粱玉嶺

【摘 要】本文針對(duì)某在建高速公路的鋪裝情況及鋪裝產(chǎn)生的裂縫特點(diǎn)進(jìn)行研究，分析水泥混凝土橋面鋪裝產(chǎn)生裂縫的因素，在后續(xù)施工過(guò)程中使用針對(duì)性的防治措施，避免出現(xiàn)橋面鋪裝裂縫病害的發(fā)生，有效提高水泥混凝土橋面鋪裝施工過(guò)程中的效率及質(zhì)量。

【關(guān)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(huán)境因素的作用，其發(fā)生變形及其他應(yīng)力特征和橋面板結(jié)構(gòu)形式及主梁的形式具有密切的關(guān)系，橋面鋪裝層不僅能夠?qū)崿F(xiàn)載荷的分散，參與到橋面板受力的過(guò)程中，還具有聯(lián)合各個(gè)主梁共同受力的作用，所以要求具有較高的強(qiáng)度及良好的整體性，能夠在投入使用過(guò)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(guò)程中的橋面普遍出現(xiàn)裂縫，并且鋪裝層過(guò)早出現(xiàn)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(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，或者規(guī)則的裂紋及裂縫，或者還具有局部的破裂[1]。在現(xiàn)代社會(huì)中，水泥混凝土橋面鋪裝裂縫中的問(wèn)題，普遍存在我國(guó)高速公路施工過(guò)程中，具有較高的返工率。那么導(dǎo)致水泥混凝土橋面鋪裝裂縫的因素有哪些，在施工過(guò)程中如何有針對(duì)性的防治，從而避免橋面出現(xiàn)裂縫，提高橋梁的使用時(shí)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(jìn)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(jī)進(jìn)行施工，滑膜的攤鋪寬度在6-7.5m之間，兩側(cè)使用三輥軸進(jìn)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(jī)進(jìn)行施工，滑膜的攤鋪寬度在6-7.5m之間，兩側(cè)使用三輥軸進(jìn)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(nèi)出現(xiàn)裂縫，在此過(guò)程中只有施工用車通過(guò)，部分位置出現(xiàn)橫向微裂縫，部分位置出現(xiàn)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(chǎn)生的原因

2.1 設(shè)計(jì)因素

在橋梁結(jié)構(gòu)理論中，對(duì)橋面鋪裝層的計(jì)算和分析講述寥寥無(wú)幾，現(xiàn)代規(guī)則中也只是給定相應(yīng)的厚度值，工程界在不同等級(jí)中的公路中使用了多年。在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，交通量在不斷的增加，現(xiàn)代鋪裝和各種重型汽車不斷增加及車速不斷加快已經(jīng)互不適應(yīng)。在現(xiàn)代橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)于橋面鋪裝并沒(méi)有針對(duì)性的要求，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中也沒(méi)有精準(zhǔn)的參考內(nèi)容，部分只是將水泥混凝土層作為二期恒載進(jìn)行計(jì)算，部分將其作為結(jié)構(gòu)中的部分內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，不管是用哪種計(jì)算方式，水泥混凝土鋪裝層施工都是在橋面板施工之后實(shí)現(xiàn)的，如果澆筑混凝土的黏結(jié)不合理，并且和上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算不合理，那么就會(huì)導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)裂紋[3]。

2.2 混凝土材料因素

其一，水泥的安定性較低導(dǎo)致裂縫，如果水泥熟料的煅燒不充分，就會(huì)產(chǎn)生多種游離氧化鈣，其水化的過(guò)程較慢，從而使水泥雖然已經(jīng)凝結(jié)硬化，但是水化的過(guò)程還在繼續(xù)，從而出現(xiàn)體積膨脹現(xiàn)象，導(dǎo)致體積的變化不均勻，以此使橋面鋪裝出現(xiàn)裂紋。

