水泥混凝土橋面鋪裝產生裂縫的原因及防治措施

粱玉嶺

【摘 要】本文針對某在建高速公路的鋪裝情況及鋪裝產生的裂縫特點進行研究，分析水泥混凝土橋面鋪裝產生裂縫的因素，在后續施工過程中使用針對性的防治措施，避免出現橋面鋪裝裂縫病害的發生，有效提高水泥混凝土橋面鋪裝施工過程中的效率及質量。

【關鍵詞】水泥混凝土；橋面鋪裝；裂縫；防治

橋面鋪裝層主要受到行車載荷及其他環境因素的作用，其發生變形及其他應力特征和橋面板結構形式及主梁的形式具有密切的關系，橋面鋪裝層不僅能夠實現載荷的分散，參與到橋面板受力的過程中，還具有聯合各個主梁共同受力的作用，所以要求具有較高的強度及良好的整體性，能夠在投入使用過程中抗沖擊、抗裂的耐磨。但由于各種因素的影響，公路在使用過程中的橋面普遍出現裂縫，并且鋪裝層過早出現破壞。道路路面及橋梁大部分都是使用水泥混凝土作為面層，橋面鋪裝的病害一般包括不規則的網狀裂縫，或者規則的裂紋及裂縫，或者還具有局部的破裂[1]。在現代社會中，水泥混凝土橋面鋪裝裂縫中的問題，普遍存在我國高速公路施工過程中，具有較高的返工率。那么導致水泥混凝土橋面鋪裝裂縫的因素有哪些，在施工過程中如何有針對性的防治，從而避免橋面出現裂縫，提高橋梁的使用時間，值得我們深入探討。

1 橋面鋪裝及橋面病害概況

1.1 橋面鋪裝情況

某高速公路使用三輥軸攤鋪及滑膜攤鋪進行施工，具體情況為：

整體式橋梁水泥混凝土鋪裝的寬度為15.365m，橋面板的厚度為10cm，使用GOMACO2654攤鋪機進行施工，滑膜的攤鋪寬度在6-7.5m之間，兩側使用三輥軸進行攤鋪。

分離式橋梁水泥混凝土鋪裝的寬度為15.751m，橋面板的厚度為10cm，使用GOMACO2654攤鋪機進行施工，滑膜的攤鋪寬度在6-7.5m之間，兩側使用三輥軸進行攤鋪。

1.2 橋面病害情況

在某高速公路橋面中，水泥混凝土橋面在混凝土鋪裝之后從初凝到7天內出現裂縫，在此過程中只有施工用車通過，部分位置出現橫向微裂縫，部分位置出現較短的縱向微裂縫。橫向微裂縫平均的間距為3.3m-17m，局部路段中的最小裂縫間距在1m左右[2]。

2 裂縫產生的原因

2.1 設計因素

在橋梁結構理論中，對橋面鋪裝層的計算和分析講述寥寥無幾，現代規則中也只是給定相應的厚度值，工程界在不同等級中的公路中使用了多年。在現代社會經濟不斷發展的過程中，交通量在不斷的增加，現代鋪裝和各種重型汽車不斷增加及車速不斷加快已經互不適應。在現代橋涵設計規范中，對于橋面鋪裝并沒有針對性的要求，相關設計人員在對其進行計算過程中也沒有精準的參考內容，部分只是將水泥混凝土層作為二期恒載進行計算，部分將其作為結構中的部分內容進行計算，不管是用哪種計算方式，水泥混凝土鋪裝層施工都是在橋面板施工之后實現的，如果澆筑混凝土的黏結不合理，并且和上部結構的計算不合理，那么就會導致橋面鋪裝出現裂紋[3]。

2.2 混凝土材料因素

其一，水泥的安定性較低導致裂縫，如果水泥熟料的煅燒不充分，就會產生多種游離氧化鈣，其水化的過程較慢，從而使水泥雖然已經凝結硬化，但是水化的過程還在繼續，從而出現體積膨脹現象，導致體積的變化不均勻，以此使橋面鋪裝出現裂紋。

其二，由于拌合物的溫度較高，從而使混凝土出現假凝的現象，并且導致混凝土前面的鋪裝出現裂紋，在水泥拌和之后就會硬化，之后還會變軟，從而逐漸硬化。此過程就是假凝，出現這種現象的因素是因為攪拌物的溫度較高，從而使水泥顆粒的表面具有較薄的硬殼，從而降低混凝土攪拌物的和易性，對混凝土后期的強度造成影響。并且內部的熱量也沒有得到充分的散發，使混凝土的體積得到膨脹，以此導致混凝土出現開裂的現象。

