混凝土橋面開(kāi)裂處治及成因的探討

宮銘霞， 郭浩鵬

1 鄭州市政工程質(zhì)量監(jiān)督專業(yè)站（450000） 2 鄭州市市政工程管理處（450000）

橋面鋪裝是車輪直接作用的部分,橋面鋪裝的作用在于防止車輪輪胎或履帶直接磨耗行車道板,保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并對(duì)車輛車輪的集中荷載起到分布作用。橋面鋪裝要求有一定的強(qiáng)度，并且要求滿足抗裂、抗沖擊、耐磨等各項(xiàng)要求。當(dāng)然，考慮到分縫處板塊角易產(chǎn)生斜裂，故橋面鋪裝要具有一定的抗彎曲能力。下面對(duì)水泥混凝土橋面鋪裝過(guò)早開(kāi)裂的原因作簡(jiǎn)要分析。

1 混凝土橋面過(guò)早開(kāi)裂的原因分析

1）橋面板剛度不夠。為了減輕恒載，試圖用增加鋼筋用量或采用高強(qiáng)度鋼筋來(lái)減輕橋面板的厚度（如某些頂板偏薄的箱梁結(jié)構(gòu)）。這種橋面板由于剛度不夠，在重荷載的作用下引起較大的形變，且車輛的不斷沖擊震動(dòng)，容易使橋面板出現(xiàn)裂縫，且發(fā)展較快。

2）負(fù)彎矩的影響。對(duì)于連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結(jié)構(gòu)，由于荷載的作用產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力，使橋面鋪裝層受到拉力的作用產(chǎn)生裂縫，造成橋面鋪裝的損壞。

3）橋面鋪裝層與主梁混凝土粘結(jié)不夠。在橋面鋪裝前沒(méi)有將梁表面的松散砂石粒、泥污等清洗干凈，沒(méi)有在梁表面鑿毛或鑿毛的深度和密度不夠，大大的降低了橋面鋪裝層與梁面之間的粘聚力，破壞了混凝土的整體性，通車后車輪的劇烈沖擊和荷載的作用使橋面出現(xiàn)脫皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。

4）橋面鋪裝層厚度過(guò)薄。由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計(jì)標(biāo)高，或調(diào)整橋面縱橫坡等原因，造成橋面鋪裝局部過(guò)?。ㄒ话悴灰诵∮?cm），削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力，這也是橋面早期破壞的原因之一。

5）橋面鋪裝層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)走位。鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆筑混凝土?xí)r，受到施工人員、運(yùn)輸機(jī)具碾踏和混凝土拌和物的自重壓力，導(dǎo)致其緊貼梁面的走位現(xiàn)象，削弱了鋼筋網(wǎng)的分布筋作用承受荷載的能力,尤其對(duì)于出現(xiàn)負(fù)彎矩的橋面鋪裝層，容易因此而出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。

6）混凝土的干縮作用。目前，橋面鋪裝多采用泵送混凝土工藝，為滿足泵送混凝土較大坍落度的要求，除摻外加劑外，還常用增大水泥用量和適當(dāng)加大水灰比的方法，這兩者都是影響混凝土干縮并成正比關(guān)系的主要因素。水泥用量大時(shí)，水化熱大，引起行車道板和橋面鋪裝的混差而產(chǎn)生變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強(qiáng)度小，如果干縮和冷縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度,則導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂縫。目前普遍存在著忽視混凝土養(yǎng)護(hù)現(xiàn)象，這更有利于溫度和干縮裂縫的發(fā)育，造成橋面的過(guò)早損壞。

7）過(guò)早通車。有些建設(shè)單位為了盡早完成合同或“獻(xiàn)禮”工程所需，在橋面鋪裝完成幾天后即開(kāi)放通車，造成橋面的強(qiáng)度不高，形變未穩(wěn)定的情況下過(guò)早承受外來(lái)荷載的作用，造成橋面過(guò)早損壞。

8）混凝土質(zhì)量的影響。混凝土的施工質(zhì)量直接影響橋面鋪裝的使用壽命。原材料質(zhì)量低劣、砂率過(guò)大、水灰比控制不好、砂石級(jí)配差、混凝土拌和物和易性差及施工時(shí)漏振、模板漏漿等造成混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面、強(qiáng)度降低等缺陷，這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性，降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力。

