橋面鋪裝裂縫的成因及處治措施

王 敏

（晉中市交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)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(duì)于汽車的安全、舒適運(yùn)行有較大的危害。本文通過(guò)對(duì)裂縫成因的分析，有針對(duì)性地提出處治措施，以保證橋面鋪裝的工程質(zhì)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(chǎn)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(duì)其表面質(zhì)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(fā)而引起的體積縮小產(chǎn)生裂縫，主要是因?yàn)槊?xì)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(xì)孔增多，混凝土收縮將增大；在混凝土收縮變形時(shí)，由于其周圍存在約束，內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生收縮裂縫。在施工過(guò)程中，大多數(shù)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(gè)月內(nèi)皆有發(fā)生。

1.3 自收縮裂縫

自收縮裂縫是由于水泥水化產(chǎn)物體積小于原來(lái)水泥和水的體積而引起的，它是高強(qiáng)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(guò)程中出現(xiàn)溫度梯度而產(chǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(xiàn)在橋梁的負(fù)彎矩處，進(jìn)而發(fā)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(dòng)現(xiàn)象，由此在過(guò)薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，混凝土收縮時(shí)難以承受拉應(yīng)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(yán)重。

2.1.3 鋪裝層設(shè)計(jì)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(jī)等重型車輛頻繁通行，其重復(fù)荷載應(yīng)力超過(guò)混凝土抗疲勞強(qiáng)度，造成表面開裂。

2.1.4 鋪裝層面積較大，其間未設(shè)縱橫向脹縮（假）縫，在溫度變化時(shí)，溫度脹縮及翹曲應(yīng)力超過(guò)混凝土抗彎拉強(qiáng)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(xiàn)場(chǎng)自拌混凝土更易開裂，主要原因?yàn)椋?/p>

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(dòng)性增大，塑性收縮加大；

c）由于混凝土流動(dòng)性大，粗骨料下沉，細(xì)集料上浮，形成離析現(xiàn)象，造成混凝土強(qiáng)度不均勻，接觸面粘結(jié)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(huì)加大混凝土的收縮；

e）為確保混凝土強(qiáng)度，施工時(shí)水泥用量偏大，試塊抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)的C40，個(gè)別甚至高達(dá)C60以上，加劇了混凝土的收縮。

2.2.2 左右幅施工干擾

當(dāng)混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，不同幅長(zhǎng)的震波對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損傷。當(dāng)這種損傷超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，將產(chǎn)生開裂。

2.2.3 鋼筋網(wǎng)片下沉

鋼筋網(wǎng)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(yǎng)護(hù)不到位

如鋪裝層面積較大而厚度較薄，混凝土覆蓋養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，表面水分蒸發(fā)過(guò)快，出現(xiàn)收縮裂縫。

2.3 其他原因

2.3.1 氣候因素

橋面鋪裝施工時(shí)，一般正值高溫酷暑季節(jié)，使得梁面潤(rùn)濕水分飽和性差，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快、補(bǔ)充不及時(shí)，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(guò)早開放交通

在強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下開放交通，導(dǎo)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(duì)于橋面鋪裝的裂縫，要以預(yù)防為主，從梁板安裝到體系轉(zhuǎn)換，施工對(duì)允許偏差必須符合設(shè)計(jì)和技術(shù)規(guī)范的要求。在出現(xiàn)裂縫后，本著不留隱患、不危及結(jié)構(gòu)物安全、不因過(guò)多鑿除混凝土而擾動(dòng)鋪裝層的穩(wěn)定，并顧及鋪裝層表面的觀感等原則，根據(jù)具體情況擬定處理方法。

3.1 對(duì)細(xì)微的收縮裂紋，開裂方向不規(guī)則者，擬只做表面處理，采用混凝土膠粘劑對(duì)其表面進(jìn)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(jìn)行 清理，然后用高壓氣筒將灰塵吹凈。

3.2 對(duì)施工縫或某一區(qū)域裂縫較少而縫隙偏大的情況，采用先鑿槽嵌補(bǔ)，后鉆孔進(jìn)行壓力灌漿的方法。施工時(shí)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(huán)氧膠液，配比為環(huán)氧樹脂∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮＝100∶16∶20∶5；然后用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封補(bǔ)，環(huán)氧砂漿配比為環(huán)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(shí)先用電鉆鉆兩個(gè)騎縫孔，用水清孔，然后進(jìn)行壓風(fēng)或壓水試驗(yàn)，最后用壓漿設(shè)備將配比為環(huán)氧樹脂∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮＝100∶10∶60∶10的環(huán)氧樹脂膠液以0.5MPa的壓力灌入。

3.3 對(duì)裂縫較寬、范圍較大、延伸較長(zhǎng)，鋪裝層與梁面剝離形成空鼓，或某一區(qū)域裂縫數(shù)量較多，應(yīng)成區(qū)段、成半幅甚至全幅進(jìn)行返工處理。處理時(shí)，先沿裂縫區(qū)域彈墨線，然后用切割機(jī)沿線切縫，再用風(fēng)鎬進(jìn)行混凝土鑿除，取出原鋼筋網(wǎng)，對(duì)梁頂面進(jìn)行清理、濕潤(rùn)，然后安裝新的鋼筋網(wǎng)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(xiàn)細(xì)絲狀收縮裂紋，澆筑前在老混凝土周圍、澆筑后在新補(bǔ)混凝土上沿四周涂一層鋁粉水泥漿液（1∶0.4）。

4 結(jié)語(yǔ)

橋面鋪裝的設(shè)計(jì)要進(jìn)行優(yōu)化，要充分考慮施工的方便，尤其是安裝的方便；對(duì)墩頂一定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加構(gòu)造鋼筋；在梁體頂面預(yù)埋鋼筋，便于鋪裝層鋼筋網(wǎng)的固定。

橋面鋪裝應(yīng)盡量安排在氣溫較低（20℃左右）、晝夜溫差不大、無(wú)大風(fēng)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(yán)重受損，無(wú)法避免時(shí)應(yīng)在鋪裝層上鋪筑20cm厚砂土再通行。如果最小厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行高程調(diào)整。鋼筋網(wǎng)的位置至關(guān)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(qiáng)度應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，同時(shí)為防止上浮，可以鋼筋錨固至梁體。優(yōu)化配比，盡量使用低水化熱的水泥，并且應(yīng)強(qiáng)調(diào)抗彎拉強(qiáng)度達(dá)到要求。混凝土初凝后必須進(jìn)行二次收面，并及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，僅僅是表面灑水養(yǎng)護(hù)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(xiàn)裂縫，主要是施工的不規(guī)范造成的，在蓋梁和墊石施工時(shí)就要考慮實(shí)際的梁板起拱度，從而對(duì)高程在允許范圍內(nèi)作出適當(dāng)調(diào)整；施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)要密切配合，精心組織，按照規(guī)范要求施工；發(fā)現(xiàn)裂縫要及時(shí)處理，以防止進(jìn)一步的惡化。

[1]CJJ 2—2008，城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)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）：