的出现，特别是在交通量比较小的上比较容易出现。道路工程出现块状裂缝的话，相关道路工程施工人员就要多加关注，因为这就预示着道路开始出现老化现状，使用寿命将是会大打折扣的。
二、混凝土工程裂缝的成因
从物理成分的角度上看，混凝土是一种非均质脆性材料，由水泥、水、砂石骨料和其他材料混合而成。由于混凝土施工不当、混凝土变形或约束，导致在建筑工程中经常出现混凝土裂缝等安全隐患，造成混凝土裂缝的原因多种多样，比如混凝土不均匀、温度变化大、施工材料不合格、混凝土结构不合理、模块变形、养护不当、水灰比不合理以及基础不均匀沉降等。站在混凝土裂缝成因的角度上看，可以将混凝土工程结构裂缝分为以下三种类型：
2.1混凝土收缩或温度变化造成的裂缝
混凝土在凝结硬化的过程中，水泥会释放出大量的水化热，此时混凝土内部和表面的温度会出现很大的变化，从而产生了拉应力；由于外部温度突然降低，使混凝土的表面产生拉应力，当拉应力高于抗裂能力时，混凝土就会产生裂缝。
2.2冻胀造成的裂缝
冻胀产生裂缝需要满足以下条件：混凝土吸水饱和、温度低于0℃。吸水饱和的混凝土在大气温度低于0℃的情况下会出现冰冻，当水变成冰后，体积增加，导致混凝土产生膨胀应力，从而促使混凝土的表面出现裂缝。
2.3荷载造成的裂缝
荷载裂缝是指在次应力、常规定荷载以及常规动荷载的作用下产生的裂缝。荷载裂缝主要有次应力裂缝和直接应力裂缝两种类型。
2.3.1次应力裂缝。次应力裂缝是指在荷载作用下产生次生应力而造成的裂缝。在荷载作用下，由于混凝土结构的实际工作状态与常规计算不符，此时某些部位会产生次应力，从而导致混凝土结构开裂；当混凝土结构中出现开洞、设置牛腿或者凿槽，使用常规计算法，很难用准确图式进行模拟计算，所以经常是根据以往经验来设置受力钢筋。对受力构件进行挖孔，力流产生绕射现象，并集中在孔洞附近，从而产生很大的集中应力，在受力构件变形或者混凝土结构转角处可能会出现裂缝。在建筑工程中，次应力裂缝是一种常见的荷载裂缝。
2.3.2直接应力裂缝。直接应力裂缝是指在荷载作用下产生的直接应力而造成的裂缝。产生这种裂缝的原因是：设计不合理，计算模型不准确；结构刚度不够或者设计断面；预制构件运输或安装不规范；内力和配筋计算不准确；施工者不理解设计者的意图，随意改变结构受力模式。
2.3.3施工过程中产生的裂缝。在混凝土制作、运输、浇筑和吊装的过程中，施工方法不当、施工工艺不合理都会导致混凝土产生裂缝。施工过程中常见的问题有：混凝土初期养护工作不到位，从而导致混凝土表面出现收缩裂缝；由于混凝土振捣不严实，产生空洞，从而产生荷载裂缝或者导致钢筋生锈；模块刚度不足、支架预压不足或者拆模时间过早等，都会导致混凝土表面出现裂缝；混凝土运输和搅拌时间过长，导致水分大量蒸发，造成塌落度过低；增加水灰比，引起收缩裂缝。
2.3.4材料质量引起的裂缝。混凝土是由拌合水、外加剂以及水泥混合而成，如果这些混合材料质量不合格，则会造成混凝土开裂。如果水泥长期受潮或者安定性不强，则会造成含碱量过高；级配不合理、骨料粒径不合格、杂质含量过大等都会降低混凝土的强度，造成混凝土收缩增加；如果采用氯化物等杂质含量较高的拌和水以及含碱的外加剂等都可能导致混凝土产生裂缝。
三、混凝土裂缝的危害
3.1加剧混凝土的破损
一旦混凝土产生裂缝，其整体结构强度和耐久性就会受到影响，从而使强度降低、耐久性减弱，混凝土的破损程度加剧。就道路桥梁工程而言，其安全性将受到混凝土裂缝的严重影响，不但给建筑物本身带来安全隐患，阻碍建筑物的正常运行，降低其使用寿命，还会危及到人类的生命财产安全。如果不采取及时有效的应对策略，多方面的综合影响将导致裂缝不断扩大，从而使危害程度加重，由此引发的经济损失将难以估计。
3.2阻碍道路桥梁的正常运行
由于混凝土裂缝的出现，道路桥梁的抗弯能力和刚柔性能都将受到影响。这不仅会使其强度结构受到破坏，还会影响到桥梁的正常使用。一方面造成经济损失；另一方面还会影响到人们的正常出行。此外，混凝土的内部钢筋会在混凝土裂缝出现后更加容易受到腐蚀，由此引起的内部结构强度减弱等都将使道路桥梁的正常运转受到阻碍，其使用寿命也将大幅度缩短。
四、避免混凝土裂缝产生的对策
由于上文归纳出了路桥工程施工中混凝土裂缝产生的几个主要原因，因此在其施工过程中就应当采取一定的对策以对混凝土施工进行良好的控制，从而避免裂缝的产生。
4.1混凝土生产质量的控制对策
