橋面鋪裝層裂縫的預(yù)防措施

糟永強

（伊犁公路總段尼勒克公路段，新疆 伊犁 835000）

1 前言

目前，隨著交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，公路工程項目日益增多，橋梁工程較為普遍，下部基礎(chǔ)、上部大梁工程等關(guān)鍵項目施工質(zhì)量不斷提高，但是，橋面鋪裝層施工質(zhì)量往往被疏忽，只注重外觀質(zhì)量，施工工序控制不嚴，致使橋面鋪裝層過早出現(xiàn)裂縫，松散、坑槽等病害，維修周期也越來越短。本文分析了橋面鋪裝層裂縫產(chǎn)生的機理和防治措施。

2 橋面鋪裝層裂縫產(chǎn)生的機理

橋面鋪裝層在構(gòu)造上屬于剛性結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)破壞的原因受材料、溫度及施工工藝的影響。

2.1 水泥干縮裂縫

在構(gòu)成橋面鋪裝的水泥混凝土中，水在水泥石中以結(jié)合水、骨料層間水、吸附水和毛吸水的形式存在，當橋面鋪裝層達到一定強度，用以作為水泥硬化所需的水分便會逐漸失去，水泥混凝土就會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象。當收縮均勻時，一般不會產(chǎn)生裂縫，當水泥混凝土不均勻收縮時，橋面鋪裝便會有裂縫產(chǎn)生。

橋面鋪裝層的不均勻收縮主要產(chǎn)生于兩方面原因：一是構(gòu)成水泥漿的集料對漿體的約束作用，使水泥漿體的收縮受到限制，內(nèi)部處于干縮裂縫應(yīng)力狀態(tài)。另一方面是由于預(yù)制板及路面的約束作用，限制了混凝土的收縮變形，迫使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生抵抗這種約束的應(yīng)力，從而產(chǎn)生干縮裂縫。

2.2 溫度裂縫

水泥混凝土具有熱脹冷縮性能，橋面鋪裝層的熱脹冷縮是在相鄰的部分或整體性限制條件下產(chǎn)生的。由于混凝土材料的抗折強度遠較其抗壓強度小，因而當鋪裝層中產(chǎn)生拉伸變形時，混凝土很容易引起開裂變形。

2.3 疲勞裂縫

橋面鋪裝經(jīng)常承受沖擊及振動荷載，會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生材料疲勞現(xiàn)象，引發(fā)局部引力集中而使材料出現(xiàn)裂紋。在外荷載達到材料應(yīng)力破壞上限時，材料內(nèi)抵御應(yīng)力的能力不斷減弱，最終出現(xiàn)材料破壞，從而不斷減少應(yīng)力作用的有效面積，裂縫不斷擴大，是混凝土出現(xiàn)疲勞裂縫。

3 面鋪裝病害原因分析

3.1 構(gòu)造原因

3.1.1 橋面板剛度不足。對于部分橋梁為了減輕恒載，以增加鋼筋用量或采用高強度鋼筋來減薄橋面板的厚度時造成橋面板剛度不足，在重荷載的作用下引起較大的變形，加上車輛的連續(xù)沖擊震動，使橋面板及鋪裝層出現(xiàn)開裂，且發(fā)展迅速。

3.1.2 鋪裝層與梁表面粘結(jié)強度較低，在橋面進行鋪裝前沒有將橋面板表面清洗干凈且鑿毛的密度和深度不夠，導(dǎo)致鋪裝層與梁面之間的粘結(jié)能力不足，在荷載作用下鋪裝層與主要承重構(gòu)件不能以一個整體來承受外荷載，破壞了混凝土的整體性，在行車的劇烈沖擊和荷載作用下容易使橋面出現(xiàn)脫皮、裂縫、剝落等現(xiàn)象。

3.1.3 橋面防水層的影響。由于防水層的強度與主板的強度有差異，中間柔性夾層會增大橋面板中部的板底拉應(yīng)力，處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動力荷載以及雨雪水的侵蝕作用下，彼此間的縫隙會越來越大，直到松散脫落。

3.2 施工原因

3.2.1 鋪裝層厚度偏小。由于施工因素造成梁表面高出設(shè)計高程，或由于調(diào)整橋面縱橫坡、施工工藝控制欠佳等原因，施工中主梁頂面標高與設(shè)計值相差較大，造成橋面鋪裝層厚度不均，使橋面鋪裝層局部過薄，削弱了橋面鋪裝的剛度和承載能力。

3.2.2 鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)錯位。鋼筋網(wǎng)在進行綁扎和澆注混凝土?xí)r，受到施工人員、機械和混凝土自重的壓力，導(dǎo)致其緊貼橋面板而改變了原設(shè)計鋼筋位置，削弱了鋼筋網(wǎng)的分布筋作用承受荷載的能力，容易因此出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。

3.2.3 混凝土的溫縮和干縮作用。由于混凝土硬化初期抗拉強度低，若溫縮或干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強度，將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生早期裂縫，造成橋面的過早損壞。

