公路工程混凝土病害及防治策略研究

張有春

（灤南縣交通運(yùn)輸局，河北 唐山 063500）

0 引言

在公路工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，混凝土是一類(lèi)最為常見(jiàn)的材料，在施工中具有很多優(yōu)勢(shì)。但其使用壽命和材料性能也會(huì)受到很多外界因素影響，如天氣條件和空氣濕度、溫度等，出現(xiàn)混凝土病害時(shí)應(yīng)對(duì)其及時(shí)處理，否則就會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，公路工程路面的美觀性和綜合性能都會(huì)受到影響。因此，必須全方位、多角度地對(duì)公路工程混凝土材料的常見(jiàn)病害進(jìn)行深入的研究和分析，要從可預(yù)防、可處置的角度提前制定好有針對(duì)性的防治策略，從而最大限度地提升公路工程項(xiàng)目的施工建設(shè)水平，為其他同類(lèi)型的施工項(xiàng)目提供借鑒和參考。

1 公路工程混凝土病害防治工作的重要性

現(xiàn)代公路工程項(xiàng)目中，混凝土結(jié)構(gòu)是其施工建設(shè)過(guò)程中的最常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，而路面的損壞、脫空、裂縫和錯(cuò)臺(tái)等也是其施工和竣工使用階段最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。導(dǎo)致這些質(zhì)量病害出現(xiàn)的原因是多方面的，如天氣、溫度、濕度、沉降、干縮和收縮等，材料的耐久性以及路面結(jié)構(gòu)的使用性能都會(huì)隨之受到嚴(yán)重影響，不但會(huì)大幅度增加后期路面維修養(yǎng)護(hù)的成本，還會(huì)降低公路工程的使用壽命。因此，對(duì)于施工單位的管理人員和技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)研究并分析各類(lèi)混凝土病害出現(xiàn)的原因，并制定更具針對(duì)性的預(yù)防和治理策略，有效預(yù)防和治理各類(lèi)混凝土病害問(wèn)題，保證公路結(jié)構(gòu)的使用性能以及投入使用的安全性。

2 公路工程混凝土病害類(lèi)型

2.1 路面損壞

在公路工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，施工中的微小差錯(cuò)就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，而導(dǎo)致這一問(wèn)題出現(xiàn)的原因是多方面的，其中最常見(jiàn)的原因是沒(méi)有遵循相應(yīng)的規(guī)范流程操作，作業(yè)時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格控制混合料中的水分含量，導(dǎo)致水分在很短時(shí)間內(nèi)就大量流失，這就會(huì)導(dǎo)致干縮和碳化等問(wèn)題的出現(xiàn)。在對(duì)公路路面進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，比較常見(jiàn)的病害就是分層離析的問(wèn)題，在混合料中會(huì)有很多粗骨料分離出來(lái)，而在混合料中沒(méi)有分離出來(lái)的集料則會(huì)不斷下沉，內(nèi)部水分不斷向上移動(dòng)，表面就會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。一般情況下，與表面水分的蒸發(fā)速度相比，泌水現(xiàn)象出現(xiàn)后的蒸發(fā)速度很慢，并且在時(shí)間不斷累積后，水分還會(huì)被大量蒸發(fā)，一部分混合料聚集到路面的上方，路面就會(huì)出現(xiàn)凹陷問(wèn)題。不同種類(lèi)的固體顆粒之間存在較大張力，張力越大就越容易將顆粒凝集起來(lái)，而如果混凝土的狀態(tài)不符合硬度要求，張力的不斷作用就會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫病害。

2.2 路面脫空

如果混凝土路面出現(xiàn)了脫空問(wèn)題，那么整個(gè)路面的受力情況就會(huì)受到影響，此時(shí)施工單位就應(yīng)針對(duì)脫空問(wèn)題采取有效的解決措施，否則如果脫空問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)解決，還會(huì)導(dǎo)致裂縫等一系列問(wèn)題的出現(xiàn)。一般情況下，路面下方的受力是比較均勻的，但是由于外界一些不利因素的影響，本來(lái)比較均勻的受力狀況就會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)一些區(qū)域所承受的荷載就會(huì)增加，最終導(dǎo)致其實(shí)際承受的荷載超過(guò)所能承受的極限，而在降雨等不利天氣條件以及路面車(chē)輛荷載的作用下，這一問(wèn)題就會(huì)變得更為突出，導(dǎo)致混凝土路面出現(xiàn)很多脫空區(qū)域，車(chē)輛行駛以及行人通行的安全性都會(huì)受到嚴(yán)重威脅。

2.3 接縫部位裂縫及錯(cuò)臺(tái)

