水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的原因及防治措施

粱玉岭

【摘 要】本文针对某在建高速公路的铺装情况及铺装产生的裂缝特点进行研究，分析水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的因素，在后续施工过程中使用针对性的防治措施，避免出现桥面铺装裂缝病害的发生，有效提高水泥混凝土桥面铺装施工过程中的效率及质量。

【关键词】水泥混凝土；桥面铺装；裂缝；防治

桥面铺装层主要受到行车载荷及其他环境因素的作用，其发生变形及其他应力特征和桥面板结构形式及主梁的形式具有密切的关系，桥面铺装层不仅能够实现载荷的分散，参与到桥面板受力的过程中，还具有联合各个主梁共同受力的作用，所以要求具有较高的强度及良好的整体性，能够在投入使用过程中抗冲击、抗裂的耐磨。但由于各种因素的影响，公路在使用過程中的桥面普遍出现裂缝，并且铺装层过早出现破坏。道路路面及桥梁大部分都是使用水泥混凝土作为面层，桥面铺装的病害一般包括不规则的网状裂缝，或者规则的裂纹及裂缝，或者还具有局部的破裂[1]。在现代社会中，水泥混凝土桥面铺装裂缝中的问题，普遍存在我国高速公路施工过程中，具有较高的返工率。那么导致水泥混凝土桥面铺装裂缝的因素有哪些，在施工过程中如何有针对性的防治，从而避免桥面出现裂缝，提高桥梁的使用时间，值得我们深入探讨。

1 桥面铺装及桥面病害概况

1.1 桥面铺装情况

某高速公路使用三辊轴摊铺及滑膜摊铺进行施工，具体情况为：

整体式桥梁水泥混凝土铺装的宽度为15.365m，桥面板的厚度为10cm，使用GOMACO2654摊铺机进行施工，滑膜的摊铺宽度在6-7.5m之间，两侧使用三辊轴进行摊铺。

分离式桥梁水泥混凝土铺装的宽度为15.751m，桥面板的厚度为10cm，使用GOMACO2654摊铺机进行施工，滑膜的摊铺宽度在6-7.5m之间，两侧使用三辊轴进行摊铺。

1.2 桥面病害情况

在某高速公路桥面中，水泥混凝土桥面在混凝土铺装之后从初凝到7天内出现裂缝，在此过程中只有施工用车通过，部分位置出现横向微裂缝，部分位置出现较短的纵向微裂缝。横向微裂缝平均的间距为3.3m-17m，局部路段中的最小裂缝间距在1m左右[2]。

2 裂缝产生的原因

2.1 设计因素

在桥梁结构理论中，对桥面铺装层的计算和分析讲述寥寥无几，现代规则中也只是给定相应的厚度值，工程界在不同等级中的公路中使用了多年。在现代社会经济不断发展的过程中，交通量在不断的增加，现代铺装和各种重型汽车不断增加及车速不断加快已经互不适应。在现代桥涵设计规范中，对于桥面铺装并没有针对性的要求，相关设计人员在对其进行计算过程中也没有精准的参考内容，部分只是将水泥混凝土层作为二期恒载进行计算，部分将其作为结构中的部分内容进行计算，不管是用哪种计算方式，水泥混凝土铺装层施工都是在桥面板施工之后实现的，如果浇筑混凝土的黏结不合理，并且和上部结构的计算不合理，那么就会导致桥面铺装出现裂纹[3]。

2.2 混凝土材料因素

其一，水泥的安定性较低导致裂缝，如果水泥熟料的煅烧不充分，就会产生多种游离氧化钙，其水化的过程较慢，从而使水泥虽然已经凝结硬化，但是水化的过程还在继续，从而出现体积膨胀现象，导致体积的变化不均匀，以此使桥面铺装出现裂纹。

其二，由于拌合物的温度较高，从而使混凝土出现假凝的现象，并且导致混凝土前面的铺装出现裂纹，在水泥拌和之后就会硬化，之后还会变软，从而逐渐硬化。此过程就是假凝，出现这种现象的因素是因为搅拌物的温度较高，从而使水泥颗粒的表面具有较薄的硬壳，从而降低混凝土搅拌物的和易性，对混凝土后期的强度造成影响。并且内部的热量也没有得到充分的散发，使混凝土的体积得到膨胀，以此导致混凝土出现开裂的现象。