9）施工縫處理不當(dāng)。橋面鋪裝應(yīng)力求少設(shè)施工縫。作業(yè)的澆筑長(zhǎng)度應(yīng)以施工縫設(shè)在墩臺(tái)頂位置來(lái)定,當(dāng)橋面不寬時(shí)，以分隔帶為分界面。但不少單位在進(jìn)行橋面鋪裝時(shí)任意設(shè)置施工縫，且對(duì)施工縫的處理不當(dāng)（如不按規(guī)范鑿毛等），在澆筑混凝土,出現(xiàn)間歇時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)（一般不宜超過(guò)1.0小時(shí)），沒(méi)有按規(guī)定設(shè)置施工縫。這將嚴(yán)重地影響混凝土的連續(xù)性和整體性。

10）荷載過(guò)大及沖擊影響。高密度、重交通及超載的車輛增加，加重了橋面鋪裝層的負(fù)荷，并且在路面不平整或伸縮縫等有高差的地方，易遭到大型化的輪載帶來(lái)的沖擊破壞。

2 混凝土橋面開(kāi)裂及損壞后處治方法

1）裂縫鑿槽嵌補(bǔ)法。鑿槽嵌補(bǔ)主要針對(duì)混凝土裂縫。沿混凝土裂縫鑿一條深糟，槽行多用V型槽，槽兩邊混凝土面必須修理平整，槽內(nèi)清洗干凈，然后在槽內(nèi)嵌補(bǔ)各種粘結(jié)材料，如環(huán)氧砂漿、瀝青等化學(xué)補(bǔ)強(qiáng)劑。由于混凝土橋面鋪裝層局部出現(xiàn)了破碎、脫落或坑洞等病害,先對(duì)缺陷表面鑿毛，并對(duì)破損的松散物鑿除，鑿毛應(yīng)盡量深一些，使骨料外露，再用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土修補(bǔ)。用水泥混凝土修補(bǔ)前，應(yīng)先將修補(bǔ)處潤(rùn)濕，再涂刷同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿（或其他粘結(jié)材料），以加強(qiáng)新舊混凝土間的粘結(jié)性。用瀝青混凝土修補(bǔ)時(shí)較水泥混凝土易，施工期間對(duì)交通影響小，但路面改變了原有結(jié)構(gòu)，局部修補(bǔ)時(shí)有失美觀。

2）鋼筋網(wǎng)混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固法。橋面鋪裝若已損壞，可采用全部鑿除重做鋪裝層的方法，常用鋼筋混凝土澆筑修補(bǔ)。修補(bǔ)前，先將舊橋面鋪裝層鑿去,并將橋面板鑿低數(shù)厘米（結(jié)合面要求鑿成齒形），然后焊接或埋設(shè)鋼筋網(wǎng)，澆筑混凝土后，養(yǎng)護(hù)至標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。

3）混凝土粘結(jié)劑或環(huán)氧樹(shù)脂材料修補(bǔ)法。混凝土粘結(jié)劑可根據(jù)不同的要求拌制成凈漿（主要為礦粉）、砂漿及混凝土幾種形式,可視破損情況采用表面封涂修補(bǔ)或澆筑涂層修補(bǔ)法，對(duì)于小面積破損可用前者，如用比克涂料；對(duì)于破損面大且深的可用后者。粘結(jié)劑修補(bǔ)的操作步驟可分為表面處理、支立模板（封涂法不需用）、膠粘劑拌制和備料、缺陷封嵌或灌筑及濕胎養(yǎng)護(hù)等過(guò)程。修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)注意避免荷載或重力震動(dòng)的干擾、避免雨水沖淋。并且，應(yīng)注意由低向高，由內(nèi)向外添抹，并保證在封涂缺陷周圍2cm粘附面，封涂層厚度以不小于2.5cm為宜。

