橋面鋪裝混凝土裂縫的施工成因分析

【摘要】橋面鋪裝層破損、開裂、錯臺、麻面和磨光是水泥混凝土路面最為常見病害，其中橋面板破損是損壞面積最大而且危害最為嚴重一種形式，并且橋面鋪裝層的修補也最為困難，在關部門曾對橋面鋪裝層破壞處采用多種修補措施進行修補，但都未達到明顯效果。文章對橋面鋪裝層裂縫產生的原因及修補措施進行探討。裂縫產生原因分為干縮裂縫、溫度裂縫和疲勞裂縫。加鋪裝層在預制板上涂抹聚合物與水泥漿的黏結劑，可以預防裂縫的產生，提高鋪裝層的使用壽命。

【關鍵詞】橋面鋪裝層；裂縫；原因；分析；修補措施

【中圖分類號】U445【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0215-01

1橋面鋪裝層裂縫產生的原因

1.1干縮裂縫在砼中，水在水泥石中以化學結合水、層間水、物理吸附水和毛細水等狀態存在，當這些水在混凝土硬化過程狀態變動時，水泥漿體就會收縮，如果自由收縮，一般不會導致裂縫產生，唯有收縮受到限制產生收縮應力時，才會產生裂縫。橋面鋪裝層產生收縮應力主要是由于受到兩方面的限制：水泥漿干縮的內部限制及鋪裝層干縮的外部限制，主要是受預制板和側面路面的約束。

1.2溫度裂縫砼具有熱脹冷縮的性能，橋面鋪裝層的熱脹冷縮是在相鄰的部分成整體性限制條件下發生的，砼材料的抗折強度較抗壓強度小，因而當鋪裝層中產生拉伸變形時，很容易引起開裂。溫度裂縫的產生一般是在溫度降低過程中產生的，溫度降低時，鋪裝層發生翹曲，其應力的大小取決于板的溫度梯度和結構約束情況。

1.3疲勞裂縫橋面板經常處于振動變形中，由于在砼材料內部存在局部缺陷或不均勻性，在荷載作用下會發生應力集中而出現微裂紋。重復荷載反復作用一定次數后導致破壞，使砼出現疲勞裂縫。

2影響裂縫的因素

2.1養護制度養護制度對裂縫的產生有重要影響，對防止早裂有重要意義，砼干縮裂縫屬于早期裂縫，它的產生在很大程度上是由于養護不當造成的，其中溫度與濕度對養護的影響最大。砼干縮隨環境相對濕度的增加而減少，較高的濕度對防止混凝土干縮有利。

2.2外摻料①粉煤灰：它不僅可以改善砼的工作性，還可以利用石灰吸收減少砼中的氫氧化鈣的含量，提高鹼的耐久性。②鋼纖維：鋼纖維能有效阻止干縮的發展，在砼中加入體積摻量為1．2％～2％的鋼纖維，可以在混凝土中形成亂向分布的三維網狀結構，從而阻止干縮。③適當的膨脹劑和引氣劑對于提高砼抗干縮和抗折強度有十分明顯的作用。

2.3集料①粗集料的最大粒徑砼材料的抗折強度是設計和施工控制的第一力學指標，它對提高砼材料的質量是極其重要的，高的抗折強度是保證砼材料具有抗疲勞裂縫出現的先決條件。②集料的含量：砼中集料體積含量高，能使混凝士的收縮減少。③集料彈性模量、熱脹系數集料彈性模量不同，致使同樣的變形引起應力各異。

2.4層間粘結狀況層間粘結狀況根據理論分析可知，路面結構層間接觸條件對其底部受力影響極大，提高層間接觸程度可以顯著提高路面結構的疲勞壽命。層間滑動時的最大主拉應力較層間連續時大4～5倍，因此，在施工[}]應盡可能采取措施保證各層粘結良好，避免滑動，當車輛對鋪裝層產生>中擊作用時，會在鋪裝層間粘結強度小于剪切強度，將破壞預制層與鋪裝層的粘結，由于荷載重復作用在鋪裝層底面而形成裂縫。

3修補措施

3.1摻加鋼纖維、聚合物和膨脹劑經過調查分析，試驗和計算機模擬在混凝土基體中摻加一定數量的膨脹劑、早強劑、聚合物和鋼纖維對混凝土進行改性，從而提高了混凝土的初裂強度、韌性指數及界面粘結強度，可較好地抑制裂縫的產生，試驗采用的配合比為水泥：砂子：碎石=1：1．81：2．71，水泥用量為400kg／m3。針對高速公路使用條件，本試驗加入早強微膨脹劑R一24，摻量為8％，結果見表1。

實驗表明，摻和20％，體積摻量1．5％鋼纖維，早強微膨脹劑R一24為8％的混凝土彎曲韌性是普通}昆凝土的45倍，界面粘結強度提高了一倍，有效抑制了干縮，抗彎初裂強度達到9．10MPa。

3.2引入引氣劑對于混凝土這種剛性路面而言，降低材料的剛性，增加其柔韌性，但不降低抗折強度，是科研人員追求的路用品質之一。

3.3外加劑適當的膨脹劑和引氣劑對于提高混凝土抗干縮和抗折強度具有十分明顯的作用，根據有關

參考文獻可知當在混凝土中引入2％～5％的含氣量，抗折強度可提高10％～15％，抗折彈性模量略有降低，研究表明，摻加8％的微膨脹劑，可使混凝土150d干縮率由-65×10-6減為-52×10-5。

3.4對預制板進行預處理為了提高鋪裝層與預制板的界面粘結力，主要采用預制鋼筋網和添加連接筋的辦法，但是，由于橋面鋪裝層一般較薄，有的厚度僅為4㎝，因此不能采用添加連結筋的辦法。研究發現，采用預制板上涂刷聚合物與水泥按1：1比例配置的界面粘結的方法，新舊混凝土層間粘結強度增加了近1．5倍，采用這種方法對橋面鋪裝層的修補可產生十分理想的效果。