某大桥桥面铺装裂纹的成因及预防措施分析

摘 要 本文就内蒙古某大桥桥面铺装裂纹产生的原因进行了调查分析，针对该大桥桥面铺装裂纹不同的病害种类和损坏程度处治，介绍了采取的几种防治措施，为工程实践中类似问题的解决提供了方法。

关键词 高速公路；桥面；铺装裂纹；产生原因；控制措施

中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）122-0188-02

1 工程概况

内蒙古某大桥位于重庆市涪陵区龙桥镇，桥位区属构造剥削丘陵地貌，总体地形东西两侧桥台高，中间桥墩部位为丘陵间冲沟挖地，冲沟在桥位区呈近南西至东北走向；两侧桥台部位地形较陡，左边桥台位于斜坡中部，上缓下陡，右边桥台位于斜坡中下部；中间桥墩位于冲沟内。桥位区岩层强度较高，分布稳定，厚度大，岩体相对较完整。桥址区无不良地质现象。本桥上部结构采用7*30预应力混凝土连续T型梁，全桥共二联，先简支后结构连续；下部墩台采用双柱墩、桥台采用U型台配扩大基础或桩基础。桥面现浇（水泥混凝土桥面铺装）采用10cm厚C50混凝土。钢筋采用φ8绑扎钢筋网片。

2 水泥混凝土桥面铺装裂纹产生的原因

该大桥第一联桥面铺装设计C50砼106m3，施工时间为6月份，由于夏季天气气温较高，安排在早晨6点～10点施工。砼采用天泵泵送、人工摊铺、插入式振捣棒配合滚轴式振捣梁振捣，混凝土浇筑完成后进行了收面、拉毛、土工布洒水覆盖养护。施工技术人员当天下午发现第一联桥面铺装局部位置出现不规则的纵横向细小裂纹。随后项目管理及技术人员对产生裂纹的原因进行了分析。根据水泥混凝土桥面铺装裂纹的潜在成因及外部条件的影响，可将裂纹分为四种，分别是：沉降裂纹、干缩裂纹、温度裂纹、施工裂纹。

2.1水泥混凝土桥面铺装沉降裂纹产生的原因

砼浇筑后，水泥和骨料自然下沉，同时引起泌水，在沉降过程中发生的裂纹。产生沉降裂纹主要原因是砼浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降，使该处砼产生拉应力和剪应力时，该处就会产生沉降裂纹。裂纹一般均在浇筑后1h～3h产生，属硬化前裂纹。

沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的。但沉降有一定限度，随着各粒子间的相互接触，水泥浆的逐步凝结，将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比。即单位用水量愈大，泌水率愈大，沉降量也愈大。

2.2水泥混凝土桥面铺装干缩裂纹产生的原因

水泥砼浇筑后，在硬化的过程中，由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小，加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩，随着砼体积收缩产生拉应力，当拉应力大于当时砼的抗拉强度，而产生干缩裂纹。裂纹的主要特征：表面开裂，纵横交错，没有规律；缝宽和长度都很小，与发丝相似，不注意时较难发现。

夏家湾大桥水泥混凝土桥面铺装施工时间是在夏季，重庆属于亚热带季风性湿润气候，夏季高温多雨。在夏季施工，往往由于养护不及时，造成混凝土表面水分蒸发速度过快，超过了泌水速度，产生干缩裂纹。对于塑性混凝土来说，从凝结到硬化结束，是混凝土快速失去塑性的过程。此时，如果砂率过大，石料含泥量过多，或是采用干缩量较大的水泥，都会造成混凝土过量收缩产生裂纹。施工中，水泥标号越高，收缩越大；矿渣水泥的收缩大于普通水泥；级配骨料粒径越小，收缩越大。