其三，砂石中的活性材料和水泥碱出现化学反应，破坏混凝土的结构，集料中的活性二氧化硅和水泥碱性的氧化物在发生水解之后会产生一定的氢氧化钾及氢氧化钠，两者在某种程度上会产生一定的化学反应，并且在集料表面中生成硅酸凝胶体，其在吸收之后会发生膨胀，破坏混凝土的结构，从而使混凝土出现裂纹。

其四，水砂中的有害杂质在某种程度上会腐蚀水泥混凝土，其和混凝土会发生易溶水的物质，从而腐蚀混凝土，降低混凝土的强度，从而逐渐的使混凝土遭到破坏，产生裂缝[4]。

2.3 温度因素

水泥混凝土自身存在热胀冷缩的原理，因为水泥发生水化，并且还会出现一系列的发热化学反应，那么在混凝土硬化过程中会释放一定的热量，提高温度。通过相关研究资料表示，在一般温度下，混凝土的温度每提高1℃，那么每米就会膨胀0.01mm。此种温度导致混凝土发生变形的情况，对于大面积的混凝土是非常不利的。混凝土路面板内部的最高温度为60℃，从而使内部混凝土体积出现明显的膨胀。但是铺装版面混凝土在晚上温度就会逐渐的降低，湿水养护会使混凝土冷却收缩。内部的膨胀及外部的收缩就会出现一定的拉应力，如果外部混凝土受到的拉应力如果超过混凝土自身的极限值，那么桥面铺装面就会出现裂纹。通过近几年的现场观察表示，一般横向裂缝要比纵向裂缝多，板中裂缝要比板边裂缝多，裂缝的宽度不同，其都受到温度的影响。

2.4 桥面铺装厚度较低

预制T梁中桥面板直接加铺的方式具有特殊性，因为张力会导致T梁的中部起拱，并且预制T梁导致的顶部不平的问题也会使桥面不平，并且面板铺装的厚度不均，容易导致面板由于不同的厚薄程度使其强度不均匀，提高混凝土界面的摩擦力。所以桥面铺装过薄或者厚薄交接的地方都较为薄弱，在混凝土收缩过程中不能够承受其拉应力。受到外部环境因素的影响，自身的强度也会受到影响，面板混凝土的抗压能力不同会导致薄弱断面出现裂纹，从而贯彻到整个版块中，导致桥面铺装出现裂纹。

3 裂纹的防治措施

3.1 提高原材料的质量endprint

在水泥进场之后，要对水泥的强度及安定性等技术进行全面的复检，检查合格之后使其投入使用。矿渣、快硬、地热等水泥混凝土具有较高的收缩性，普通、矾土、火山灰等水泥混凝土具有较低的收缩性。并且水泥的单位体积使用量越大及水泥的标号越低，那么就表示混凝土具有较高的收缩性，并且收缩时间也较长。

骨料中的花岗岩、白云岩、石英及石灰岩等具有较小的吸水率，并且收缩率较低。角闪岩、板岩及砂岩等具有较大的吸水率，并且收缩率较高。

要想提高混凝土的收缩率，就要提高用水量及水灰比。

并且为了避免混凝土出现假凝的现象，要对混凝土拌合物的温度进行有效的控制。

为了避免混凝土出现化学反应，新出厂的水泥并不能够马上使用，因为此种水泥具有较高的温度，并且游离氧化钙并没有有效消解。使用非活性集料及低碱水泥，对混凝土振捣时间进行严格的控制，避免桥面砂浆过厚，导致出现收缩裂缝。

3.2 提高施工过程中的质量控制

手工捣固方式比机械振捣方式混凝土的收缩性大，振捣的时间要以不同机械性能决定，一般每次5-15s。如果振捣的时间较短，那么就会导致振捣不够密实，从而降低混凝土的强度。如果振捣的时间较长，就会导致混凝土分层，使粗骨料沉入到地层，细骨料处于上层，导致混凝土的强度不均匀，以此使上层产生裂缝。如果裂缝是由于温度导致的，那么可以添加钢筋构造，从而有效提高混凝土对抗裂缝的性能。提高振捣的重視，能够有效避免桥面铺装出现裂缝。

