沥青混凝土桥面裂缝的处治及预防措施

龚 涛

（汇通路桥建设集团有限公司，河北 高碑店 074000）

0 引言

由于混凝土桥梁应用趋于多样化，桥面铺装面积所占比重大大高于一般公路。但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。交通量和重型车辆的增加，使得桥面铺装问题普遍存在。这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更容易导致交通事故的发生，同时也给维修工作带来了很大困难。近年来，人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装质量的好坏，直接影响高速公路建设质量，如何有效地满足高速公路安全服务标准，及时快速发现高速公路出现的各种病害，是交通运输行业当前面临并需要努力改进的重大课题之一。

1 沥青混凝土桥面裂缝成因分析

任何事件的发生总有内因和外因，沥青混凝土桥面裂缝产生的原因也有内、外因存在。外因主要有预应力梁起拱高度设计、基础土质和平整度等；内因主要有干缩、温度和疲劳等。

1.1 产生裂缝的外在因素

（1）设计预应力梁起拱高度时，未考虑起拱高度对桥面厚度的影响，尤其大跨径起拱高度较大时对桥面铺装厚度的影响。若出现这种情况，则设计桥面铺装厚度过小，施工略有误差便无法调整，从而造成铺装厚度减小，满足不了现有交通量的要求。

（2）沉陷裂缝的产生主要由于基础土质不匀、松软，造成桥梁不均匀沉降所致。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝往往有一定的错位，裂缝宽度常与沉降量成正比关系。

（3）由于过分追求平整度，而忽视压实度，使路面强度降低，出现渗水，引起早期损坏。层间结合不良使桥面铺装发挥不了整体作用。造成层间结构不良的原因有许多，比如下面层被污染、所用粘层材料质量较差、洒布不均匀、洒布后行车作用把粘层带起等。同时，预拱度的差异和沥青面层摊铺厚度的调整不当，都可能使该层路面厚度不足而引起桥面裂缝发生。

1.2 产生裂缝的内在因素

（1）干缩裂缝

该类裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或混凝土铺筑完毕后的一周左右，宽度多在0.05～0.2mm之间。这种裂缝产生的原因是混凝土拌和物在摊铺完毕后，内外水分蒸发程度不同所致，混凝土内部总会有一部分水分被蒸发，这在干热、风较大的季节更容易出现此类情况，尤其因失水干缩而发生裂缝。这种裂缝会随着相对湿度的增加而减小。

（2）温度裂缝

该裂缝的产生原因主要是低温缩裂。面层因降温而收缩的趋势会受到下部桥面板约束而产生拉力。随着温度降低，收缩趋势进一步增强，当导致的拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，便产生开裂，一般为横向裂缝，严重时发展为纵向裂缝。

（3）疲劳裂缝

该裂缝的产生原因是桥面铺装在正常使用情况下，由于荷载多次反复作用引起的铺装层开裂，这也是桥面铺装的主要破损类型。

2 沥青混凝土桥面裂缝处治对策

裂缝的存在不仅会降低结构的刚度，破坏其整体性，还将加剧钢盘的锈蚀而降低结构的使用寿命。因此为了保证结构的承载能力，保证其耐久性，必须进行必要的处理。沥青混凝土桥面裂缝按程度不同可分为轻微裂缝、中度裂缝和重度裂缝。不同程度的裂缝需采取不同的处治对策。

2.1 轻微裂缝

2.1.1 表面涂抹贴补法

表面涂抹贴补法适用于大面积小裂缝。表面涂抹适用范围是将加热沥青油涂抹在细而浅的裂缝表面，从而使涂抹范围形成一个统一的整体，发挥应有的保护作用。

2.1.2 灌缝法

当缝宽较窄、裂缝深度不大时，一般采用灌缝法，即将缝隙刷扫干净，并用压缩空气除去尘土后再用热沥青或者乳化沥青封堵。对缝宽在6mm以上的，应剔除缝隙内杂物和松动的缝隙边缘，或者裂缝开槽后用压缩空气吹干净，采用细粒式热拌沥青混合料填充、捣实，并用烙铁封口，随即撒沙，扫匀，也可用乳化沥青混合料填封。

2.2 中度裂缝

2.2.1 填充法

该方法是在施工时直接用修补材料填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，具有作业简单、费用低的特点。在对深度较浅的宽裂缝或裂缝中因有充填物灌浆而很难达到效果的裂缝进行简单处理时，可采取开Ⅴ型槽后，进行填充处理。

2.2.2 结构加固补强法

对于因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低且影响结构强度的，可采取结构补强法，即采取加固法对混凝结构进行处理。

