混凝土橋面開裂處治及成因的探討

宮銘霞， 郭浩鵬

1 鄭州市政工程質量監督專業站（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,保護主梁免受雨水侵蝕，并對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度，并且要求滿足抗裂、抗沖擊、耐磨等各項要求。當然，考慮到分縫處板塊角易產生斜裂，故橋面鋪裝要具有一定的抗彎曲能力。下面對水泥混凝土橋面鋪裝過早開裂的原因作簡要分析。

1 混凝土橋面過早開裂的原因分析

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度鋼筋來減輕橋面板的厚度（如某些頂板偏薄的箱梁結構）。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，容易使橋面板出現裂縫，且發展較快。

2）負彎矩的影響。對于連續梁橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結構，由于荷載的作用產生負彎矩或拉力，使橋面鋪裝層受到拉力的作用產生裂縫，造成橋面鋪裝的損壞。

3）橋面鋪裝層與主梁混凝土粘結不夠。在橋面鋪裝前沒有將梁表面的松散砂石粒、泥污等清洗干凈，沒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脫皮、裂縫、剝落等現象。

4）橋面鋪裝層厚度過薄。由于施工因素造成梁表面高出設計標高，或調整橋面縱橫坡等原因，造成橋面鋪裝局部過薄（一般不宜小于8cm），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）橋面鋪裝層內的鋼筋網走位。鋼筋網在進行綁扎和澆筑混凝土時，受到施工人員、運輸機具碾踏和混凝土拌和物的自重壓力，導致其緊貼梁面的走位現象，削弱了鋼筋網的分布筋作用承受荷載的能力,尤其對于出現負彎矩的橋面鋪裝層，容易因此而出現橋面裂縫等損壞現象。

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系的主要因素。水泥用量大時，水化熱大，引起行車道板和橋面鋪裝的混差而產生變形約束。由于混凝土硬化初期的抗拉強度小，如果干縮和冷縮產生的拉應力超過其抗拉強度,則導致混凝土內部及表面產生裂縫。目前普遍存在著忽視混凝土養護現象，這更有利于溫度和干縮裂縫的發育，造成橋面的過早損壞。

7）過早通車。有些建設單位為了盡早完成合同或“獻禮”工程所需，在橋面鋪裝完成幾天后即開放通車，造成橋面的強度不高，形變未穩定的情況下過早承受外來荷載的作用，造成橋面過早損壞。

8）混凝土質量的影響。混凝土的施工質量直接影響橋面鋪裝的使用壽命。原材料質量低劣、砂率過大、水灰比控制不好、砂石級配差、混凝土拌和物和易性差及施工時漏振、模板漏漿等造成混凝土出現蜂窩、麻面、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、抗彎曲及耐磨的能力。

9）施工縫處理不當。橋面鋪裝應力求少設施工縫。作業的澆筑長度應以施工縫設在墩臺頂位置來定,當橋面不寬時，以分隔帶為分界面。但不少單位在進行橋面鋪裝時任意設置施工縫，且對施工縫的處理不當（如不按規范鑿毛等），在澆筑混凝土,出現間歇時間太長時（一般不宜超過1.0小時），沒有按規定設置施工縫。這將嚴重地影響混凝土的連續性和整體性。

10）荷載過大及沖擊影響。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的沖擊破壞。

2 混凝土橋面開裂及損壞后處治方法

1）裂縫鑿槽嵌補法。鑿槽嵌補主要針對混凝土裂縫。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，槽內清洗干凈，然后在槽內嵌補各種粘結材料，如環氧砂漿、瀝青等化學補強劑。由于混凝土橋面鋪裝層局部出現了破碎、脫落或坑洞等病害,先對缺陷表面鑿毛，并對破損的松散物鑿除，鑿毛應盡量深一些，使骨料外露，再用水泥混凝土或瀝青混凝土修補。用水泥混凝土修補前，應先將修補處潤濕，再涂刷同標號的水泥砂漿（或其他粘結材料），以加強新舊混凝土間的粘結性。用瀝青混凝土修補時較水泥混凝土易，施工期間對交通影響小，但路面改變了原有結構，局部修補時有失美觀。

