对混凝土桥面开裂处治及成因的探讨

李智勇

摘要：随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装损坏较为重要，维修周期越来越短，甚至出现通车不久或未通车即出现开裂、破碎、露骨等现象，这不仅妨碍交通安全，影响了桥面的美观性，同时给维修工作带来了很大因难。

关键词：混凝土桥面开裂；桥面板；主梁混凝土

中图分类号：U416文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）06-0172-02

桥面铺装是车轮直接作用的部分，桥面铺装的作用在于防止车轮轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆车轮的集中荷载起到分布作用。桥面铺装要求有一定的强度，并且要求满足抗裂、抗冲击、耐磨性等各项要求。当然，考虑到分缝处板块角易产生斜裂，故桥面铺装要具有一定的抗弯曲能力。下面对水泥混凝土桥面铺装过早开裂的因素，我认为主要是设计考虑不周，施工不当及外界影响等方面的原因。现简要分析如下：

一、混凝土桥面过早开裂的原因分析

1．桥面板刚度不够。为了减轻恒载，试图用增加钢筋用量或采用高强度钢筋来减轻桥面板的厚度（如某些顶板偏薄的箱梁结构）。这种桥面板由于刚度不够，在重荷载的作用下引起较大的形变，且车辆的不断冲击震动，容易使桥面板出现裂缝，且发展较快。

2．负弯矩的影响。对于连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构，由于荷载的作用产生负弯矩或拉力，使桥面铺装层受到拉力的作用产生裂缝，造成桥面铺装的损坏。

3．桥面铺装层与主梁混凝土粘结不够。在桥面铺装前没有将梁表面的松散砂石粒、泥污等清洗干净，没有在梁表面凿毛或凿毛的深度和密度不够，大大的降低了桥面铺装层与梁面之间的粘聚力，破坏了混凝土的整体性，通车后车轮的剧烈冲击和荷载的作用使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。

4．桥面铺装层厚度过薄。由于施工因素造成梁表面高出设计标高，或调整桥面纵横坡等原因，造成桥面铺装局部过薄（一般不宜小于8cm），削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力，这也是桥面早期破坏的原因之一。

5．桥面铺装层内的钢筋网走位。钢筋网在进行绑扎和浇筑混凝土时，受到施工人员、运输机具碾踏和混凝土拌和物的自重压力，导致其紧贴梁面的走位现象，削弱了钢筋网的分布筋作用承受荷载的能力，尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，容易因此而出现桥面裂缝等损坏现象。

6．混凝土的干缩作用。目前，桥面铺装多采用泵送混凝土工艺，为满足泵送混凝土较大坍落度的要求，除掺外加剂外，还常用大量水泥用量和适当加大水灰比的方法，这两者都是影响混凝土干缩并成正比关系的主要因素。水泥用量大时，水化热大，引起行车道板和桥面铺装的混差而产生变形约束。曲于混凝土硬化初期的抗拉强度小，如果干缩和冷缩产生的拉应力超过其抗拉强度，则导致混凝土内部及表面产生裂缝。目前普遍存在着忽视混凝土养护现象，这更有利于温度和干缩裂缝的发育，造成桥面的过早损坏。

7．过早通车。有些建设单位为了尽早完成合同或“献礼”工程所需，在桥面铺装完成几天后即开放通车，造成桥面的强度不高，形变未稳定的情况下过早承受外来荷载的作用，造成桥面过早损坏。

8．混凝土质量的影响。混凝土的施工质量直接影响桥面铺装的使用寿命。原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌和物和易性差及施工时漏震、模板漏浆等造成混凝土出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷，这些缺陷破坏了铺装层的整体性，降低了铺装层抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力。

9．施工缝处理不当。桥面铺装应力求少设施工缝。作业的浇筑长度应以施工缝设在墩台顶位置来定，当桥面不宽时，以分隔带位分界面。但不少单位在进行桥面铺装时任意设置施工缝，且对施工缝的处理不当（如不按规范凿毛等），在浇筑混凝土，出现间歇时间太长时（一般不宜超过1.0小时），没有按规定设置施工缝。这些严重地影响混凝土的连续性和整体性。

10．荷载过大及冲击影响。高密度、重交通及超载的车辆增加，加重了桥面铺装层的负荷，并且在路面不平整或伸缩缝等有高差的地方，易遭到大型化的轮载带来的冲击破坏。混凝土桥面铺装的损坏一般是上述某几种因素综合作用下产生的，因此找原因时，要从各个方面进行综合分析。

