道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

陈 刚

（中铁十七局集团第一工程有限公司，山西 太原 362000）

1 道路桥梁裂缝对工程的影响

1.1 承载力方面的影响

在道路桥梁的施工过程中，常常会出现裂缝，而这些裂缝将直接引起承载力减弱情况的出现。作为道路桥梁施工中裂缝的常见影响之一，渗漏会使水流通过裂缝，由道路桥梁的表层直达道路桥梁的内部，从而对道路桥梁施工的质量起到不利的影响。深入到道路桥梁内部的水流会对路基、路面及混凝土产生分解的作用，让路基、路面及混凝土结构在水解后失去强大的承重能力，从而使道路桥梁的荷载力有所降低。

1.2 安全方面的影响

作为破坏道路桥梁结构和性能的重要危害之一，碳化方面的危害主要是使道路桥梁混凝土结构发生变化，当道路桥梁施工中出现裂缝时，会使道路桥梁的混凝土结构发生碳化反应，这主要是因为混凝土材料与空气中的水分和二氧化碳产生化学反应，从而形成了碳酸钙，而碳酸钙的承载力较差，从而对道路桥梁混凝土的承载力造成了不利的影响，并对道路桥梁的承载力造成了约束，也对道路桥梁竣工投入使用后的使用效果、使用质量、使用寿命等产生了损害。路基路面的裂缝会导致路基不稳定，路面出现坑槽病害。为道路桥梁的应用埋下了安全隐患，甚至对人们的生命和健康造成了威胁。

1.3 使用寿命方面的影响

为了延长道路桥梁的使用寿命，提高道路桥梁的质量，就必须避免出现道路桥梁的裂缝问题。但是，若是在道路桥梁施工过程中，出现了裂缝的情况，就会使得大量的水分、空气通过裂缝进入到道路桥梁的内部，还会有大量的各类杂质也随之渗透到了道路桥梁内部的各个部位，并与道路桥梁内部的钢筋等金属构件发生反应，使道路桥梁钢筋和金属构件表面发生了腐蚀，使钢筋和金属构件表面的钝化膜受到了破坏，出现了锈蚀等现象。

2 道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

2.1 设计方案不合理导致道路桥梁裂缝

任何建筑工程在施工之前，都要针对实际工程进行科学设计，制订合理的方案，而设计方案的质量直接影响后期施工效果。大量实践表明，设计方案不合理是造成道路桥梁裂缝的主要原因之一。比如，在设计过程中，设计者没有进行防裂缝设计，或者没有严格按照规范要求进行防裂缝设计。如果设计时忽略了伸缩缝的设计，就会导致沉降过大，从而出现开裂现象。

2.2 不合格的混凝土原材料导致道路桥梁裂缝

混凝土是由水泥、骨料及一些外加剂和掺合料组合而成的。在道路桥梁建设过程中，组成混凝土原材料的质量会直接影响裂缝问题的产生。如果组成混凝土的原材料选材不合理，或者存在质量问题，不仅会增加混凝土的成本，还会直接影响混凝土的性能，如耐久性、收缩性等，最终导致道路桥梁出现裂缝。

2.3 荷载间接导致道路桥梁裂缝

沥青混凝土是目前我国大多数桥梁工程建设中广泛采用的材料。这种材料具有低噪声、耐磨、施工期短和养护方便等优点，但其也有一个较为明显的缺点，即在车辆荷载作用下，因混凝土的结构强度、刚度或稳定性不够而出现裂缝现象[2]。荷载引起的混凝土裂缝主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝。直接应力裂缝的产生多是由于道路桥梁在设计阶段，设计者对荷载的预算不足，再加上后期施工对机械设备、施工材料的承载，导致荷载超标，而引发裂缝产生；次应力裂缝的产生多是由于道路桥梁在设计阶段，设计者对施工过程中引起荷载变化的因素预算不全面，忽略或多算了一些挖洞、凿槽的情况，从而导致裂缝产生。

2.4 温度变化导致道路桥梁裂缝

因混凝土具有热胀冷缩的特性，因此，在施工过程中，受内、外部环境因素的影响，其体积会发生一定变化。一旦混凝土发生变形，结构上所产生的应力将对混凝土的强度产生影响，导致裂縫产生。在道路桥梁施工中，天气变化、温差和日照等情况都会引起混凝土形态的变化，从而引起裂缝的出现。

