橋面鋪裝裂縫的成因及處治措施

王 敏

（晉中市交通建設工程質量監督站，山西 晉中 030600）

表面裂縫是水泥混凝土橋面鋪裝常見的病害，對于汽車的安全、舒適運行有較大的危害。本文通過對裂縫成因的分析，有針對性地提出處治措施，以保證橋面鋪裝的工程質量。

1 裂縫類型

1.1 塑性收縮裂縫

混凝土澆注成型后，由于重力作用粗顆粒及顆粒比重大的產生沉降，水泥凈漿浮至混凝土表面，水分比重小而上浮形成泌水。混凝土的泌水對其表面質量影響較大，所造成的塑性收縮是不可逆的變形。

1.2 干燥收縮裂縫

干燥收縮裂縫由于混凝土中水分蒸發而引起的體積縮小產生裂縫，主要是因為毛細孔失水引起的體積變化。若混凝土中用水量增加，水灰比增大，毛細孔增多，混凝土收縮將增大；在混凝土收縮變形時，由于其周圍存在約束，內部產生拉應力，當拉應力超過混凝土抗拉強度時，就產生收縮裂縫。在施工過程中，大多數混凝土收縮裂縫是由于干燥收縮引起的，它在混凝土澆筑后3個月內皆有發生。

1.3 自收縮裂縫

自收縮裂縫是由于水泥水化產物體積小于原來水泥和水的體積而引起的，它是高強度、高性能混凝土開裂的重要原因。

1.4 熱收縮裂縫

水泥在水化過程中出現溫度梯度而產生收縮不一致，從而引起開裂，這種裂縫多為貫穿性裂縫。

2 裂縫成因分析

2.1 結構設計原因

2.1.1 與基層之間存在“冷縫”，變形不一致，開裂首先出現在橋梁的負彎矩處，進而發展。

2.1.2 由于起拱，梁面不平整，鋪裝層厚度不均勻，混凝土界面摩阻力增加，新老混凝土變形不一致，存在層間搓動現象，由此在過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，混凝土收縮時難以承受拉應力，直接受力情況下抗壓能力不一致，造成薄弱斷面處開裂并日趨嚴重。

