高速公路混凝土桥面铺装裂缝原因分析及控制研究.pdf

建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 18 期 2023 年 9 月Vol.54 No.18 Sep.20232206随着施工技术的不断发展，混凝土外观质量限制 缺陷隐蔽结构工程裂缝不允许超过 0.3mm1，桥面 铺装自由水会随裂缝进入混凝土桥面铺装层，在车辆荷载作用下产生水压力，并逐步穿透集料表面沥青膜，导致沥青膜从集料表面脱落、集料间丧失粘结力，或水分直接渗入调平层，腐蚀调平层配筋而加速结构 破坏2。为全面提升桥梁工程品质和耐久性，以某高速 公路桥面铺装施工为背景，从粉煤灰掺量、坍落度、养护时间等方面研究桥面铺装裂缝产生的原因，并 提出控制措施，从而指导后续施工。1 不同因素对桥面铺装产生裂缝的影响1.1 粉煤灰掺量对桥面铺装裂缝的影响为研究粉煤灰对桥面铺装的影响，在水泥品种、粗细骨料、外加剂等不变的前提下，工地试验室配制两种不同的混凝土配合比，进行了试验段施工，配合比参数见表 1。表 1 不同粉煤灰掺量桥面铺装配合比（kg/m3）配合比水灰比水泥粉煤灰砂子碎石516碎石1625水外加剂0.33378837353867161525.53419427353867161525.534617353867161525.53在保证混凝土强度、流动性、粘聚性、保水性的同时，坍落度 160 mm、扩展度 380 mm 时，通过调整粉煤灰的掺量研究对桥面铺装混凝土裂缝的 影响。1.2 不同坍落度对桥面铺装裂缝的影响在混凝土水灰比同样的情况下，通过调整外加剂的掺量来调整混凝土的坍落度，以求研究混凝土坍落度对桥面铺装裂缝的影响，不同外加剂掺量桥面铺装高速公路混凝土桥面铺装裂缝原因分析及 控制研究马怀玉，陈前程（中建二局第三建筑工程有限公司，100070，北京）摘要：高速公路混凝土桥面铺装是桥梁工程的重要组成部分，随着我国高速公路快速发展，施工技术水平突飞猛进，桥面铺装施工工装设备已经从普通三辊轴摊铺机发展到全自动化三维激光摊铺机的发展，实现了智能化、数字化精准调整，然而为让桥面铺装达到真正的内实外美，从粉煤灰掺量、坍落度、养护 时间等方面研究裂缝产生的原因，从而更好地控制桥面铺装裂缝。关键词：桥面铺装；铺装裂缝；裂缝原因分析中图分类号：TU 758.1 文献标志码：B 文章编号：1000-4726(2023)18-2206-03AnAlysis And control reseArch on crAcks in concrete bridge deck pAvement of expresswAyMA Huai-yu,CHEN Qian-Cheng(The Third Construction Engineering Co.,Ltd.of China Construction Second Engineering Bureau,100070,Beijing,China)Abstract:Concrete bridge deck pavement on highways is an important component of bridge engineering.With the rapid development of highways in China and the rapid advancement of construction technology,the construction equipment for bridge deck pavement has developed from ordinary three-roller pavers to fully automated three-dimensional laser pavers,achieving intelligent and digital precise adjustments.However,in order to achieve true internal and external beauty in bridge deck pavement,from fly ash content,slump the maintenance time and other aspects study how to cause the cracks,so as to better control the bridge deck pavement cracks.keywords:bridge deck pavement;bridge deck pavement cracks;cracks cause analysis收稿日期：20230825基金项目：中建二局三公司课题“绕城高速公路施工关键技术研究”（CSCEC2b3c2021K56）作者简介：马怀玉（1987），男，山西临汾人，工程师，e-mail:.2023 年 9 月2207马怀玉，等：高速公路混凝土桥面铺装裂缝原因分析及控制研究配合比见表 2。