其三，砂石中的活性材料和水泥堿出現化學反應，破壞混凝土的結構，集料中的活性二氧化硅和水泥堿性的氧化物在發生水解之后會產生一定的氫氧化鉀及氫氧化鈉，兩者在某種程度上會產生一定的化學反應，并且在集料表面中生成硅酸凝膠體，其在吸收之后會發生膨脹，破壞混凝土的結構，從而使混凝土出現裂紋。

其四，水砂中的有害雜質在某種程度上會腐蝕水泥混凝土，其和混凝土會發生易溶水的物質，從而腐蝕混凝土，降低混凝土的強度，從而逐漸的使混凝土遭到破壞，產生裂縫[4]。

2.3 溫度因素

水泥混凝土自身存在熱脹冷縮的原理，因為水泥發生水化，并且還會出現一系列的發熱化學反應，那么在混凝土硬化過程中會釋放一定的熱量，提高溫度。通過相關研究資料表示，在一般溫度下，混凝土的溫度每提高1℃，那么每米就會膨脹0.01mm。此種溫度導致混凝土發生變形的情況，對于大面積的混凝土是非常不利的。混凝土路面板內部的最高溫度為60℃，從而使內部混凝土體積出現明顯的膨脹。但是鋪裝版面混凝土在晚上溫度就會逐漸的降低，濕水養護會使混凝土冷卻收縮。內部的膨脹及外部的收縮就會出現一定的拉應力，如果外部混凝土受到的拉應力如果超過混凝土自身的極限值，那么橋面鋪裝面就會出現裂紋。通過近幾年的現場觀察表示，一般橫向裂縫要比縱向裂縫多，板中裂縫要比板邊裂縫多，裂縫的寬度不同，其都受到溫度的影響。

2.4 橋面鋪裝厚度較低

預制T梁中橋面板直接加鋪的方式具有特殊性，因為張力會導致T梁的中部起拱，并且預制T梁導致的頂部不平的問題也會使橋面不平，并且面板鋪裝的厚度不均，容易導致面板由于不同的厚薄程度使其強度不均勻，提高混凝土界面的摩擦力。所以橋面鋪裝過薄或者厚薄交接的地方都較為薄弱，在混凝土收縮過程中不能夠承受其拉應力。受到外部環境因素的影響，自身的強度也會受到影響，面板混凝土的抗壓能力不同會導致薄弱斷面出現裂紋，從而貫徹到整個版塊中，導致橋面鋪裝出現裂紋。

3 裂紋的防治措施

3.1 提高原材料的質量endprint

在水泥進場之后，要對水泥的強度及安定性等技術進行全面的復檢，檢查合格之后使其投入使用。礦渣、快硬、地熱等水泥混凝土具有較高的收縮性，普通、礬土、火山灰等水泥混凝土具有較低的收縮性。并且水泥的單位體積使用量越大及水泥的標號越低，那么就表示混凝土具有較高的收縮性，并且收縮時間也較長。

骨料中的花崗巖、白云巖、石英及石灰巖等具有較小的吸水率，并且收縮率較低。角閃巖、板巖及砂巖等具有較大的吸水率，并且收縮率較高。

要想提高混凝土的收縮率，就要提高用水量及水灰比。

并且為了避免混凝土出現假凝的現象，要對混凝土拌合物的溫度進行有效的控制。

為了避免混凝土出現化學反應，新出廠的水泥并不能夠馬上使用，因為此種水泥具有較高的溫度，并且游離氧化鈣并沒有有效消解。使用非活性集料及低堿水泥，對混凝土振搗時間進行嚴格的控制，避免橋面砂漿過厚，導致出現收縮裂縫。

3.2 提高施工過程中的質量控制

手工搗固方式比機械振搗方式混凝土的收縮性大，振搗的時間要以不同機械性能決定，一般每次5-15s。如果振搗的時間較短，那么就會導致振搗不夠密實，從而降低混凝土的強度。如果振搗的時間較長，就會導致混凝土分層，使粗骨料沉入到地層，細骨料處于上層，導致混凝土的強度不均勻，以此使上層產生裂縫。如果裂縫是由于溫度導致的，那么可以添加鋼筋構造，從而有效提高混凝土對抗裂縫的性能。提高振搗的重視，能夠有效避免橋面鋪裝出現裂縫。