其二，由于拌合物的溫度較高，從而使混凝土出現(xiàn)假凝的現(xiàn)象，并且導(dǎo)致混凝土前面的鋪裝出現(xiàn)裂紋，在水泥拌和之后就會(huì)硬化，之后還會(huì)變軟，從而逐漸硬化。此過(guò)程就是假凝，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的因素是因?yàn)閿嚢栉锏臏囟容^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(duì)混凝土后期的強(qiáng)度造成影響。并且內(nèi)部的熱量也沒(méi)有得到充分的散發(fā)，使混凝土的體積得到膨脹，以此導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

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

其四，水砂中的有害雜質(zhì)在某種程度上會(huì)腐蝕水泥混凝土，其和混凝土?xí)l(fā)生易溶水的物質(zhì)，從而腐蝕混凝土，降低混凝土的強(qiáng)度，從而逐漸的使混凝土遭到破壞，產(chǎn)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?yàn)樗喟l(fā)生水化，并且還會(huì)出現(xiàn)一系列的發(fā)熱化學(xué)反應(yīng)，那么在混凝土硬化過(guò)程中會(huì)釋放一定的熱量，提高溫度。通過(guò)相關(guān)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(huì)膨脹0.01mm。此種溫度導(dǎo)致混凝土發(fā)生變形的情況，對(duì)于大面積的混凝土是非常不利的?；炷谅访姘鍍?nèi)部的最高溫度為60℃，從而使內(nèi)部混凝土體積出現(xiàn)明顯的膨脹。但是鋪裝版面混凝土在晚上溫度就會(huì)逐漸的降低，濕水養(yǎng)護(hù)會(huì)使混凝土冷卻收縮。內(nèi)部的膨脹及外部的收縮就會(huì)出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力，如果外部混凝土受到的拉應(yīng)力如果超過(guò)混凝土自身的極限值，那么橋面鋪裝面就會(huì)出現(xiàn)裂紋。通過(guò)近幾年的現(xiàn)場(chǎng)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(yù)制T梁中橋面板直接加鋪的方式具有特殊性，因?yàn)閺埩?huì)導(dǎo)致T梁的中部起拱，并且預(yù)制T梁導(dǎo)致的頂部不平的問(wèn)題也會(huì)使橋面不平，并且面板鋪裝的厚度不均，容易導(dǎo)致面板由于不同的厚薄程度使其強(qiáng)度不均勻，提高混凝土界面的摩擦力。所以橋面鋪裝過(guò)薄或者厚薄交接的地方都較為薄弱，在混凝土收縮過(guò)程中不能夠承受其拉應(yīng)力。受到外部環(huán)境因素的影響，自身的強(qiáng)度也會(huì)受到影響，面板混凝土的抗壓能力不同會(huì)導(dǎo)致薄弱斷面出現(xiàn)裂紋，從而貫徹到整個(gè)版塊中，導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)裂紋。

3 裂紋的防治措施

3.1 提高原材料的質(zhì)量endprint

在水泥進(jìn)場(chǎng)之后，要對(duì)水泥的強(qiáng)度及安定性等技術(shù)進(jìn)行全面的復(fù)檢，檢查合格之后使其投入使用。礦渣、快硬、地?zé)岬人嗷炷辆哂休^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(biāo)號(hào)越低，那么就表示混凝土具有較高的收縮性，并且收縮時(shí)間也較長(zhǎng)。

骨料中的花崗巖、白云巖、石英及石灰?guī)r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(xiàn)假凝的現(xiàn)象，要對(duì)混凝土拌合物的溫度進(jìn)行有效的控制。

為了避免混凝土出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，新出廠的水泥并不能夠馬上使用，因?yàn)榇朔N水泥具有較高的溫度，并且游離氧化鈣并沒(méi)有有效消解。使用非活性集料及低堿水泥，對(duì)混凝土振搗時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免橋面砂漿過(guò)厚，導(dǎo)致出現(xiàn)收縮裂縫。