在公路工程路面施工過(guò)程中，錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題也是經(jīng)常發(fā)生的，而導(dǎo)致這類(lèi)問(wèn)題出現(xiàn)的根本原因就是路基的不均勻。而施工時(shí)膨脹縫出現(xiàn)在不同位置時(shí)也可能導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)。在具體作業(yè)時(shí)會(huì)有雜質(zhì)掉入縫隙內(nèi)，隨著混凝土材料的不斷膨脹，所形成的擠壓力就會(huì)越來(lái)越大，當(dāng)這一加壓力最終超過(guò)了混凝土抗剪力的極限值后，混凝土中就會(huì)出現(xiàn)剪切擠壓的狀況。而在混凝土持續(xù)膨脹的過(guò)程中，接縫的兩側(cè)位置就會(huì)逐步向上拱起，在這種狀態(tài)下就出現(xiàn)了收縮縫，并且收縮縫也會(huì)隨之逐漸向外張開(kāi)，很多堅(jiān)硬物質(zhì)也會(huì)進(jìn)入縫隙中，混凝土材料受到的壓應(yīng)力不斷增大，路面就會(huì)受到較為嚴(yán)重的損壞。

3 公路工程混凝土病害的防治策略

3.1 路面損壞的防治策略

對(duì)于混凝土路面來(lái)說(shuō)，外界的很多因素都可能導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，要想切實(shí)提升公路路面的整體建設(shè)質(zhì)量，在施工中就必須嚴(yán)格把控可能對(duì)施工過(guò)程產(chǎn)生影響的各類(lèi)外界因素，如濕度、溫度、用水量和氣候條件等因素。施工單位在施工準(zhǔn)備階段還必須嚴(yán)格控制砂石的實(shí)際比例，進(jìn)行攪拌作業(yè)時(shí)要保證其均勻程度，有效杜絕離析問(wèn)題的出現(xiàn)。如果施工中已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)立即采取有針對(duì)性的修補(bǔ)策略。具體的操作方法為：應(yīng)先使用切割機(jī)等設(shè)備來(lái)切割處理相應(yīng)裂縫，處理之后裂縫就被分割成邊縫，之后應(yīng)由相應(yīng)的施工人員來(lái)鑿除一部分混凝土，并在其中植入一根鋼筋，具體應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)選擇相應(yīng)的鋼筋規(guī)格，通常情況下都會(huì)選擇直徑為18mm的鋼筋，之后在其中填入等量的水泥混凝土并適當(dāng)提升振搗的力度，振搗作業(yè)完成后進(jìn)行抹平處理并采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。而在振搗作業(yè)完成后也可以運(yùn)用真空脫水技術(shù)，其能夠迅速排除表面以及內(nèi)部的多余水分，從而控制公路路面已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，并提升混凝土路面的強(qiáng)度和密實(shí)度。

3.2 路面脫空的防治策略

要想有效防治混凝土路面脫空問(wèn)題，對(duì)于施工單位而言，關(guān)鍵的步驟就是要確定脫空問(wèn)題出現(xiàn)的具體位置和大小，可采取灌漿的方式，應(yīng)保證混凝土材料的配合比符合要求。具體可按照如下比例進(jìn)行搭配：當(dāng)水泥用量為500kg/m3，粗集料和細(xì)集料的用量分別為8 200kg/m3和5 000kg/m3，而水和添加劑的用量則分別為1 800kg/m3和100kg/m3。施工單位技術(shù)人員一定要深刻理解《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 52—2006）的具體規(guī)定，確?；炷敛牧系母黜?xiàng)性能指標(biāo)都能符合要求，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土的灌注施工作業(yè)。在修復(fù)混凝土路面的脫空時(shí)并不需要用到大量的混凝土材料，并且應(yīng)多次試驗(yàn)和檢查已經(jīng)配制完成的材料，確保其各項(xiàng)性能指標(biāo)都滿(mǎn)足相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。通常情況下，材料的坍落度應(yīng)控制在220～270mm的范圍內(nèi)，擴(kuò)展度在675mm左右，28d之內(nèi)的抗壓強(qiáng)度不低于73MPa，而7d內(nèi)的抗壓強(qiáng)度則不低于66MPa。

在實(shí)際的施工作業(yè)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)做好以下5個(gè)方面的工作：

（1）施工單位的技術(shù)人員要精確分析壓降泵設(shè)備的綜合性能，要保證其電機(jī)組中各類(lèi)部件之間的連接情況，同時(shí)還要定期檢查潤(rùn)滑油的使用性能以及電器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等，確保符合相應(yīng)使用要求。

（2）要科學(xué)判斷攪拌設(shè)備的使用性能是否符合工程建設(shè)的實(shí)際要求，確保所選用的攪拌設(shè)備能夠在短時(shí)間內(nèi)將殘留在設(shè)備內(nèi)部的各類(lèi)雜質(zhì)處理干凈，盡可能不影響攪拌設(shè)備的工作質(zhì)量。

（3）要綜合分析鉆機(jī)和機(jī)組等設(shè)備水箱的實(shí)際情況，每一次對(duì)水箱加水時(shí)都要有工作人員將加水的具體數(shù)值記錄下來(lái)。