2.1.3 鋪裝層設計較薄，不滿足重載交通需要。在柔性路面未鋪裝前，自卸車、壓路機等重型車輛頻繁通行，其重復荷載應力超過混凝土抗疲勞強度，造成表面開裂。

2.1.4 鋪裝層面積較大，其間未設縱橫向脹縮（假）縫，在溫度變化時，溫度脹縮及翹曲應力超過混凝土抗彎拉強度，從而造成鋪裝層中部開裂。

2.2 施工原因

2.2.1 使用商品泵送混凝土

使用商品泵送混凝土較現場自拌混凝土更易開裂，主要原因為：

a）泵送混凝土大多使用新法燒成的水泥，C3S含量較高，水泥比表面積增大，水泥早期水化快，水化熱高且集中，熱收縮加大；

b）為滿足泵送要求，砂率加大，混凝土流動性增大，塑性收縮加大；

c）由于混凝土流動性大，粗骨料下沉，細集料上浮，形成離析現象，造成混凝土強度不均勻，接觸面粘結力差，表面耐磨層增厚，收縮加大，一旦開裂將呈貫穿性；

d）為減少用水量，增加和易性，一般商品混凝土外加劑摻量大約是自拌混凝土的2倍，外加劑的增加會加大混凝土的收縮；

e）為確保混凝土強度，施工時水泥用量偏大，試塊抗壓強度遠高于設計的C40，個別甚至高達C60以上，加劇了混凝土的收縮。

2.2.2 左右幅施工干擾

當混凝土強度較低時，不同幅長的震波對混凝土內部結構造成損傷。當這種損傷超過混凝土抗拉強度時，將產生開裂。

2.2.3 鋼筋網片下沉

鋼筋網片的下沉將致使混凝土整體性、抗沖擊性、抗疲勞能力削弱。

2.2.4 混凝土養護不到位

如鋪裝層面積較大而厚度較薄，混凝土覆蓋養護不及時，表面水分蒸發過快，出現收縮裂縫。

2.3 其他原因

2.3.1 氣候因素

橋面鋪裝施工時，一般正值高溫酷暑季節，使得梁面潤濕水分飽和性差，混凝土表面水分蒸發過快、補充不及時，以及晝夜溫差較大等，使混凝土干燥收縮和熱收縮加大。

2.3.2 過早開放交通

在強度達不到設計強度的情況下開放交通，導致鋪裝層混凝土的抗壓能力不足，造成開裂。

3 裂縫處治措施

對于橋面鋪裝的裂縫，要以預防為主，從梁板安裝到體系轉換，施工對允許偏差必須符合設計和技術規范的要求。在出現裂縫后，本著不留隱患、不危及結構物安全、不因過多鑿除混凝土而擾動鋪裝層的穩定，并顧及鋪裝層表面的觀感等原則，根據具體情況擬定處理方法。

3.1 對細微的收縮裂紋，開裂方向不規則者，擬只做表面處理，采用混凝土膠粘劑對其表面進行封堵。膠粘劑配比為礦粉∶膠液（水玻璃）∶固化劑＝1∶0.5∶0.1，封堵前注意用鋼絲刷將裂紋周圍進行 清理，然后用高壓氣筒將灰塵吹凈。

3.2 對施工縫或某一區域裂縫較少而縫隙偏大的情況，采用先鑿槽嵌補，后鉆孔進行壓力灌漿的方法。施工時沿縫隙口鑿出一V形槽，寬1～2cm，深5～10mm，底面平整，清縫干凈，在四周涂一層環氧膠液，配比為環氧樹脂∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮＝100∶16∶20∶5；然后用環氧砂漿進行封補，環氧砂漿配比為環氧樹脂∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮∶砂∶水泥＝100∶10∶12∶15∶450∶150，考慮外觀顏色一致，黑白水泥可按1：1配制。灌漿時先用電鉆鉆兩個騎縫孔，用水清孔，然后進行壓風或壓水試驗，最后用壓漿設備將配比為環氧樹脂∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮＝100∶10∶60∶10的環氧樹脂膠液以0.5MPa的壓力灌入。

3.3 對裂縫較寬、范圍較大、延伸較長，鋪裝層與梁面剝離形成空鼓，或某一區域裂縫數量較多，應成區段、成半幅甚至全幅進行返工處理。處理時，先沿裂縫區域彈墨線，然后用切割機沿線切縫，再用風鎬進行混凝土鑿除，取出原鋼筋網，對梁頂面進行清理、濕潤，然后安裝新的鋼筋網片并連接牢固，采用原混凝土配比澆筑，并摻加聚丙烯纖維，摻量為水泥用量的0.2%左右。為防止在新澆筑混凝土的周圍出現細絲狀收縮裂紋，澆筑前在老混凝土周圍、澆筑后在新補混凝土上沿四周涂一層鋁粉水泥漿液（1∶0.4）。

4 結語

橋面鋪裝的設計要進行優化，要充分考慮施工的方便，尤其是安裝的方便；對墩頂一定范圍內，適當增加構造鋼筋；在梁體頂面預埋鋼筋，便于鋪裝層鋼筋網的固定。

橋面鋪裝應盡量安排在氣溫較低（20℃左右）、晝夜溫差不大、無大風的氣候條件下施工。在未鋪筑柔性路面的鋪裝層上通行施工重車，將使剛性的橋面鋪裝層嚴重受損，無法避免時應在鋪裝層上鋪筑20cm厚砂土再通行。如果最小厚度達不到設計要求時，應進行高程調整。鋼筋網的位置至關重要，要杜絕施工車輛在其上行走，為防止下沉，墊塊密度和強度應通過試驗確定，同時為防止上浮，可以鋼筋錨固至梁體。優化配比，盡量使用低水化熱的水泥，并且應強調抗彎拉強度達到要求。混凝土初凝后必須進行二次收面，并及時覆蓋養護，僅僅是表面灑水養護是不足取的，尤其在夏季施工，必須要有保水措施。橋面鋪出現裂縫，主要是施工的不規范造成的，在蓋梁和墊石施工時就要考慮實際的梁板起拱度，從而對高程在允許范圍內作出適當調整；施工過程中各個環節要密切配合，精心組織，按照規范要求施工；發現裂縫要及時處理，以防止進一步的惡化。

[1]CJJ 2—2008，城市橋梁工程施工與質量驗收規范[S].

[2]韓偉華，和亮，張峰.橋面鋪裝病害處治新方法[M].山西交通科技，2009，（1）：