用環(huán)氧樹(shù)脂材料修補(bǔ)破損路面,對(duì)缺陷部位的處理是很嚴(yán)格的，要求無(wú)水濕、無(wú)油漬、無(wú)灰塵及污物、無(wú)軟弱帶，并對(duì)混凝土加以鑿毛。修補(bǔ)前，先按照需求量及配比要求配置環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿或混凝土,由于環(huán)氧樹(shù)脂一旦加入固化劑后凝固較快，容易出現(xiàn)散熱困難、暴聚結(jié)硬的現(xiàn)象，故配置時(shí)必須分盤(pán)拌和，隨用隨配。修補(bǔ)時(shí)，先將拌合均勻的環(huán)氧樹(shù)脂基液在預(yù)補(bǔ)的缺陷區(qū)表面涂刷一薄層,其厚度不應(yīng)超過(guò)lmm。待基液中的氣泡清除后（45min），再涂抹環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土。涂抹環(huán)氧砂漿應(yīng)攤鋪均勻,每層厚度不超過(guò)1.0～1.5cm，并用木、鐵抹子反復(fù)壓抹密實(shí)。橋面路拱度大時(shí)，應(yīng)增大環(huán)氧砂漿或環(huán)氧混凝土的稠度。澆筑環(huán)氧混凝土的工藝與普通混凝土基本相同,鋪筑時(shí)應(yīng)注意防止擾動(dòng)已涂刷的基液，同時(shí)要充分插搗密實(shí)并用鐵抹反復(fù)壓抹，直至補(bǔ)平為止。

修補(bǔ)完畢后,還應(yīng)注意做好養(yǎng)護(hù)工作。用粘結(jié)劑修補(bǔ)的，待初凝后即遮蓋草包、麻袋、布片等，濕水養(yǎng)護(hù)，一般需72小時(shí)以上。環(huán)氧樹(shù)脂材料修補(bǔ)后,視氣溫影響一般約4～24小時(shí)才能固結(jié)，形成足夠的強(qiáng)度，在此期間，應(yīng)嚴(yán)禁汽車碾壓，2天后方可開(kāi)放交通。

4）鋼纖維混凝土修補(bǔ)法。鋼纖維混凝土系列用于橋面鋪裝層維修，能增強(qiáng)橋面抗裂性、抗彎曲性、耐疲勞性。其常用摻量為1%～2%（以體積計(jì)，約相當(dāng)于1m3混凝土摻鋼纖維48～156kg），拌和的投料次序和方法宜采用粗細(xì)料、鋼纖維和水泥先干拌而后加水濕拌的方法,其澆筑與常規(guī)性普通混凝土澆筑基本相同。

3 應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

1）考慮負(fù)彎矩的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)外懸橋面板、連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)的負(fù)彎矩處以及橋面分縫處各板塊角部等位置，在水泥混凝土橋面鋪裝層內(nèi)應(yīng)增設(shè)負(fù)彎矩的拉力筋,以防橋面在此開(kāi)裂破壞。

2）確保有一定的鋪裝層厚度。近幾年來(lái)，隨著交通量及重型車輛的日益增加,過(guò)薄的橋面鋪裝層已不能適應(yīng)發(fā)展的需要。水泥混凝土橋面鋪裝層應(yīng)不小于8cm為好，且宜采用碾壓式鋼纖維混凝土。

3）橋面鋪裝施工中的幾個(gè)重要措施。橋面鋪裝層能否鋪好，橋面損壞部分能否修補(bǔ)好，最為關(guān)鍵是舊混凝土能否粘結(jié)好,這又直接與底層混凝土是否妥善處理以及澆筑修補(bǔ)材料質(zhì)量有關(guān)。橋面鋪裝澆筑或修補(bǔ)后，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免過(guò)早通車受力。

4）加強(qiáng)橋梁經(jīng)常及定期檢查。目前，普遍存在有對(duì)橋梁檢查工作不夠重視的思想。橋梁在使用期間，各個(gè)結(jié)構(gòu)部位應(yīng)經(jīng)常定期檢查，發(fā)現(xiàn)病害及時(shí)處理，避免因檢查不及時(shí)、不充分造成橋梁病害隱患。病害發(fā)現(xiàn)得越早，維修工作量就越小，反之就越大。所以，勤檢查、細(xì)檢查、隨時(shí)掌握橋梁的技術(shù)狀況和安全狀態(tài)，是橋梁建成后能否得到安全使用、管理及維修的關(guān)鍵所在。

[1]CJJ2-2008,城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]建筑與市政工程施工質(zhì)量監(jiān)控手冊(cè)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.