3.2 提高施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

手工搗固方式比機(jī)械振搗方式混凝土的收縮性大，振搗的時(shí)間要以不同機(jī)械性能決定，一般每次5-15s。如果振搗的時(shí)間較短，那么就會(huì)導(dǎo)致振搗不夠密實(shí)，從而降低混凝土的強(qiáng)度。如果振搗的時(shí)間較長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土分層，使粗骨料沉入到地層，細(xì)骨料處于上層，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不均勻，以此使上層產(chǎn)生裂縫。如果裂縫是由于溫度導(dǎo)致的，那么可以添加鋼筋構(gòu)造，從而有效提高混凝土對(duì)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(xiàn)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(dāng)?shù)母男跃郾┗蛘咪摾w維，能夠有效避免混凝土在硬化過(guò)程中由于環(huán)境因素導(dǎo)致的裂縫[5]。

3.4 施工前準(zhǔn)備

為了避免水泥混凝土出現(xiàn)裂紋，可以在水泥混泥土施工之前對(duì)橋板頂面進(jìn)行沖洗降溫。如果施工環(huán)境為溫差較大的季節(jié)或者溫度較高的天氣，那么在中午高溫時(shí)候盡量不要施工，可以在下午或者夜間施工；在橋面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)之前，使用鋼絲刷或者高壓水進(jìn)行刷洗，徹底清洗橋頂面；在進(jìn)行澆筑橋面鋪裝混凝土之前，要使梁頂能夠充分的濕潤(rùn)，從而井溫，避免梁板因?yàn)檫^(guò)度的干裂，從而吸收混凝土水分，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫。如果橋面鋪裝層施工過(guò)程中的溫度和混凝土的溫差較小，那么就會(huì)降低裂縫的產(chǎn)生，甚至還不會(huì)產(chǎn)生裂縫。

3.5 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的合理養(yǎng)護(hù)能夠有效促進(jìn)其水化反應(yīng)，提高水泥混凝土的強(qiáng)度。在水泥混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，要保持較高的濕度、較低的溫度、較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從而能夠降低混凝土的收縮率。蒸汽養(yǎng)護(hù)比自然養(yǎng)護(hù)方式的水泥混凝土收縮率藥效，但是蒸汽養(yǎng)護(hù)并不能夠在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中使用，所以在施工過(guò)程中對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，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(jié)，要重視混凝土的養(yǎng)護(hù)。

在混凝土終凝之前，刮風(fēng)天氣或者干熱添加會(huì)促進(jìn)混凝土表面中水分的蒸發(fā)，從而提高混凝土表面的體積收縮，這個(gè)時(shí)候混凝土并沒(méi)有一定的強(qiáng)度，從而使混啊凝土表面出現(xiàn)龜裂。在混凝土養(yǎng)護(hù)之后的裂縫一般是表面較淺的裂縫，其主要是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)方式不當(dāng)。所以，在水泥混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要重視混凝土鋪裝層的濕度，可以定時(shí)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(yǎng)護(hù)，可以對(duì)混凝土進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)。如果在冬季施工過(guò)程中，要使混凝土保溫的覆蓋時(shí)間較長(zhǎng)，必要的時(shí)候還可以涂刷養(yǎng)護(hù)劑。

3.6 預(yù)埋剪力筋

為了能夠使鋪裝層和梁體緊密的結(jié)合，有效提高鋪裝層及橋面板的整體性，在梁體預(yù)制過(guò)程中設(shè)置預(yù)埋剪力筋。使用搭焊的方式連接梁體預(yù)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(wěn)固性及正確性，避免在施工過(guò)程中由于人為因素導(dǎo)致鋼筋的走位及變形。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)公路不斷發(fā)展的過(guò)程中，要求公路橋梁混泥土橋面堅(jiān)實(shí)并且平整，從而能夠滿足現(xiàn)代人們的行車需求。通過(guò)本文描述可以了解到，水泥混凝土橋面鋪裝是尤為復(fù)雜的過(guò)程，涉及到工程施工設(shè)計(jì)的多個(gè)方面。本文針對(duì)水泥混凝土橋面鋪裝裂縫的因素進(jìn)行了分析，并且提出了相應(yīng)的防治措施，以此能夠滿足工程施工的需求，符合現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀。

【參考文獻(xiàn)】

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[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(yīng)用技術(shù)版， 2010（12）：103-105.

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[責(zé)任編輯：張濤]endprint