3.3 添加防裂材料

在水泥混凝土中添加引气缓凝保塑剂或者减水剂，能够有效降低混凝土早期温度的收缩及干裂；在水泥混凝土中添加适当的改性聚丙烯或者钢纤维，能够有效避免混凝土在硬化过程中由于环境因素导致的裂缝[5]。

3.4 施工前准备

为了避免水泥混凝土出现裂纹，可以在水泥混泥土施工之前对桥板顶面进行冲洗降温。如果施工环境为温差较大的季节或者温度较高的天气，那么在中午高温时候尽量不要施工，可以在下午或者夜间施工；在桥面铺设钢筋网之前，使用钢丝刷或者高压水进行刷洗，彻底清洗桥顶面；在进行浇筑桥面铺装混凝土之前，要使梁顶能够充分的湿润，从而井温，避免梁板因为过度的干裂，从而吸收混凝土水分，导致混凝土出现收缩裂缝。如果桥面铺装层施工过程中的温度和混凝土的温差较小，那么就会降低裂缝的产生，甚至还不会产生裂缝。

3.5 混凝土的养护

混凝土的合理养护能够有效促进其水化反应，提高水泥混凝土的强度。在水泥混凝土养护过程中，要保持较高的湿度、较低的温度、较长的养护时间，从而能够降低混凝土的收缩率。蒸汽养护比自然养护方式的水泥混凝土收缩率药效，但是蒸汽养护并不能够在现场施工过程中使用，所以在施工过程中对混凝土进行养护，要在混泥土上方覆盖塑料布，保持混凝土的潮湿，尤其是高温季节，要重视混凝土的养护。

在混凝土终凝之前，刮风天气或者干热添加会促进混凝土表面中水分的蒸发，从而提高混凝土表面的体积收缩，这个时候混凝土并没有一定的强度，从而使混啊凝土表面出现龟裂。在混凝土养护之后的裂缝一般是表面较浅的裂缝，其主要是因为养护方式不当。所以，在水泥混凝土养护过程中要重视混凝土铺装层的湿度，可以定时喷洒淡水或者覆盖土工布，从而保持混凝土表面的湿度。重视混凝土早期的养护，可以对混凝土进行长时间养护。如果在冬季施工过程中，要使混凝土保温的覆盖时间较长，必要的时候还可以涂刷养护剂。

3.6 预埋剪力筋

为了能够使铺装层和梁体紧密的结合，有效提高铺装层及桥面板的整体性，在梁体预制过程中设置预埋剪力筋。使用搭焊的方式连接梁体预埋及铺装层的钢筋，从而支撑铺装层钢筋，使铺装钢筋焊在上面，提高了钢筋的稳固性及正确性，避免在施工过程中由于人为因素导致钢筋的走位及变形。

4 结束语

在我国公路不断发展的过程中，要求公路桥梁混泥土桥面坚实并且平整，从而能够满足现代人们的行车需求。通过本文描述可以了解到，水泥混凝土桥面铺装是尤为复杂的过程，涉及到工程施工设计的多个方面。本文针对水泥混凝土桥面铺装裂缝的因素进行了分析，并且提出了相应的防治措施，以此能够满足工程施工的需求，符合现代交通运输的发展现状。

【参考文献】

[1]王凤彩.水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的原因及防治措施[J].交通世界，2010（5）：226-227.

[2]陶昌经，李建新.水泥混凝土桥面铺装裂缝产生的原因及防治措施[J].内蒙古公路与运输，2005（s1）.

[3]颜春水.混凝土桥面铺装裂缝成因及防治措施[J].公路交通科技：应用技术版， 2010（12）：103-105.

[4]郝洪海.水泥混凝土桥面铺装裂纹产生原因及防治措施[J].科技致富向导， 2014（14）：306-306.

[5]金小雷.桥面铺装混凝土裂缝的原因及预防措施[J].城市建设理论研究：电子版，2014（7）.

[责任编辑：张涛]endprint