实践证明：水泥标号越高，收缩越大；矿渣水泥比普通水泥收缩大；级配骨料粒径越小，收缩愈大；生产干缩裂纹危害的机会就越大。

2.3水泥混凝土桥面铺装温度裂纹产生的原因

水泥混凝土在硬化的过程中释放大量热能，使温度上升。温度的上升造成混凝土的膨胀，这种温度变形，对大面积混凝土板块，极为不利。混凝土路面板的内部温度增高有时可达到40℃～60℃，使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而铺装板面混凝土随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩，互相制约，产生很大拉应力，而外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时，桥面铺装就会产生裂纹。夏家湾大桥水泥混凝土桥面铺装主要是在夏季进行的，其重庆夏季气温是非常高，高达四十多度，因此，夏家湾大桥在桥面铺装施工过程中容易产生裂纹。经现场观察温度裂纹的结果是：横向裂纹多于纵向裂纹，板中裂纹多于板边裂纹，缝宽大小不一，受温度影响大。

2.4水泥混凝土桥面铺装施工裂纹产生的原因

施工裂纹主要是指由施工因素产生的裂纹。

1）混凝土振捣不够，边部拆模过早，因而引起砼表面和边部开裂；

2）桥面铺装混凝土强度和养生期没有达到，过早通行，产生震动裂纹。

3 水泥混凝土桥面铺装产生裂纹的防治

3.1水泥混凝土桥面铺装沉降裂纹的防治

为防止和减少沉降裂纹，应从以下三方面着手：

1）在保证混凝土和易性的条件下，降低混凝土的单位用水量，使用干硬性混凝土；

2）选择在沉降结束以前快速硬化，而又不失去粘结力的水泥和外加剂；

3）施工振捣密实，消除因泌水产生的水膜而减少混凝土沉降。

3.2水泥混凝土桥面铺装干缩裂纹的防治

为防止干缩裂纹产生，首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下三方面入手：

根据重庆市夏季气候条件，选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等，从减少干缩率，来防止干缩裂纹；

严格施工管理，防止水分过量蒸发，浇筑后，及时采用凉棚或其它遮盖物，将混凝土覆盖起来，避免风吹干燥，日光直接照射，进入养护期后，注意养生；

3）不同外加剂及剂量对混凝土干缩率有一定影响。因此，掺配外加剂前应对干缩率作试验后，再确定是否掺配和掺配量。

3.3水泥混凝土桥面铺装温度裂纹的防治

对于温度裂纹，应该树立以防为主的思想。根据自身相关经验，总结出水泥混凝土桥面铺装温度裂纹的防治主要有以下几种：

1）混凝土单位骨料用量愈大，其热膨胀系数愈小。水泥浆含量愈多，则混凝土膨胀系数愈大。因此，合理选择级配，采用水化热较低水泥，减少水泥及用水量，降低混凝土膨胀值，是防止温度裂纹的主要途径；

2）施工管理中，应注意人工降温措施，对表面混凝土采取保温保湿防护措施，减少温度变形。

3.4水泥混凝土桥面铺装施工裂纹的防治

对防止施工裂纹的产生，并非一个纯技术问题，在很大程度上是施工管理问题。只要严格加强施工质量，正确执行施工技术操作规程，因施工因素产生的裂纹是可以防止和避免的。

水泥砼桥面铺装早期裂纹的产生，其内因与外部条件，非常复杂。既有单一因素，也有综合因素。因此我们对某一种裂纹的产生，也不应看到孤立，应综合进行分析研究，以确保水泥砼桥面铺装的工程质量，减少早期裂纹所造成的损失。

4 结论

经过对夏家湾第一联桥面铺装出现裂纹的原因分析及对可能产生的原因采取相应控制措施后，项目部对第二联桥面铺装进行了施工，经层层严格控制，夏加湾桥面铺装未再产生裂纹，综上可知，要提高水泥混凝土桥面铺装的质量，就需要着重应控制水泥混凝土桥面铺装裂纹的产生，做到规范操作，规范施工，同时还应根据当时当地的具体情况，综合气候、环境等各方面的因素，制定出切实可行的防治措施，以良好的工程质量确保行车的安全性和舒适性。

参考文献

[1]李云青，徐建铭. 桥面铺装病害主要类型、原因及防治措施[J].浙江交通职业技术学院学报，2008（1）.

[2]段振民.水泥混凝土桥面铺装的病害成因及防治措施[J].交通世界（建养.机械），2011（5）.