2.3 重度裂缝

2.3.1 铺装层改造法

对于因单板受力引起的纵向裂缝，一般宜采用桥面铺装层改造法破除铺装层后，全部重新做铺装层的方法处理，从根本上改善桥梁整体受力状态。

2.3.2 局部挖除修补法

此法修补前需提前划出大致与路中心线平行或垂直的挖出修补轮廓线，在基坑底部与四周涂抹粘层油，控制好沥青混合料的用量，分层填筑压实，采取平板夯、气夯配合压路机压实，边角处要用工具捣实，保证碾压密实平整，保证修补后路面与周围路面衔接良好、平直。

2.3.3 混凝土置换法

这是处理严重裂缝混凝土的一种有效方法。应用该方法须先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。

3 沥青混凝土桥面裂缝的预防措施

3.1 施工前期准备的预防措施

3.1.1 改善桥面系的结构设计

预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑对桥面厚度的影响，施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制。为保证其平整度，应在沥青混凝土铺装完成后再进行伸缩缝施工。桥面沥青混凝土宜设计两层，以便在提高平整度的同时对其耐久性也起保证作用。

3.1.2 正确选材，优化配合比设计，严格控制拌和及摊铺时的粒料温度

在选材时，杜绝一切不合格材料，优化混合料油石比，增加其黏结性能。公路沥青混凝土桥面因主要承受竖向荷载的作用，其受力特性以弯拉强度为主。影响混凝土弯抗强度（抗折强度）的主要因素有混凝土单方水泥用量、水灰比、粗集料粒形及水泥品种、性能、外加剂的品种、掺量等，在上述材料确定后，混凝土配合比的优化选择、混凝土的拌制方法、浇筑工艺、养护状态则是保证混凝土强度的关键。

3.2 施工过程中的预防措施

3.2.1 提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的黏结能力

施工中，对预制梁体项面进行刷毛处理，露出石子。在喷洒乳化沥青油前必须对梁顶彻底清扫，凿除浮渣，必要时用气泵或高压水冲洗。保证与沥青混凝土桥面有较好的结合面，铺筑混凝土前洒水湿润梁顶，但不得有积水。

3.2.2 桥面沥青混凝土的铺装

在铺筑沥青混凝土之前，对水泥混凝的平整度、粗糙度进行检查。对伸缩缝处混凝土预留槽要临时覆盖并与两侧桥面混凝土平整，保持水泥混凝土面层清洁干燥。粘层油宜采用快裂洒布乳化沥青。乳化沥青待破乳水分蒸发完后方可铺筑沥青混凝土。铺筑沥青混凝土要采用机械摊铺并在较短时间内一次铺筑完成，前后两台摊铺机尽量缩短距离，减轻纵向接缝。铺筑桥面沥青混凝土应选晴天，注意保温防尘。摊铺机不得停顿或改变速度。摊铺后尽快碾压，施工车辆和机械不准停留在新铺筑的桥面上，也不准柴油之类的油料滴漏在桥面上，以免引起软化拥包造成沥青混凝土返工或修补。

在水泥混凝土桥面的沥青混凝土铺装中，由于受固有条件的约束，使得铺装层的压实度常常不足，从而在使用过程中极易出现水损害现象。桥面沥青混合料应单独进行配合比设计，使沥青混合料具有易压实的特点，以适应桥面铺装的需要，保证铺装层的密实度。

3.2.3 确保桥面沥青混凝土有足够的整体强度

沥青混凝土拌和料要保证级配合理，具有良好的和易性。铺筑完成后，及时养生，防止水分蒸发过快造成裂纹，降低混凝土强度。严禁桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右，因暴露在高空，极易受冻，特别是气温突变的初冬更应引起高度重视，必须保证桥面有一定的保护层。

3.3 施工外界条件的控制

（1）为了防止软混凝土表面水泥被冲刷，导致跨边或平整度受损，强度降低，要求降雨天停止施工。

（2）为了防止温缩开裂和接缝过大，施工现场气温高于40℃时停止施工。

（3）为了防止混凝土表面收缩开裂，在风力大于6级、风速在10.8m/s以上的强风天，不得施工。

（4）摊铺现场昼夜平均温度低于5℃时，不允许施工。

（5）摊铺完毕未达到开放交通条件时，禁止开放交通。运行过程中应加强管理，确保道路安全，加强对超限超载车辆的控制，确保公路畅通。

3.4 其他预防措施

施工过程中，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（含黏结剂的液芯纤维或胶囊），在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分纤维可使裂缝重新愈合。这是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能。

4 结论

沥青混凝土桥面裂缝是一种普遍存在的现象，若对其不加重视，久而久之将对公路桥梁质量产生严重危害。它会引起钢筋锈蚀，加速混凝土碳化，降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力，从而引起桥面结构的整体性受损。在实际施工中，除了分析因材料、气温、强度、施工方法等原因造成的裂缝外，还得稳固桥梁基础，采用先进的机械化施工工艺，运用合理周详的设计，组织好施工，保证施工工期，从而达到最大限度地避免和防治裂缝的目的。

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