伸缩缝在公路中的应用探讨

摘要：明确了伸缩缝的定义及其重要作用，介绍了公路行业里常用的伸缩缝类型，提出伸缩缝的施工要求，针对传统施工方法中存在的缺陷，提出改进措施。

关键词：伸缩缝；公路；应用

中图分类号： TE834文献标识码：A 文章编号：

1.引言

伸缩缝也称为温度缝，是指为适应材料胀缩变形对结构的影响而在结构中设置的间隙。伸缩缝是将基础以上的建筑构件如墙体、楼板、屋顶（木屋顶除外）等分成独立的部分，使建筑物沿长方向可做水平伸缩。事实上，伸缩缝不仅只应用到建筑物，在公路、桥梁以及其他构筑物等都有广泛的应用。

公路具有热胀冷缩的性质，由于一年四季气温的变化，路面会产生不同程度的膨胀和收缩，从而引起板的轴向变形。而在昼夜中，白天气温升高，路面温度比底部温度高，这种温差会形成路面中部隆起；夜间气温降低，路面温度较底部温度低，会使板的周边和角隅发生翘曲变形，这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板的自重、车的荷载等的约束，致使板内产生过大的应力，造成板的断裂或拱胀。

在裂缝发生后被分割的两块板体尚不致完全分离，倘若板体温度均匀下降引起收缩，则将使两块板体将被拉开从而失去荷载传递的作用。为了避免这些缺陷，必须设置伸缩缝，把路面分割成不同板块，以应对由于温差所产生的变形[1]。

2.公路行业常用的伸缩缝类型

按照伸缩缝所使用的材料品种来分，公路伸缩缝可以分为以下几种类型：

2.1 镀锌薄钢板伸缩缝

这是一种简易的伸缩缝，在中小跨径的装配式简支梁桥上，当路面桥梁的变形量在20～40mm时常采用。适用于缝宽2～3cm,用3mm厚的镀锌薄钢板弯制成U型,嵌入预留的槽内,并用铁钉固定在槽两侧的预埋木条上,U型缝内填塞沥青麻絮。施工简单,造价低廉。缺点是伸缩量小,镀锌薄钢板易锈蚀且不能直接承受车辆压力。

2.2 钢伸缩缝

由钢材制作，它能直接承受车辆荷载，并根据伸缩量的大小调整钢盖板的厚度。钢伸缩缝的结构比较复杂，只有在温差较大的地区或跨径较大时才采用。当路面跨径很大时，一方面要加厚钢板，另一方面需要采用梳形钢板伸缩缝。梳形钢板伸缩缝的伸缩量大,使用安全可靠,寿命长,造价相对较低。

2.3 橡胶伸缩缝

以橡胶带作为跨缝材料，这种伸缩缝的构造简单，使用方便，效果好。常用的橡胶伸缩缝又有以下几种：

1、空心条状橡胶伸缩缝

结构简单,能满足变形与防水的要求,是定型产品,价格低廉,但变形量较小,使用效果不理想,主要存在预压时不规则变形,使用时易脱空跳出或突出过多而容易损坏等缺点,目前已经面临淘汰了。

2、板式橡胶伸缩缝。

其装置平整美观,吸震性能好,汽车行驶平稳安全,施工安装工艺较为简单,更换维修方便,但由于伸缩体自身刚度不足,又缺乏有效的支承,容易产生上拱和下陷,从而引起破坏。

3、SG(BF)系列橡胶伸缩缝。

规格有40型,60型,80型,100型,120型,160型和200型,其构造主要由橡胶板和底钢齿板组成,伸缩量在200 mm以内,其装置主要克服了板式橡胶伸缩缝容易上拱和下陷而引起破坏的缺点 [2]。

2.4 无缝伸缩缝

无缝伸缩缝的构造原理都是由高弹性的高分子粘结料与2cm碎石充分拌和后填充于接缝内。这种伸缩缝装置看似无缝,但又适应一定的变形，在实际应用时效果良好。该伸缩缝的优点是行车平顺,无跳车反应,防水性能好,造价低。但由于只能适用于变形量小于等于5cm的小变形伸缩缝,其构造和使用性能尚存在一些不如人意之处,故尚未得到普及。