表 2 不同外加剂掺量桥面铺装配合比（kg/m3）配合比水灰比水泥/粉煤灰砂子碎石516碎石1625水外加剂0.33378837353867161525.325.535.681.3 不同养护时间对桥面铺装裂缝的影响在混凝土水灰比同样的情况下，通过自动喷淋养护定时控制器自动调整养护时间 7 d、14 d、21 d、28 d，研究不同养护时间对桥面铺装裂缝的影响。2 结果分析2.1 粉煤灰掺量对桥面铺装裂缝的影响分析从图1和表3可以看出，在水灰比一样的情况下，确保混凝土流动性、粘聚性、保水性的同时，粉煤灰掺量越多，即水泥用量越少，桥面铺装的裂缝会得到明显改善。粉煤灰掺量/（kg/m3）裂缝数量0 21 42 63 84裂缝宽度/mm裂缝数量裂缝宽度20181614121086421.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1图 1 不同粉煤灰掺量对桥面铺装裂缝影响变化曲线表 3 不同粉煤灰掺量对桥面铺装裂缝统计粉煤灰掺量/（kg/m3）裂缝数量/（条/10 m2）裂缝宽度/mm8330.14280.40191水泥用量越多，水化热较大，早期强度发展较快，导致自由水分的消耗也较快，通过降低水泥用量，降低水化热，有效地延迟水化热的开释速度3，不同 粉煤灰掺量对桥面裂缝如图 2 所示。2.2 不同坍落度对桥面铺装裂缝的影响分析从图 3 和表 4 可以看出，在亚热带季风气候地区（a）（b）（c）图 2 不同粉煤灰掺量对桥面裂缝的影响（a）粉煤灰掺量 83 kg/m；（b）粉煤灰掺量 42 kg/m；（c）不添加粉煤灰夏季施工时，坍落度160 mm时，裂缝数量明显会 得到很大改善。裂缝数量裂缝宽度外加剂/（kg/m3）1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10裂缝宽度/mm109876543210裂缝数量5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7图 3 不同坍落度对桥面铺装裂缝影响变化曲线表 4 不同坍落度对桥面铺装裂缝统计外加剂（kg/m2）裂缝数量/（条/10 m2）裂缝宽度/mm5.3260.35.5330.15.6880.4坍落度较小时，会严重影响混凝土流动性，再加上夏季施工坍落度损失，致使混凝土施工过程中出现孔洞、松散、不密实等从而造成反射裂缝。坍落度较大时，施工过程中水分散发较快，易建 筑 技 术第 54 卷第 18 期2208形成早期的收缩裂缝，继而影响混凝土的强度和 耐久性4。不同坍落度对桥面裂缝的影响如图 4 所示。（a）（b）（c）图 4 不同坍落度对桥面裂缝的影响（a）140 mm；（b）160 mm；（c）180 mm2.3 不同养护时间下对桥面铺装裂缝的影响分析从图 5 和表 5 可以看出，在亚热带季风气候地区夏季施工时，随着养护时间的增加，桥面铺装裂缝会有明显的改善，养护时间达到 21 d 后，裂缝基本达到稳定。裂缝数量裂缝宽度养护时间/d0 5 10 15 20 25 30裂缝数量裂缝宽度/mm20181614121086421.501.351.201.050.900.750.600.450.300.15图 5 不同养护时间对桥面铺装裂缝影响变化曲线表 5 不同养护时间对桥面铺装裂缝统计养护时间/d裂缝数量/（条/10 m2）裂缝宽度/mm7181.2141212130.22930.2通过延长养护时间，有效降低混凝土干缩造成的裂缝，改善混凝土桥面铺装的质量5-8。不同养护 时间的桥面状况如图 6 所示。（a）（b）（c）（d）图 6 不同养护时间对桥面裂缝的影响（a）7 d；（b）14 d；（c）21d；（d）28d3 结束语通过大量的试验和实践表明，影响混凝土桥面 铺装裂缝的因素较多，除了掺加粉煤灰等其他胶凝 材料、控制混凝土坍落度、延长养护时间等方面改善混凝土桥面铺装裂缝外，通过增加双层钢筋网片、控制钢筋网片保护层厚度、添加聚丙烯纤维网等因素，同时工程部、质量部、试验室、技术部等项目各部门紧密配合，做到无缝对接，来改善混凝土桥面的铺装 裂缝。参考文献1 公路工程质量检验评定标准:JTG F 80/12017.2 万晨光,申爱琴,王德强.带裂缝桥面铺装内部动水行为仿真模拟 J.哈尔滨工业大学学报,2016(9):6064.3 李花.钢箱梁桥面铺装裂缝防治措施 J.道路工程与桥梁,2017(5):7576.4 高韶军,徐博,李立强.连续刚构桥桥面铺装裂缝原因分析及处理方案研究 J.公路交通科技,2017(7):7576.5 李文波.桥面铺装裂缝产生的原因分析及应对措施研究 J.道路桥梁,2019(6):63.6 刘洋.基于近场动力学的混凝土桥面铺装裂纹萌生及扩展模拟D.武汉:华中科技大学,2016.7 张勐,钱振东,许静,等.钢桥面铺装表面动水压力仿真分析 J.公路,2016,61(3):4246.8 李少波,张宏超,孙立军.动水压力的形成与模拟测量 J.同济大学学报（自然科学版）,2007,35(7):915918.