謝光寧++許新權(quán)

摘要：針對(duì)某在建高速公路橋面的鋪裝情況以及出現(xiàn)的裂縫特征，對(duì)水泥混凝土橋面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)是低溫施工、養(yǎng)生措施不足、混凝土質(zhì)量及層局部厚度不足等問題導(dǎo)致了鋪裝層較早出現(xiàn)裂縫。在后續(xù)施工過程中采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，可以防治類似的橋面鋪裝病害再發(fā)生，提高了水泥混凝土橋面鋪裝的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；橋面裂縫；橋面鋪裝；低溫施工

中圖分類號(hào)：U445.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

引言

近年來，隨著高速公路建設(shè)速度的加快，中國(guó)公路總里程越來越長(zhǎng)。水泥混凝土路面因具有較高的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度及抗磨耗能力，以及承載力大、穩(wěn)定性好、夜間行車誘導(dǎo)視線清晰等優(yōu)點(diǎn)，在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，隨著水泥混凝土路面的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)的問題越來越多，部分高速公路未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命就發(fā)生了損壞，有的甚至運(yùn)營(yíng)2～3年就出現(xiàn)了嚴(yán)重的病害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此，防治水泥混凝土路面裂縫技術(shù)的研究成為業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。水泥混凝土路面的裂縫包括龜裂、斜向裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫和交叉裂縫等幾種形式。引起裂縫的原因包括外界因素、設(shè)計(jì)缺陷、施工問題及其他原因。本文結(jié)合實(shí)體工程，分析了裂縫產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 橋面鋪裝概況

某高速公路橋面采用滑模攤鋪和三輥軸攤鋪施工，具體概況如下。

（l）整體式橋梁水泥混凝土鋪裝總寬度為15.568m（含外側(cè)寬0.15m排水溝），橋面板厚度為15cm。采用GOMACO2800型攤鋪機(jī)施工，滑模攤鋪寬度為6～7.5m，剩余兩側(cè)最后采用三輥軸攤鋪成型，如圖l所示。

（2）分離式橋梁水泥混凝土鋪裝總寬度為15.818m（含外側(cè)寬0.15m排水溝），橋面板厚度為15cm。采用GOMACO2800型攤鋪機(jī)施工，滑模攤鋪寬度為6～7.5m，剩余兩側(cè)最后采用三輥軸攤鋪成型，如圖2所示。

2 橋面病害概況

2.1 橋面裂縫調(diào)查

在某新建高速公路的Al～A6橋上，水泥混凝土橋面在施工完不到三個(gè)月就出現(xiàn)了較多橫向裂縫和少量縱向裂縫（表1）。

2.2 橋面裂縫特征分析

從調(diào)查結(jié)果及掌握的情況來看，裂縫呈現(xiàn)如下幾個(gè)特征。

（l）橋面鋪裝層出現(xiàn)的裂縫主要集中在2014年1月20日～l月24日施工的路段。

（2）裂縫的主要型式是橫向微裂縫，裂縫貫通整個(gè)單次攤鋪板塊；個(gè)別位置存在較短的橫向微裂縫。

（3）橫向微裂縫的平均間距從3.3m到17m不等，從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的情況來看，局部路段的最小裂縫間距為1m左右。

（4）以Al高架橋?yàn)槔?，右幅開放交通，左幅未開放交通，右幅的裂縫寬度要比左幅的寬，即開放交通后，裂縫的寬度增大。

3 橋面鋪裝裂縫產(chǎn)生的原因

3.1 低溫施工且養(yǎng)護(hù)措施不足

出現(xiàn)裂縫路段的攤鋪時(shí)間主要集中在2014年1月20日～24日，施工時(shí)氣溫相對(duì)較低，大約為O℃～l6℃，晝夜溫差基本在15℃，夜間溫度為O℃左右，屬于低溫季節(jié)施工。

水泥橋面鋪裝施工后，仍采用噴灑養(yǎng)生劑和塑料薄膜的方式進(jìn)行養(yǎng)生，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。規(guī)范要求，低溫季節(jié)施工時(shí)拌和物中應(yīng)加入早強(qiáng)減水劑，并加強(qiáng)保溫、保濕，覆蓋養(yǎng)生，塑料薄膜上應(yīng)加蓋土工布、草簾等。

從該地區(qū)2014年1月和2月的氣溫走勢(shì)圖（圖3、4）可以看出，1月25日后氣溫迅速升高，到2月5日，晝夜溫度基本上在lO℃～27℃范圍內(nèi)，2月7日則開始急劇降溫，溫度下降到l℃～8℃。由上述情況分析得出，混凝土在施工養(yǎng)生期間經(jīng)歷了低溫、急劇升溫、急劇降溫的過程，加之混凝土的養(yǎng)生覆蓋保溫措施不足，混凝土在溫度急劇變化中產(chǎn)生溫縮、干縮裂縫。