第一，选择合理的水泥标号，并对水泥的用量进行严格地控制。一般而言，应当尽量优先选择较高标号的水泥，以此来相应降低水泥的用量，选择抗裂性好、抗冲刷性能好、干缩系数和温度系数小的材料做基层，如水泥稳定粒料或二灰稳定粒料，不选择水泥或二灰稳定细粒土做基层，也不应采用石灰碎石土做基层。选择优质沥青或抗裂性好的改性沥青作面层材料，减少石灰及水泥用量。沥青面层应该采用密实型沥青混凝土。在较高等级公路施工中使用国产沥青时，要掺入丁苯橡胶等高分子聚合物进行改性，提高沥青的粘度和稳定性，为防止沥青老化，可加入树脂改性沥青。为了减少沥青混合料低温开裂，在同等条件下，优先选取延度大、稠度低的环烷原油沥青，最好不要用石腊基原油沥青。在条件允许的情况下，可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗车辙性，使用寿命长等优点，是防裂路面设计时应选用的一项新技术；第二，对于粗细骨料的级配以及含泥量等一系列参数指标进行严格把控；第三，科学合理地进行外加剂的掺加，并对混凝土配合比进行试验控制；第四，在混凝土生产之前，因注意对拌合用水的计量进行复核，并在其生产过程中，经常检查水泵四周是否会因淤泥、杂草之类的杂物来对水流量造成影响，从而确保每盘用水量的计量准确；第五，对于高效减水剂等外加剂最好采用称量后袋装的方式，每盘一袋，从而对高效减水剂等外加剂的用量能够做到严格控制；第六，严格控制混凝土的拌合时间，每盘混凝土的拌合时间不得少于三分钟，以确保高效减水剂等外加剂的作用在混凝土的生产过程中能够得到充分发挥；第七，应对混凝土的塌落度进行严格地控制，对于塌落度不合格的混凝土应当废弃，严禁其投入施工。第八，严格控制基层施工时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围之内。碾压完成后应及时保湿养生，养生结束后，立即作透层或下封层，保护基层中的水分不致迅速失去。下封层作完后，应尽快铺筑沥青面层，不能让基层暴晒边干开裂。
4.2混凝土施工温度的控制对策
为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度应力的措施有以下几种：第一，拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；第二，夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；第三，在混凝士中埋设冷却管，通入冷水进行内部降温；第四，严格控制混凝土的入模温度。总之，大体积混凝土的凝结硬化过程中，及时摸清混凝土温度场升降变化规律，随时监测混凝土内部的温度情况，对于有的放矢的采取相应技术措施、确保混凝土不产生过大的温度应力、避免温度裂缝的产生，具有极其重要的作用。混凝土测温可以采用两个圆盘式温度计，分别测定混凝土内外温度。将温度计感应棒贴在模板外侧，混凝土保温罩内测定混凝土表面温度。混凝土浇筑前在模板上预留测温孔，将圆盘式温度计测线放人混凝土测温孔内测量混凝土内部温度。混凝土浇筑完成后，每隔两小时测定一次混凝土内外温度，并计入测温记录表，计算混凝土内外温差。
4.3混凝土施工工艺质量的控制对策
在路桥工程施工中，对于墩身以及托盘和顶帽等应采取一次性立模，并先施工墩身及托盘部位的混凝土，然后再把已经安装完成的顶帽等部位的钢筋进行吊装到位，最后施工顶帽等部位的混凝土。在浇注混凝土时，采用汽车泵将其送至墩顶，并通过在泵管出口位置连接泵送软管的方式最终将混凝土送至混凝土浇注部位，整个大体积混凝土采用分层施工、逐层振捣的浇注方式。其浇注顺序为从墩身的一侧往另一侧进行往复的移动浇注，即完成其一层浇注之后再将泵管返回来，依然从之前的先浇侧往后浇侧进行移动浇注，以确保混凝土施工过程中的布料均匀。在大体积混凝土施工中，每层混凝土的浇注厚度通常不能超过三十厘米，其振动棒每次的振捣时间通常不得超过二十秒钟，以振捣至混凝土泛浆为宜，且振动棒的位置距离模板的边缘不得小于二十厘米，而振动棒每次振捣的移动间距通常也以二十厘米为宜。
4.4混凝土养护质量的控制对策
大量工程实践表明，大多数混凝土裂缝产生的主要原因还是养护不力而造成的，要保证路桥工程施工中混凝土的养护质量，就要做到以下几点：第一，避免混凝土的内外温度之间出现较大的温差，并防止混凝土表面的温度产生梯度变化；第二，在冬季浇注混凝土应控制好施工温度，采取适当措施使得混凝土浇注过程中的温度最低不能比混凝土使用期间的稳定温度更低；第三，在其混凝土浇注完成之后，对于混凝土外露面应当采用塑料薄膜进行覆盖养护，有必要时还须进行蒸汽养护，以确保混凝土的养护质量。
结语
随着我国现代化进程的加快，各种基础交通设施的建设也在不断增加。混凝土作为一种重要的、必不可少的施工材料，其原材料问题、荷载超出设计、温度变化、收缩冻胀是导致混凝土产生裂缝的主要原因，对道路桥梁工程的质量造成了重大影响，甚至危及群众的生命财产安全。想要解决混凝土裂缝问题，需要在施工前合理设计荷载、严格控制混凝土的原材料、注重施工过程温度的变化，防止温度变化引起裂缝、控制混凝土凝结时间，唯有如此，才能够有效防止混凝土裂缝的产生，保证道路桥梁的承载能力，为人民的生产生活提供更大的便利，为我国的经济增长作出贡献。
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论文作者:姚美英
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/28
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 荷载论文; 应力论文; 道路论文; 温度论文; 桥梁论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;