3.3 添加防裂材料

在水泥混凝土中添加引氣緩凝保塑劑或者減水劑，能夠有效降低混凝土早期溫度的收縮及干裂；在水泥混凝土中添加適當的改性聚丙烯或者鋼纖維，能夠有效避免混凝土在硬化過程中由于環境因素導致的裂縫[5]。

3.4 施工前準備

為了避免水泥混凝土出現裂紋，可以在水泥混泥土施工之前對橋板頂面進行沖洗降溫。如果施工環境為溫差較大的季節或者溫度較高的天氣，那么在中午高溫時候盡量不要施工，可以在下午或者夜間施工；在橋面鋪設鋼筋網之前，使用鋼絲刷或者高壓水進行刷洗，徹底清洗橋頂面；在進行澆筑橋面鋪裝混凝土之前，要使梁頂能夠充分的濕潤，從而井溫，避免梁板因為過度的干裂，從而吸收混凝土水分，導致混凝土出現收縮裂縫。如果橋面鋪裝層施工過程中的溫度和混凝土的溫差較小，那么就會降低裂縫的產生，甚至還不會產生裂縫。

3.5 混凝土的養護

混凝土的合理養護能夠有效促進其水化反應，提高水泥混凝土的強度。在水泥混凝土養護過程中，要保持較高的濕度、較低的溫度、較長的養護時間，從而能夠降低混凝土的收縮率。蒸汽養護比自然養護方式的水泥混凝土收縮率藥效，但是蒸汽養護并不能夠在現場施工過程中使用，所以在施工過程中對混凝土進行養護，要在混泥土上方覆蓋塑料布，保持混凝土的潮濕，尤其是高溫季節，要重視混凝土的養護。

在混凝土終凝之前，刮風天氣或者干熱添加會促進混凝土表面中水分的蒸發，從而提高混凝土表面的體積收縮，這個時候混凝土并沒有一定的強度，從而使混啊凝土表面出現龜裂。在混凝土養護之后的裂縫一般是表面較淺的裂縫，其主要是因為養護方式不當。所以，在水泥混凝土養護過程中要重視混凝土鋪裝層的濕度，可以定時噴灑淡水或者覆蓋土工布，從而保持混凝土表面的濕度。重視混凝土早期的養護，可以對混凝土進行長時間養護。如果在冬季施工過程中，要使混凝土保溫的覆蓋時間較長，必要的時候還可以涂刷養護劑。

3.6 預埋剪力筋

為了能夠使鋪裝層和梁體緊密的結合，有效提高鋪裝層及橋面板的整體性，在梁體預制過程中設置預埋剪力筋。使用搭焊的方式連接梁體預埋及鋪裝層的鋼筋，從而支撐鋪裝層鋼筋，使鋪裝鋼筋焊在上面，提高了鋼筋的穩固性及正確性，避免在施工過程中由于人為因素導致鋼筋的走位及變形。

4 結束語

在我國公路不斷發展的過程中，要求公路橋梁混泥土橋面堅實并且平整，從而能夠滿足現代人們的行車需求。通過本文描述可以了解到，水泥混凝土橋面鋪裝是尤為復雜的過程，涉及到工程施工設計的多個方面。本文針對水泥混凝土橋面鋪裝裂縫的因素進行了分析，并且提出了相應的防治措施，以此能夠滿足工程施工的需求，符合現代交通運輸的發展現狀。

【參考文獻】

[1]王鳳彩.水泥混凝土橋面鋪裝產生裂縫的原因及防治措施[J].交通世界，2010（5）：226-227.

[2]陶昌經，李建新.水泥混凝土橋面鋪裝裂縫產生的原因及防治措施[J].內蒙古公路與運輸，2005（s1）.

[3]顏春水.混凝土橋面鋪裝裂縫成因及防治措施[J].公路交通科技：應用技術版， 2010（12）：103-105.

[4]郝洪海.水泥混凝土橋面鋪裝裂紋產生原因及防治措施[J].科技致富向導， 2014（14）：306-306.

[5]金小雷.橋面鋪裝混凝土裂縫的原因及預防措施[J].城市建設理論研究：電子版，2014（7）.

[責任編輯：張濤]endprint