3.2 混凝土質(zhì)量的影響

混凝土質(zhì)量對(duì)裂縫的產(chǎn)生有一定影響，這些影響主要包括以下幾方面。

（l）混凝土集料中雜質(zhì)的含量直接影響混凝土的質(zhì)量。石料中的有害雜質(zhì)如云母、有機(jī)質(zhì)及石料上的包裹層等會(huì)削弱水泥的膠結(jié)力，延緩水泥硬化，降低混凝土的強(qiáng)度。

（2）集料級(jí)配不穩(wěn)定。砂石料的級(jí)配差、砂過細(xì)都會(huì)導(dǎo)致集料間空隙過大，水泥砂漿集中，局部收縮加大，出現(xiàn)干縮性裂縫；砂石料含泥量過大會(huì)使混凝土的強(qiáng)度急劇降低，抗?jié)B性減弱，干燥時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（3）攪拌時(shí)間過短。攪拌時(shí)間低于規(guī)范要求，會(huì)使混合料攪拌不均勻，外加劑未能與水泥充分發(fā)生物理化學(xué)作用，造成塌落度偏?。粩嚢枵久つ考铀斐伤冶绕?，攤鋪現(xiàn)場(chǎng)易產(chǎn)生泌水，因而鋪筑的混凝土易產(chǎn)生裂縫。

（4）坍落度過大。水泥混凝土的坍落度越大，其收縮性越大，收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力也就越大，橋面就越容易產(chǎn)生收縮裂縫。

3.3 橋面鋪裝層局部厚度不足

預(yù)制T梁上直接加鋪橋面板的方式存在一定的特殊性，因張力造成T梁中部起拱及預(yù)制T梁造成的頂部不平順等問題使橋面不平整，加上面板鋪裝厚度不均勻，易造成面板因厚薄不同而強(qiáng)度不均勻、混凝土界面摩擦力增加、因新老混凝土變形不一致而存在層間搓動(dòng)等現(xiàn)象。因此，過薄處或厚薄交接處都將成為薄弱斷面，混凝土收縮時(shí)往往較難承受拉應(yīng)力。尤其是在外部環(huán)境影響自身強(qiáng)度增長(zhǎng)、T梁因外力自身擾動(dòng)幅度較大的情況下，面板混凝土抗壓能力不一致會(huì)造成薄弱斷面處開裂并逐漸貫通整個(gè)板塊，引起橋面鋪裝層產(chǎn)生裂縫。

3.4 梁面清理不徹底

在橋面鋪裝施工前，梁板頂部的浮漿、塵土、松散混凝土等清理不徹底，以及未鑿毛或鑿毛深度不夠等問題都嚴(yán)重影響橋面鋪裝層與梁頂面混凝土之間的結(jié)合力，破壞水泥混凝土層的整體性，在車輛荷載作用下橋面容易出現(xiàn)裂縫。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)不到位

橋面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量差、交通管制不嚴(yán)一直是路面施工的突出問題。施工時(shí)采用覆蓋塑料薄膜的養(yǎng)生方式很難做到在養(yǎng)生期內(nèi)保濕；同時(shí)，交通管制不嚴(yán)對(duì)水泥混凝土橋面的傷害也很大。養(yǎng)生期間，該路段交通干擾較多、較大：該段為分離式路基，只有右幅能夠通行，左幅未能接通，尤其是在2013年的“8.16尤特”臺(tái)風(fēng)后，地方路完全被毀，主線橋隧群右幅成為搶險(xiǎn)通道和應(yīng)急通道。為了確保搶險(xiǎn)通道的順暢以及主線的施工工期，形成橋隧群路段的大規(guī)模水泥混凝土施工條件，根據(jù)交驗(yàn)現(xiàn)狀、通行條件、工期要求，需接通該橋面及短路基通道，盡快開展該路段的橋面板鋪裝施工。從Al高架橋橋面鋪裝的裂縫調(diào)查可以看出，左幅內(nèi)側(cè)裂縫57條，右幅內(nèi)側(cè)裂縫50條；從裂縫的特征看，右幅的裂縫寬度要比左幅的稍寬，即開放交通后，裂縫的發(fā)展加快了。endprint

4 橋面裂縫處治措施

4.1 主要原因

通過對(duì)比分析，得出局部橋面鋪裝層產(chǎn)生大量橫向微裂縫的原因如下。

（l）低溫施工、混凝土養(yǎng)護(hù)措施不足是局部橋面鋪裝層產(chǎn)生大量橫向微裂縫的主要原因。

（2）原材料粉塵含量大、稱量偏差大、攪拌時(shí)間短、混凝土塌落度和水灰比不穩(wěn)定、現(xiàn)場(chǎng)灑水收面、橋面鋪裝層局部厚度不足、局部梁面雜物清除不徹底等問題是裂縫產(chǎn)生的次要原因。

