桥面水泥混凝土铺装层裂缝原因分析

摘要: 结合某高速公路桥面水泥混凝土铺装层实体产生的裂缝问题，阐明桥面铺装砼的设计、施工、养护等工艺的技术要点和注意事项, 可为同类工程提供参考。

关键词：桥面铺装 ，裂缝， 原因， 措施

Abstract: combined with a highway bridge deck cement concrete pavement entity produce crack, it will expound the concrete bridge deck pavement design, construction and maintenance of process technology and point for attention for the similar projects.

Keywords: bridge deck pavement, cracks, reason, measures

中图分类号：U416.216文献标识码：A文章编号：

1、引言

随着高速公路的发展，新建桥梁越来越多，特别是连续梁型梁桥，在各类立交桥中所占的比例越来越大。但在各种因素的影响下，桥面裂缝比较普遍，铺装层破坏也明显过早，而且高速公路桥面多以水泥混凝土+沥青混凝土路面为主，水泥混凝土铺装层的裂缝对上面的沥青混凝土路面的质量也产生很大的影响。桥面铺装常见病害主要是不规则网状裂缝，或较长且比较规则的纵、横裂缝或裂纹，也有的是局部碎裂等病害。其中水泥混凝土桥面铺装裂缝问题是一个关键，已成为一个非常复杂的问题，在全国范围内普遍存在，造成返工的也很多，到底是什么原因造成这么普遍的问题呢？桥面裂缝的发展和铺装层的破坏，应引起我们足够注意，应尽早进行处理，在施工过程中严格控制施工程序, 以保证桥梁的使用寿命。

某桥面水泥混凝土铺装裂缝照片

2、对桥面铺装层裂缝分析原因

到底是什么原因造成这么普遍的问题呢？结合本人所在工程的经验分析原因及处治方法注意事项如下：

2.1、设计原因

在现有的桥涵设计规范中，未见对桥面铺装设计有明确的要求，设计人员在设计计算时，有的将防水混凝土层作为二期恒载参与计算，有的将它作为结构的一部分参与计算，无论采用怎样的计算模式，防水混凝土铺装层的施工是在桥面板的施工完成后进行，两次浇筑的混凝土粘结不充分，与上部结构一起参与计算不尽合理。而且钢筋网设计于铺装层的底部，未能充分发挥钢筋的抗裂作用。桥面排水不畅，特别是部分桥梁的泄水管管口标高设置高于防水混凝土顶层标高，致使沥青混凝土桥面铺装的渗水无法排出，积水导致靠近防撞护栏附近的沥青混凝土铺装层的破坏，特别是冻胀作用，对沥青混凝土铺装层的破坏特别严重。

2.2、施工原因

2.2.1混凝土振捣不密实

桥面水泥混凝土铺装层一般10cm左右，因为厚度小，所以在振捣时尽可能使用振捣梁进行振捣，确保混凝土的密实，不应单独使用插入式振捣器进行。

桥面铺装大面积混凝土浇筑时，钢筋骨架之间的间距比较密，而且混凝土从过去的干硬性，低动性，现场搅拌，转向集中搅拌，大流动性，泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，施工中由于振捣不密实，出现了空洞、蜂窝等现象，导致混凝土的成型后出现裂缝及抗拉压强度降低。

2.2.2桥面铺装层与梁板表面混凝土未粘接好

在桥面铺装层施工前没有将梁板表面的松散砂石粒、泥污等冲洗干净,梁板表面没有凿毛或者凿毛的密度不够，这些都大大降低了桥面铺装层与主梁表面之间的粘接力，破坏了混凝土的整体性，车轮的冲击和荷载的作用很容易使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。

在有防水混凝土的桥面铺装层中，一般钢筋网未能与行车道板整体受力，且在施工中若对行车道板表面处理不洁，使行车道板与铺装层粘结不牢，在冲击荷载的作用下，极易形成裂缝。还有在钢筋网铺设完毕后,任何人员不应在上行走。

2.2.3养护及拆模不当

桥面铺装施工时初期养生不够，使混凝土发生急剧干缩，也会导致桥面铺装层裂缝的发生。

混凝土构件在施工过程中，若对拆除支架施工工序不对，使混凝土构件产生瞬时动荷载，而这种瞬时动荷载会对结构产生巨大的冲击作用，也会产生裂缝。而此时产生的裂缝一旦发展成永久裂缝，在桥面通车后，随着动荷载的作用，也会使桥面铺装层过早的破坏。

2.2.4、施工缝处理不当

桥面铺装时应力求少设施工缝。当桥面不宽时，以全幅一次浇筑为好；桥面较宽时候，也可以分幅浇筑。但不少施工队伍在进行桥面铺装时随意设置施工缝，且对施工缝的处理也不当（如不按规定凿毛等），在浇筑混凝土过程中，出现间歇时间过长（一般不宜超过1h），又没有按规定设置施工缝。这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。

2.3、温度收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。

自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。

炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

2.4、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因是截面尺寸偏小。这些都是引起铺装层裂缝的原因因素。

3、采取防范措施切实减少桥面铺装层裂缝

3.1、严格按施工指导意见的要求施工

一般项目开工后，都会编制施工指导意见，施工指导意见应对原材料、施工条件、混凝土的拌和、振捣、养护作严格规定，施工单位要严格按施工指导意见的要求执行。

3.2、设置定位钢筋及保证钢筋保护层的厚度

桥面铺装层的钢筋网过去常用混凝土垫块定位，垫块容易走位而失去定位作用。采用钢筋段支撑定位则克服了这一缺点。定位钢筋采用＜10或者＜12的钢筋，长度约6—12cm，双向间距约75cm。定位钢筋一端与钢筋网焊接，另一端支撑于梁面上，对钢筋网实行多点支撑。同时，施工中应避免人和机具在钢筋网上碾压，防止钢筋网出现大的变形，对于封闭行人很困难的桥梁，应采取半幅施工的方法，避免行人在已帮扎好的钢筋网上面通行。

3.3、确保养护期

混凝土的干缩裂缝属于早期裂缝，它的产生在很大程度上是由于养护不当造成的。其中，温度与湿度对养护的影响最大。因此应注意施工期间的养护，高温条件下施工，要注意不但保持一定的湿度而且要避免由于阳光直接照射使桥面温度太高，造成混凝土迅速膨胀出现开裂。主要预防措施：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。

4、结束语

桥面铺装层虽然在桥梁中所占的体积并不大，但它对交通的影响是非常大的，如果出现裂缝或起皮，对上面的沥青混凝土路面的寿命产生很大的影响，针对钢筋混凝土桥面铺装产生早期裂缝病害的原因在设计和施工阶段采取相应措施，在一定程度上是可以延长桥面铺装层的使用寿命。交工后的营运阶段的养护费用也会大幅的减少，所以加强在施工阶段的控制意义深远。总之，要减少，控制桥面铺装层中的裂缝，首先应从设计入手，然后抓好每一施工程序的施工质量，并对混凝土的材料、周围环境多做一些研究和实验，把裂缝的危害降低到最低程度。

参考文献：

[1] 公路桥涵施工技术规范。JTG/T F50-2011

[2] 公路桥涵设计通用规范。JTG D60-2004

[3] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。JTG D62-2004

[4] 江苏省高速公路桥面水泥混凝土铺装层施工指导意见。苏高技（2007）117号