2）鋼筋網混凝土補強加固法。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。修補前，先將舊橋面鋪裝層鑿去,并將橋面板鑿低數厘米（結合面要求鑿成齒形），然后焊接或埋設鋼筋網，澆筑混凝土后，養護至標準強度。

3）混凝土粘結劑或環氧樹脂材料修補法。混凝土粘結劑可根據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或澆筑涂層修補法，對于小面積破損可用前者，如用比克涂料；對于破損面大且深的可用后者。粘結劑修補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護等過程。修補時，應注意避免荷載或重力震動的干擾、避免雨水沖淋。并且，應注意由低向高，由內向外添抹，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。

用環氧樹脂材料修補破損路面,對缺陷部位的處理是很嚴格的，要求無水濕、無油漬、無灰塵及污物、無軟弱帶，并對混凝土加以鑿毛。修補前，先按照需求量及配比要求配置環氧樹脂水泥砂漿或混凝土,由于環氧樹脂一旦加入固化劑后凝固較快，容易出現散熱困難、暴聚結硬的現象，故配置時必須分盤拌和，隨用隨配。修補時，先將拌合均勻的環氧樹脂基液在預補的缺陷區表面涂刷一薄層,其厚度不應超過lmm。待基液中的氣泡清除后（45min），再涂抹環氧砂漿或環氧混凝土。涂抹環氧砂漿應攤鋪均勻,每層厚度不超過1.0～1.5cm，并用木、鐵抹子反復壓抹密實。橋面路拱度大時，應增大環氧砂漿或環氧混凝土的稠度。澆筑環氧混凝土的工藝與普通混凝土基本相同,鋪筑時應注意防止擾動已涂刷的基液，同時要充分插搗密實并用鐵抹反復壓抹，直至補平為止。

修補完畢后,還應注意做好養護工作。用粘結劑修補的，待初凝后即遮蓋草包、麻袋、布片等，濕水養護，一般需72小時以上。環氧樹脂材料修補后,視氣溫影響一般約4～24小時才能固結，形成足夠的強度，在此期間，應嚴禁汽車碾壓，2天后方可開放交通。

4）鋼纖維混凝土修補法。鋼纖維混凝土系列用于橋面鋪裝層維修，能增強橋面抗裂性、抗彎曲性、耐疲勞性。其常用摻量為1%～2%（以體積計，約相當于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,其澆筑與常規性普通混凝土澆筑基本相同。

3 應注意的幾個問題

1）考慮負彎矩的影響。在設計時應對外懸橋面板、連續梁等結構的負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應增設負彎矩的拉力筋,以防橋面在此開裂破壞。

2）確保有一定的鋪裝層厚度。近幾年來，隨著交通量及重型車輛的日益增加,過薄的橋面鋪裝層已不能適應發展的需要。水泥混凝土橋面鋪裝層應不小于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重要措施。橋面鋪裝層能否鋪好，橋面損壞部分能否修補好，最為關鍵是舊混凝土能否粘結好,這又直接與底層混凝土是否妥善處理以及澆筑修補材料質量有關。橋面鋪裝澆筑或修補后，應加強養護，避免過早通車受力。

4）加強橋梁經常及定期檢查。目前，普遍存在有對橋梁檢查工作不夠重視的思想。橋梁在使用期間，各個結構部位應經常定期檢查，發現病害及時處理，避免因檢查不及時、不充分造成橋梁病害隱患。病害發現得越早，維修工作量就越小，反之就越大。所以，勤檢查、細檢查、隨時掌握橋梁的技術狀況和安全狀態，是橋梁建成后能否得到安全使用、管理及維修的關鍵所在。

[1]CJJ2-2008,城市橋梁工程施工與質量驗收規范[S].

[2]建筑與市政工程施工質量監控手冊[M].中國建筑工業出版社.