桥面铺装混凝土塑性收缩裂缝控制工艺研究

熊 超 ，刘 帅 ，崔金浩

（1.青岛路桥建设集团有限公司，山东青岛 266033；2.山东省交通科学研究院，山东济南 250101；3.山东省混凝土材料与桥梁结构工程技术研究中心，山东济南 250101）

0 引言

随着交通基础建设的快速发展、“交通强国”战略的提出，对建公路工程的品质要求也越来越高。长期以来，在公路桥梁建设中桥面铺装混凝土的开裂问题经常发生。桥面铺装混凝土常常因为坍落度偏大，振捣及抹面工艺不合理或抹面时机不合适，保湿养护不及时等问题，而造成其很早的龄期（塑性阶段）就发生开裂。这类裂缝通常不规则且深度较深，甚至可穿透至钢筋层，导致混凝土失去对钢筋的保护作用，形成外界水分、有害离子侵蚀钢筋的通道。对于桥梁结构来说，目前设计使用年限为100年，减少混凝土结构物早期裂缝，避免钢筋过早生锈，提高其耐久性是保证结构能够达到使用年限的基本前提。本文通过对混凝土塑性收缩裂缝成因分析，提出合理的防治措施建议，有效减少桥面铺装混凝土在早期产生的塑性收缩裂缝，提高桥梁混凝土结构的耐久性。

1 塑性收缩裂缝成因分析

混凝土在浇筑后且未硬化前，即处于可塑性阶段时产生的裂缝叫做塑性收缩裂缝。其发生的时间很早，通常在混凝土浇筑后1—2h 就可发生。有的学者将塑性裂缝分为“塑性沉降裂缝”和“塑性收缩裂缝”，但“塑性沉降”也是“塑性收缩”的一种形式，两者通常会同时发生，没有明显差异。具体的讲，塑性沉降裂缝是由于混凝土不同深度处的沉降差异造成的，由剪切应力而产生；塑性收缩裂缝是由于混凝土内部的拉应力而产生。

混凝土塑性收缩裂缝的产生与其表面水分的蒸发速率密切相关。新拌混凝土在浇筑时，水泥浆中的水分会不断的迁移到混凝土表面蒸发；内部孔隙因失水产生的毛细管压力造成水泥浆体的收缩，从而引起混凝土的体积发生变化；当混凝土变形时产生的拉应力超过其自身的抗拉强度时便发生开裂。因此，混凝土表面水分蒸发速率的快慢决定其塑性收缩裂缝是否产生。混凝土表面受风速、环境温湿度等因素影响，其表面水分的蒸发速率不同。有效降低混凝土表面失水速率，也就达到控制混凝土塑性收缩裂缝的目的。现场实际施工过程中，往往由于混凝土坍落度偏大导致其收缩较大；振捣、抹面、覆盖养护等工序衔接不当，造成混凝土失水过快而形成裂缝。因此，需要在对混凝土塑性收缩裂缝成因分析的基础上，采取有针对性的措施来避免裂缝的发生。

2 塑性收缩裂缝控制工艺

通过在桥面铺装混凝土中掺入纤维，借助纤维抗拉、变形能力强的特点，延长工人可以抹面的时间；在混凝土浇筑完成后，采用激光整平机进行顶面整平，有效提高施工作业效率，为后续的抹面等工序节省时间；在混凝土顶面整平后，采用大跨度可移动桁架平台进行两次搓面、两次覆盖薄膜养护，避免塑性收缩裂缝的产生。为控制塑性裂缝的发展，施工过程必须环环相扣，紧密衔接。

2.1 混凝土浇筑

桥梁铺装混凝土要严格按工地实验室报批验证的混凝土施工配合比进行配制，且内掺入一定量的纤维。当混凝土拌和物达到浇筑现场后，施工人员要进行混凝土坍落度和匀质性测试。混凝土浇筑时应保证连续，且混凝土具有较好的流动性，混凝土坍落度不宜超过160mm（能够顺利卸车）。采用低速绞龙水平方向布料，为了避免布料过程中混凝土发生离析，绞龙叶片的最低处位于铺装顶高程以上10～20mm，留有一定的富裕量。在绞龙布料后，采用低速旋辊对混凝土实施低频振捣，边角部分采用振捣棒振捣，在保证混凝土振捣密实的条件下，应采用最小的振捣功，减少混凝土的离析。

2.2 激光整平机进行顶面整平

首先确认作业面标高并安装激光发射器，浇注混凝土后人工按标高高度将混凝土大致铺平；然后采用激光整平机沿着同一方向对铺好的混凝土进行整平，如图1 所示；局部凹凸不平的位置可采用刮尺进行手工整平，表面多余的浆体也应及时清理。

图1 激光整平机顶面整平

2.3 及时搓面并覆盖保湿

当混凝土表面没有明显泌水时，采用大跨度可移动桁架平台并用木搓板或厚的塑料搓板进行第一次抹面，沿行车方向保证整个断面无死角，如图2 所示。在抹面期间可适度喷雾，严禁随意洒水，抹面后立即进行薄膜覆盖并保水保湿。

图2 大跨度可移动桁架平台人工抹面

根据施工环境温湿度、风速以及混凝土的表面状态，适时进行二次抹面。抹面结束后，进行顶面拉毛，并在表面洒水，覆盖塑料薄膜，如图3 所示；在塑料薄膜的顶面覆盖土工布，用钢筋将土工布交界处压实防止被风吹起，并在土工布上洒水，持续养护5—7d。

图3 覆盖薄膜、土工布保湿养护

3 结语

桥面铺装混凝土作为一种大面积薄层结构，由于其自身结构形式和混凝土特点，很容易产生塑性收缩裂缝。裂缝的产生将一方面不能保证结构的整体性，另一方面运营期可能发生的桥面渗水会导致钢筋锈蚀、混凝土开裂，严重影响桥梁结构的耐久性。通过对桥面铺装混凝土塑性收缩裂缝成因分析，并提出针对性的施工控制工艺措施，减少混凝土开裂风险，对公路桥梁建造质量提升具有重要意义。