（3）另外，水泥和外加劑的性能及化學(xué)成分對(duì)混凝土干縮、溫縮的性能有較大影響，建議對(duì)留樣水泥和外加劑的化學(xué)成分及性能指標(biāo)進(jìn)行外委檢測(cè)，進(jìn)一步查找裂縫的產(chǎn)生與水泥、外加劑的批次及質(zhì)量是否有關(guān)。

4.2 處治措施

通過調(diào)查總結(jié)，在后續(xù)施工過程中采取了如下處治措施。

（l）拌和物中添加早強(qiáng)減水劑，提高混凝土的早期強(qiáng)度。

（2）嚴(yán)格采用噴養(yǎng)生劑和覆蓋塑料薄膜、土工布保濕保溫的養(yǎng)生措施，在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)安排專人進(jìn)行巡查，在發(fā)現(xiàn)缺水、覆蓋破損的區(qū)域及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

（3）禁止使用不合格的原材料生產(chǎn)橋面混凝土，建議在水泥混凝土路面施工過程中派專人及時(shí)檢測(cè)原材料的含泥量、級(jí)配、含水量及新拌混凝土的塌落度等指標(biāo)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整集料的比例及用水量，保證新拌混凝土各組成材料的穩(wěn)定、準(zhǔn)確。

（4）低溫施工時(shí)，延長(zhǎng)混凝土的攪拌時(shí)間。建議攪拌時(shí)間控制在60～90s，并根據(jù)氣溫情況進(jìn)行調(diào)整，預(yù)防新拌混凝土發(fā)生攪拌不均勻的情況。

（5）針對(duì)攪拌樓配料計(jì)量偏差的現(xiàn)象，建議后續(xù)施工中每15d校驗(yàn)一次攪拌樓計(jì)量精確度，并打印每天（周、旬、月）對(duì)應(yīng)路面攤鋪樁號(hào)的混凝土配料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及計(jì)算偏差。

（6）水泥橋面鋪裝層施工過程中禁止或減少灑水收面，應(yīng)通過原材料質(zhì)量控制保證生產(chǎn)出的混凝土各組成材料準(zhǔn)確、塌落度穩(wěn)定，以提高滑模攤鋪橋面鋪裝層的質(zhì)量。

（7）對(duì)梁板頂面、濕接頭、濕接縫等處理不到位的地方，進(jìn)行二次鑿毛處理，在安裝鋼筋網(wǎng)片前清掃干凈。梁板頂面橋面鋪裝剪力筋按設(shè)計(jì)要求扶直或采用墊層供架梁車通行，防止剪力筋扭曲。安裝鋼筋網(wǎng)片時(shí)，鋼筋搭接長(zhǎng)度按照規(guī)范要求進(jìn)行點(diǎn)焊或綁扎（隔一綁一），安裝高度必須符合設(shè)計(jì)要求。為防止鋼筋網(wǎng)片剛度不夠而塌陷，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)墊塊，保證鋪裝層的最小厚度。為確保鋪裝橋面的平整度和密實(shí)度，要求使用振動(dòng)梁和手扶式抹光機(jī)等設(shè)備，有條件的可以使用三輥軸配手扶式抹光機(jī)施工。在鋪設(shè)混凝土布料后先用振搗棒振搗密實(shí)，再用振動(dòng)梁或三輥軸震動(dòng)行走，確保混凝土密實(shí)。為減少和防止橋面鋪裝混凝土裂縫的產(chǎn)生，澆注混凝土應(yīng)避開中午高溫時(shí)段。混凝土頂面須進(jìn)行二次收漿處理，頂面壓光后適時(shí)進(jìn)行刷毛，刷毛人員應(yīng)站在木質(zhì)搭板上操作，刷毛要求達(dá)到粗集料露頭的效果，并及時(shí)將刷掉的浮漿清除，不得使浮漿留在頂面。

5 結(jié)語

盡管引起水泥混凝土橋面裂縫的原因較多，但是經(jīng)過對(duì)水泥混凝土橋面裂縫問題的分析并采取相應(yīng)的控制措施后，該高速公路在后續(xù)施工時(shí)橋面未再發(fā)生類似的裂縫現(xiàn)象。在水泥混凝土橋面裂縫問題防治中，管理防治措施起到非常關(guān)鍵的作用，不但要注意高溫天氣下混凝土的養(yǎng)護(hù)，低溫天氣下更要采取有效的混凝土養(yǎng)護(hù)措施。另外，建立和完善質(zhì)量保證體系，規(guī)范工作行為，落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制，才能將水泥混凝土橋面建設(shè)中的不利因素降到最低，最大限度地提高施工質(zhì)量。endprint