（4）關(guān)注壓漿管路的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題或有不合理的地方時(shí)，應(yīng)立即停止其工作狀態(tài)并采取有效的處理措施，當(dāng)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)再重新開(kāi)始作業(yè)。

（5）施工單位的相關(guān)人員還要精確分析不同連接板的實(shí)際情況，確保其在工作狀態(tài)下沒(méi)有任何損壞，明確灌漿混凝土板的選用范圍。施工單位在進(jìn)行灌漿作業(yè)時(shí)，一定要遵照所設(shè)計(jì)的工作流程進(jìn)行各項(xiàng)操作，施工時(shí)還要在空洞內(nèi)部直接置入噴嘴，灌漿作業(yè)時(shí)應(yīng)保證壓力始終不低于1.5MPa，從而獲得理想的灌漿效果。

如果發(fā)現(xiàn)孔隙之中有漿液流出的情況，這就說(shuō)明漿液應(yīng)該已經(jīng)充滿(mǎn)了板內(nèi)的孔隙范圍，此時(shí)應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行減壓操作，去除噴嘴并在孔隙中用木塞填充，保證不會(huì)出現(xiàn)灌漿長(zhǎng)時(shí)間流出的問(wèn)題。經(jīng)此操作一段時(shí)間后，漿液慢慢就會(huì)達(dá)到凝固的狀態(tài)，這時(shí)就可以拔出木塞并進(jìn)行封孔處理，封孔時(shí)施工單位應(yīng)盡可能選擇標(biāo)號(hào)較高的砂漿，之后再進(jìn)行抹平處理。

3.3 接縫位置處損壞的防治策略

對(duì)公路工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，一定要應(yīng)用科學(xué)合理的防治策略來(lái)有效避免脫空和錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量病害的出現(xiàn)，盡可能不影響公路路面的建設(shè)質(zhì)量，保證公路工程具有良好的使用性能和服務(wù)能力，通常情況下，針對(duì)接縫位置處損壞可重點(diǎn)做好以下3個(gè)方面的工作。

（1）施工單位應(yīng)選擇更有針對(duì)性的基層材料，從源頭上提升基層的抗沖刷能力。同樣也要科學(xué)使用各類(lèi)基礎(chǔ)材料，有效避免因材料問(wèn)題而出現(xiàn)的各類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題。有些公路項(xiàng)目的等級(jí)要求更高，施工單位在項(xiàng)目作業(yè)過(guò)程中通常都會(huì)選擇無(wú)機(jī)結(jié)合料，這類(lèi)材料具有極強(qiáng)的抗沖刷能力，應(yīng)用時(shí)可以大大提升基層的安全性和承載能力，在此過(guò)程中一定要注意不能將細(xì)粒土直接使用到基層之中，要保證材料對(duì)路面的支撐作用始終保持均勻狀態(tài)。

（2）要有效地執(zhí)行所制定的各類(lèi)防水策略。在公路路面的建設(shè)過(guò)程中如果有積水存在，其會(huì)對(duì)整個(gè)施工造成嚴(yán)重影響，因此，施工單位一定要做好路面的防水工作，施工中如果發(fā)現(xiàn)積水應(yīng)立即停止施工作業(yè)并進(jìn)行處理，否則一旦其通過(guò)板邊縫隙或其他縫隙部位進(jìn)入到基層中并且沒(méi)有得到及時(shí)清除，就會(huì)直接危害到接縫位置。施工單位一定要綜合考慮可能出現(xiàn)的各類(lèi)排水問(wèn)題，并嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)防水策略。

（3）將多種措施有效結(jié)合，重點(diǎn)降低路面所受到的載荷應(yīng)力。公路項(xiàng)目施工過(guò)程中如果路面承受了太大的載荷應(yīng)力，就很可能導(dǎo)致接縫問(wèn)題的出現(xiàn)。因此，在項(xiàng)目的施工設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)配備高水平的技術(shù)人員來(lái)制定有效的防治策略，盡可能地減少接縫和板邊底部等重要位置處的載荷，這樣接縫的傳遞載荷能力就會(huì)大大提升，降低了底板所承受的應(yīng)力，大大降低了裂縫問(wèn)題出現(xiàn)的概率。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)公路工程混凝土病害防治工作的重要性進(jìn)行了闡述，分析了公路工程混凝土病害類(lèi)型，并探討了公路工程混凝土病害的防治策略。在我國(guó)公路交通事業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程中，公路工程混凝土路面已經(jīng)成為公路工程建設(shè)的重要組成部分和應(yīng)用形式，針對(duì)其病害問(wèn)題應(yīng)加強(qiáng)分析，制定更為科學(xué)合理的防治策略，以保證路面的建設(shè)質(zhì)量，延長(zhǎng)公路項(xiàng)目的使用壽命。