二、混凝土桥面开裂及损坏后的处治方法

1．裂缝凿槽嵌补法。凿槽嵌补主要针对混凝土裂缝。沿混凝土裂缝凿一条深糟，槽行多用V型槽，槽两边混凝土面必须修理平整，槽内清洗干净，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如环氧砂浆、沥青等化学补强剂。由于混凝土桥面铺装层局部出现了破碎、脱落或坑洞等病害，先对缺陷表面凿毛，并对破损的松散物凿除，凿毛应尽量深一些，使骨料外露，再用水泥混凝土或沥青混凝土修补。用水泥混凝土修补前，应先将修补处润湿，再涂刷同标号的水泥砂浆（或其他粘结材料），以加强新旧混凝土间的粘结性。用沥青混凝土修补时较水泥混凝土易，施工期间对交通影响小，但路面改变了原有结构，局部修补时有失美观。

2．钢筋网混凝土补强加固法。桥面铺装若已损坏，可采用全部凿除，重做铺装层的方法，常用钢筋混凝土浇筑修补。修补前，先将旧桥面铺装层凿去，并将桥面板凿低数厘米（结合面要求凿成齿形），然后焊接或埋设钢筋网，浇筑混凝土后，养护至标准强度。

3．混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法。混凝土粘结剂可根据不同的要求拌制成净浆（主要为矿粉）、砂浆及混凝土几种形式，可视破损情况采用表面封涂修补或浇筑涂层修补法，对于小面积破损可用前者，如用水比克涂料；对于破损面大且深的可用后者。粘结剂修补的操作步骤可分为表面处理、支立模板（封涂法不需用）、胶粘剂拌制和备料、缺陷封嵌或灌筑及湿胎养护等过程。修补时，应注意避免荷载或重力震动的干扰、避免雨水冲淋。并且，应注意由低向高，由内向外添抹，并保证在封涂缺陷周围又2cm粘附面，封涂层厚度以不小于2.5cm为宜。

用环氧树脂材料修补破损路面，对缺陷部位的处理是很严格的，要求无水湿、无油渍、无灰尘及污物、无软弱带，并对混凝土加以凿毛。修补前，先按照需求量及配比要求配置环氧树脂水泥砂浆或混凝土，由于环氧树脂一旦加入固化剂后凝固较快，容易出现散热困难、暴聚结硬的现象，故配置时必须分盘拌和，随用随配。修补时，先将拌合均匀的环氧树脂基液在预补的缺陷区表面涂刷一薄层，其厚度不应超过l mm。待基液中的气泡清楚后（45min），在涂抹环氧砂浆或环氧混凝土。涂抹环氧砂浆应摊铺均匀，每层厚度不超过1.0～1.5 cm，并用木、铁抹子反复压抹密实。桥面路拱度大时，应增大环氧砂浆或环氧混凝土的稠度。浇筑环氧混凝土的工艺与普通混凝土基本相同，铺筑时应注意防止扰动已涂刷的基液，同时要充分插捣密实并用铁抹反复压抹，直至补平为止。

修补完毕后，还应注意做好养护工作。用粘结剂修补的，待初凝后即遮盖草包、麻袋、布片等，湿水养护，一般需72小时以上。环氧树脂材料修补后，视气温影响一般约4～24小时才能固结，形成足够的强度，在此期间，应严禁汽车碾压，2天后方可开放交通。

4．钢纤维混凝土修补法。钢纤维混凝土系列用于桥面铺装层维修，能增强桥面抗裂性、抗弯曲性、耐疲劳性。其常用掺量为1％～2%（以体积剂，约相当于每立方米混凝土掺钢纤维48～156 kg），拌和的投料次序和方法宜采用粗细料、钢纤维和水泥先干拌而后加水湿拌的方法，其浇筑与常规性普通混凝土浇筑基本相同。

三、应注意的几个问题

1．考虑负弯矩的影响。在设计时应对外悬桥面板、连续梁等结构的负弯矩处，以及桥面分缝处各板块角部等位置，在水泥混凝土桥面铺装层内应增设负弯矩的拉力筋，以防桥面在此开裂破坏。

2．确保有一定的铺装层厚度。近几年来，随着交通量及重型车辆的日益增加，过薄的桥面铺装层已不能适应发展的需要。水泥混凝土桥面铺装层应不小于8 cm为好，且宜采用碾压式钢纤维混凝土。

3．桥面铺装施工中的几个重要措施。桥面铺装层能否铺好，桥面损坏部分能否修补好，最为关键是旧混凝土能否粘结好，这又直接与底层混凝土是否妥善处理以及浇筑修补材料质量有关。桥面铺装浇筑或修补后，应加强养护，避免过早通车受力。

4．加强桥梁经常及定期检查。目前，普遍存在有对桥梁检查工作不够重视的思想。桥梁在使用期间，各个结构部位应经常定期检查，发现病害及时处理，避免因检查不及时、不充分造成桥梁病害得不到发现而潜藏隐患。病害发现得越早，维修工作量就越小，反之就越大。所以，勤检查、细检查、随时掌握桥梁的技术状况和安全状态，是桥梁建成后能否得到安全使用、管理及维修的关键所在。