3. 伸缩缝的施工要求

3.1 基本要求

伸缩缝是工程施工中的薄弱环节，也是重要环节。当设计、施工和养护管理等任何一个环节稍有缺陷和不足，就会造成伸缩装置的破坏，进而影响行车安全和舒适性。

因此，对伸缩装置的总体基本要求是：具有良好的整体性、高刚度和耐久性；能适应温度变化、混凝土收缩徐变引起的伸缩；能适应由于挠度变化引起的变位；行驶性能良好的构造；构造简单，施工、维护容易；具有良好的排水性和防水性[3]。

3.2 构造要求

对于伸缩缝的构造要求是：伸缩缝在平行、垂直于轴线的两个方向，均能自由伸缩，牢固可靠，车辆行驶过时应平顺、无突跳与噪声；要能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；安装、检查、养护、消除污物都要简易方便。

4 伸缩缝施工技术要点

无论是水泥混凝土还是沥青混凝土路面，其施工工序可参考如下：预留槽口放样切割伸缩缝预留槽调整伸缩缝预埋钢筋清除槽口杂物安放伸缩装置检查标高锁定绑扎钢筋支模检查浇筑混凝土。

公路伸缩缝的设置间距应该根据施工温度以及混凝土集料的性能，并结合当地经验确定。邻近桥梁或其他固定结构物处，与沥青路面相接处，隧道口，小半径曲线和凹形竖曲线纵坡变换处，与水泥混凝土路面的相交处，以及路面板厚度变化处，均可考虑设置伸缩缝。对于隧道内的路面受温差影响较小，可以不设置伸缩缝，但在隧道洞口附近应予设置 [4]。

设置伸缩缝时，在板厚中央处设置滑动传力杆，以提供传荷能力。传力杆的一端端头加一金属套，内留空隙（填弹性材料），使板伸长时传力杆能位移。

伸缩缝的填缝材料应该采用能适应混凝土板的膨胀收缩和耐久性良好的材料，如油浸或沥青浸制的杉木板、木丝板或甘蔗板、沥青纤维板、泡沫橡胶板或泡沫树脂版等。

在继承传统的伸缩缝施工办法的同时，也可以对其进行改进应用。例如，混凝土路面伸缩缝的一般处理方法是,在分隔缝处加一道浸油的木丝板,上面再嵌入沥青油膏。这样的作法存在一定的缺陷：由于该处的混凝土路面突然断开,造成该路面的受力不均匀,待使用一段时间后,伸缩缝处的路面容易折断或混凝土掉角,使路面从伸缩缝处逐渐损坏,从而影响整个混凝土路面的使用寿命。

针对这个问题，可以采用以下办法解决：

1.在混凝土路面伸缩缝处,每间隔一定距离放置一根钢筋，其一端用铁皮套筒套住，铁皮套筒应分左右放置在伸缩缝的两侧，高度位于混凝土路面的中间，然后再浇筑混凝土。这样既不影响混凝土的伸缩性，又能使混凝土路面受力均匀。

2．在伸缩缝处的混凝土断面上端，平行断面方向放置两道钢筋，垂直向放置一道钢筋，两端带弯钩，同样在路两边也应配置钢筋。另外，在伸缩缝的大角上部，加若干根伞形分布筋，防止边角的损坏。

3．伸缩缝处嵌入浸油木丝板和沥青油膏，防止地基进水。

另外，人们通常在基层夯实找平后，根据混凝土地坪的厚度固定伸缩缝分格模板，然后浇筑混凝土，等混凝土达到一定的强度之后，再取出分格模板，最后在缝内浇灌热沥青。这样做，由于施工机械和施工人员的往来，造成分格模板的变形和位移，出现伸缩缝不直，缝口两侧不平以及出现锯齿状等现象，影响路面的质量和外观。

对此，可以在混凝土路面施工时不留施工缝，一次性浇筑混凝土抹平压光，等到混凝土达到一定强度后，在地坪上按照设计要求弹出伸缩缝的位置线，然后用混凝土路面切缝机顺线切出伸缩缝，最后在缝内嵌填建筑油膏。这样不但可以使伸缩缝平直美观，高低一致，而且没有锯齿状，节约人工和木材。

参考文献：

[1] 曹俊,王瑞,张雪韬. 包头黄河公路大桥伸缩缝破坏原因分析与维修对策[J]. 内蒙古公路与运输, 2000年第3期.

[2] 卫东明. 对水泥砼路面伸缩缝传力效率的探讨[J]. 中国市政工程, 2001年12月.

[3]陈启兵. 浅议公路桥梁伸缩缝施工技术[J]. 建筑工程，2010.

[4] 苏志忠. 道路与桥梁工程概论.北京：人民交通出版社，2009