桥面铺装裂缝分析及处理
2020-11-30张玉平
张玉平
(新疆一龙中达建设工程有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000)
桥面铺装又称车道铺装,其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面,保护主梁免受雨水侵蚀,并借以分散车轮的集中荷载。常用的桥面铺装有水泥混凝土和沥青混凝土两种铺装形式。桥面铺装很容易开裂,影响结构耐久性,本文结合具体过程,对裂缝修补进行专项研究。
1 问题描述
在某高速公路桥梁桥面铺装调查中发现,混凝土表面存在大量网状裂缝,具体情况如图 1 所示。
图 1 桥面铺装网状裂缝情况图
2 钻芯取样
为了验证裂缝深度,业主单位、监理单位和施工单位共同对桥面铺装进行了钻芯取样,共取得 7 个芯样,通过芯样测量发现,最大裂缝深度达到 5.8cm,最小裂缝深度为 2.1cm,平均裂缝深度达到 3.8cm,具体情况如图 2 所示。
图 2 桥面铺装芯样裂缝情况图
3 问题原因分析
(1)混凝土养护不及时
桥面混凝土表面积大、厚度小,由于冬季气温较低、空气干燥,混凝土浇筑完成以后,如果不及时进行覆盖保温,混凝土表面水分会迅速散失,影响其正常水化反应的进程,导致混凝土强度增长较慢。当夜间气温降低到 0℃ 以下后,混凝土水化反应停止,混凝土强度较低,当混凝土因干缩产生的表面拉力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土表面在最薄弱处将产生裂缝。混凝土一旦开裂,在冬季雨雪的作用下,强度很低的混凝土经过一个冬季的冻融循环以后,裂缝宽度和深度逐步扩大。
(2)混凝土二次收面过晚
由于混凝土二次收面过晚,混凝土已接近初凝,工人对混凝土进行抹压时,不能及时切断混凝土表面的毛细管,造成表面混凝土失水过快,由于表面混凝土失水,不能进行正常的水化反应,导致桥面铺装混凝土出现干缩裂缝。
4 桥面铺装裂缝影响分析
桥面铺装作为桥梁结构的重要组成部分,一方面起到分散汽车荷载、使主梁受力均匀的作用;另一方面可以防止桥面雨水下渗,提高桥梁的耐久性。
当桥面铺装混凝土出现大量裂缝时,一方面会影响桥面铺装混凝土的应力分散,容易造成局部应力集中;另一方面,由于桥面铺装混凝土有裂缝,当桥面铺装上部的雨水进入裂缝以后,雨水中的 SO42-和 Cl-将进入混凝土,会造成混凝土的腐蚀;另外,当雨水进入裂缝以后,在冻融循环的作用下,会使裂缝进一步扩大。一旦桥面铺装混凝土形成贯通裂缝,雨水就会渗到主梁顶面,在 SO4
2-和 Cl-离子的作用下,容易造成主梁顶板和铰缝混凝土腐蚀开裂和钢筋锈蚀,当主梁之间的铰缝混凝土完全开裂以后,会形成桥梁单板受力,严重影响桥梁的安全运营。
5 问题解决方案
针对以上问题,现提出如下解决方案:
(1)裂缝处理
1)除尘
首先清除桥面铺装表面的杂物,然后采用森林灭火器对桥面铺装混凝土进行除尘。除尘时采用倒退除尘的方式,除尘次数不应少于 2 次。除尘完成后的桥面不允许行人和行车,后期所有在桥面上施工的工作人员必须穿鞋套施工。
2)注胶
对裂缝深度大于 3.5mm,或裂缝宽度大于 1mm 的裂缝,首先要对裂缝进行压力注胶。施工单位应选择拉伸粘结性良好的结构胶。结构胶的具体操作步骤以施工单位所选产品的施工技术说明为准。待结构胶强度满足要求以后,去除注胶嘴,进入下一道工序。
3)保湿
对除尘干净的桥面采用喷雾器进行喷水湿润,一次喷洒量以不出现明水为宜。喷洒次数不应少于 3 次,每次喷洒的间隔时间为半小时。
4)涂刷
待桥面铺装充分湿润以后,将拌制好的聚合物水泥基防水涂料均匀地涂刷在桥面铺装混凝土表面,涂刷遍数不应少于 2 遍,2 遍涂刷方向应纵横相交,避免出现漏涂漏刷现象。涂刷施工不应在中午进行,避免由于空气温度过高、聚合物水泥基防水涂料失水过快而造成开裂。聚合物水泥基防水涂料涂刷的具体操作方法,以施工单位所选用的产品的施工技术说明为准。
5)养护
涂刷施工完成以后要立即进行苫盖养护,具体养护方式和养护时间以施工单位所选择的聚合物水泥基防水涂料施工技术说明为准。
(2)预防处理
混凝土浇筑施工完成以后,要及时进行二次收面。如果混凝土施工在冬季,收面完成以后要对混凝土及时进行覆盖保温;如果混凝土施工是在夏季,收面完成以后要对混凝土及时进行洒水养护。
为了提高桥面铺装混凝土的抗裂性能,可以在混凝土拌制时,在混凝土内掺入适量聚丙烯纤维。