2.5 水的压力导致道路桥梁裂缝

由于沥青混合料存在孔隙，受雨、雪天气影响，在水压力作用下，道路桥梁结构中会出现裂缝。现阶段，我国很多道路桥梁在施工中对层间排水不够重视，从而导致桥梁出现裂缝。目前，很多道路桥梁工程在桥面施工中多采用抗滑表层，这种表层虽然抗滑性较好，但孔隙率比较大，对层间排水要求比较高。如果此时层间排水系统不完善，就会使雨水、雪水等停留在空隙中，在水压力的作用下，再加上后期重载行驶，导致表面的沥青膜掉落，从而使沥青混合料内部失去最原始的粘接力，降低强度，形成裂缝。

2.6 钢筋腐蚀导致道路桥梁裂缝

如果在道路桥梁建设过程中使用的混凝土质量不高，混凝土的碳化就会更加严重。随着时间的推移，当碳化超过混凝土的保护层时，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用。钢筋周围的混凝土碱性降低，促进了氯化物的进入，使钢筋附近的氯离子超标，进一步破坏氧化膜，引发裂缝问题。另外，若钢筋被腐蚀严重，在端面截面积变小的情况下，其他形式的裂缝也会随之产生。

3 道路桥梁施工中的裂缝的预防措施

3.1 合理的道路桥梁设计

为了确保道路桥梁的施工质量，减少裂缝的出现，首先就要做好道路桥梁的设计工作。在进行道路桥梁设计时，相关设计人员必须对道路桥梁的建筑地进行实地的考察，从而使道路桥梁设计更加的符合实际需要，对道路桥梁设计做出最合理的判断。还要以此为基础，对桥梁的钢筋布局进行合理的设计，实现道路桥梁的稳定性。随着社会经济的发展和人们生活水平的进步，使得汽车数量逐渐增加，在设计道路桥梁时也要提高对逐年上涨的汽车数量的重视程度，合理调整道路桥梁的承载力，使其能够满足实际使用的需求，让道路桥梁发挥出真正的作用和优势。

3.2 严格把控材料质量

建筑材料是决定道路质量的关键性因素，只有严格把控原材料的质量，才会在建筑过程中打下良好的基础。对于混凝土而言，其密度和水分应加大保障力度，避免因其质量问题影响施工。同时选择低程度的水化热水泥和良好的水泥类型，通过严格控制骨料的含量，降低混凝土的孔隙率和砂率。对于沥青，要针入度、延度、软化点及含蜡量符合技术规范要求。对于水稳基层而言，水泥和石料要符合技术规范要求。

3.3 加强对道路桥梁施工过程的管理

道路桥梁施工的过程是重点问题，也是难点问题。首先如上文所述，要严格管理原材料问题，其次，要严格把控操作过程，比如混凝土的浇筑过程、钢筋的摆放过程稍有偏差，就可能会导致道路桥梁整体质量的下降。基于此，必须要提高工作人员的技术程度，在施工之前应进行严格的考核和讲解，也要严格审查施工人员的资质情况，杜绝非专业人员参与施工的行为。再比如，水稳基层施工过程中配合比、石料级配不合理，养护不及时导致裂缝的产生。因此，必须加强对施工过程中的管理，杜绝不规范施工。

3.4 重视施工工艺的合理运用

道路桥梁长期使用中易受车辆荷载影响，影响着其结构稳定性。因此，道路桥梁施工中施工单位应结合工程的实际情况，重视施工工艺的合理运用。具体表现在：选择性能可靠的沥青料，并确保其颗粒大小、砼矿料级配等技术指标的设置合理性，提高道路桥梁路面质量；施工中应对工程原料进行有效碾压，保持其良好的碾压效果，在工程施工标准及行业技术规范指导下完成施工作业；加强道路桥梁新旧结合部位针对性处理，確保结合处的严密性及牢固性，规范工程施工操作行为，避免道路桥梁路面使用过程中出现裂缝。

3.5 注重施工环境影响的有效分析

道路桥梁设计与施工中应充分考虑施工环境可能造成的影响，确保工程施工质量可靠性。具体表现在：勘察地质勘察作业，对施工中可能存在的安全隐患进行针对性处理；选择合理的施工时间，加强排水措施的制定与实施，并注重气候条件变化对混凝土质量所造成的影响分析，加强混凝土施工中的温度变化控制；落实道路桥梁养护工作，完善排水基础设施，保持道路桥梁路面良好的强度及韧性。

4 结语

综上所述，我国交通体系发展过程中道路桥梁工程建设取得一定成绩，但在设计与施工中仍存在诸多问题。需要充分做好道路桥梁设计与施工工作，全面提高道路桥梁设计水平，并采取有效措施预防和控制施工裂缝，全面提高道路桥梁工程建设质量，为道路桥梁交通安全提供可靠保证，为进一步推动我国交通基础设施建设发展奠定良好基础。