3.2.4 是混凝土質(zhì)量的影響?；炷恋氖┕べ|(zhì)量直接影響橋面鋪裝層的使用壽命。混凝土的原材料、級配，拌合物的和易性較差或施工控制不良造成混凝土蜂窩，局部過振或欠振，強度降低等缺陷。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、抗彎曲的能力。使鋪裝層建成后經(jīng)過短期荷載作用容易發(fā)生混凝土的破壞。

3.3 外界環(huán)境的影響

3.3.1 是荷載過大及沖擊影響。對于目前增長較快的重載交通及超載，加重了橋面鋪裝層的負荷，并且軸重的增加形成較大的沖擊荷載。在路面不平整或橋面伸縮縫、施工縫位置，沖擊作用更為明顯，造成橋面鋪裝層特殊位置或局部先期破壞，并促使破壞向其他部位擴展惡化。

3.3.2 是交通組織的影響。在公路交通組織管理中，由于車道的功能劃分，使橋梁結(jié)構(gòu)運營始終處于偏載狀態(tài)，加快了主車道鋪裝層的疲勞，使主車道鋪裝層容易發(fā)生各種病害并以較快的速度發(fā)展。

4 裂縫解決方法

4.1 確保橋面鋪裝層厚度

橋面鋪裝層設(shè)計與普通混凝土路面設(shè)計基本一樣，但由于其是在剛性預(yù)制板上澆筑的混凝土，受力情況發(fā)生了很大變化，使得橋面鋪裝層裂縫，產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因分為干縮裂縫、溫度裂縫和疲勞裂縫，對裂縫產(chǎn)生的影響因素主要有厚度、外摻料、集料、層間粘結(jié)狀況及養(yǎng)護等。

施工中，由于梁體的拱度，梁頂面并不是一個理想的平面，致使橋面鋪裝層混凝土厚度不均，因此，設(shè)計時應(yīng)考慮，滿足規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)最小厚度，在施工時嚴格控制預(yù)應(yīng)力梁的存放時間，超出規(guī)范要求存放時間的應(yīng)采取預(yù)壓措施，從而保證梁體拱度的均勻性，減少鋪裝層厚度差異。

4.2 施工中的幾項措施

橋面鋪裝層能否鋪好，最為關(guān)鍵的是新老混凝土面能否粘結(jié)好，在進行橋面鋪裝層施工中應(yīng)著重作好以下幾點工作：

(1)根據(jù)理論分析可知，提高層間接觸程度可以顯著提高結(jié)構(gòu)層的疲勞壽命，在施工中盡可能采取措施，保證各層粘結(jié)良好，避免滑動，橋面鋪裝前，應(yīng)先鑿除梁體表面浮漿，使表面粗糙，成齒形，且均勻，此外，還需將鑿后的混凝土松散粒，砂石泥土等清除干凈，有利于層間粘結(jié)牢固，可采用以下措施：①在鑿毛的清除干凈的表面涂抹一薄層膠結(jié)劑；②加設(shè)新舊混凝土之間聯(lián)系鋼筋。

(2)原材料質(zhì)量要好。粗骨料最大粒徑應(yīng)不大于20mm，粗骨料的含量在混凝土中的體積含量高，能減少混凝土的收縮，骨料彈性模量熱膨脹系數(shù)對混凝土干縮也有影響，骨料彈性模量高，使混凝土的干縮和徐變就會受阻。

(3)設(shè)置定位鋼筋及保證鋼筋保護層厚度。橋面鋪裝層的鋼筋網(wǎng)在施工中常用混凝土墊塊定位，而墊塊易走位而失去定位作用。在現(xiàn)場可參與定位鋼筋，如Φ10或Φ12鋼筋，長度約6～12cm，雙向間距約75cm，定位鋼筋一端與鋼筋焊接，另一端豎立支撐于梁面上，對鋼筋網(wǎng)實行多點支撐。同時，施工時，應(yīng)盡量避免人和機具在鋼筋網(wǎng)上碾壓，以防鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)大的變形。

(4)確保養(yǎng)護期?；炷粮煽s裂縫屬于早期裂縫，它的產(chǎn)生在很大程度上是由于養(yǎng)護不當造成的，因此要注意施工期間的養(yǎng)護，保持一定的濕度。

(5)適當使用外摻料。根據(jù)工程具體情況，適當參與外摻料，如：①粉煤灰，可降低混凝土水化熱，降低混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力的起始點溫度，減少混凝土降至環(huán)境溫度的溫差，防止溫度裂縫的產(chǎn)生。②鋼纖維，在混凝土中加入體積摻量為1.2%～2%鋼纖維，可以在混凝土中形成亂向分布的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而控制混凝土干縮。③外加劑，適當?shù)募尤肱蛎泟┖鸵龤鈩τ谔岣呋炷量垢煽s和抗折強度也具有一定的明顯作用。

5 結(jié)束語

橋面鋪裝層雖然在橋梁中所占的體積并不大，但它對交通的影響是非常大的。針對鋼筋混凝土橋面鋪裝產(chǎn)生早期病害的原因在設(shè)計和施工中采取相應(yīng)措施，在一定程度上是可以延長橋面鋪裝層的使用壽命。

[1]何暢.簡支梁橋橋面連續(xù)構(gòu)造性能改善的研究[D].重慶交通學(xué)院,2004.