无筋混凝土桥面调平层质量通病浅析

无筋混凝土桥面调平层质量通病浅析

张甫林

四川省交通建设集团有限责任公司，四川 成都 610000

摘要：桥面调平层位于桥梁梁板与沥青路面之间，因其特殊位置，施工质量直接影响沥青路面耐久性和行车舒适性，常规调平层采用10cm厚C50混凝土+D9HPB300钢筋网片组合形式。随着技术和材料的迭代公路桥梁调平层呈现多种结构形式的设计理念，G5京昆高速公路成绵扩容项目在40km高架段采用C40筋钢纤维混凝土调平层替代钢筋网片混凝土调平层设计方案，降低了建设投资加快了施工进程，但施工中出现塑性龟裂、结构裂缝、蜂窝凹坑等质量缺陷，通过多次对比试验改善了以上质量缺陷，同时各项参数优于设计参数。

关键词：无筋混凝土、温度应力、收缩徐变

一、相关参数指标

1.1设计要求

G5京昆高速公路成绵扩容项目主线40km高架桥梁调平层均采用10cm厚C40钢纤维混凝土替代钢筋网片混凝土，设计抗折强度5Mpa,钢纤维参量50kg/m3，纤维采用多锚固点的碳素冷拔钢丝，长度30mm-32mm，直径0.6-0.9mm,容许抗拉强度1000Mpa。

1.2材料指标

配合比按骨料悬浮形式设计，水泥采用P.O42.5，参量360kg/m3;细集料为机制砂，规格型号0-4.75mm,细度模数3.02,参量828kg/m3；粗集料粒径5-10mm、10-20mm两档参配，参量1012kg/m3,参配比例10:90;减水剂的减水率大于25%，参量1%，粉煤灰参量采用F-1级，参量50kg/m3。

二、缺陷原因分析

2.1裂缝

调平层裂缝是常见质量缺陷，影响其耐久性和安全性，钢纤维混凝土调平层缺少钢筋约束增加了裂缝缺陷风险，对比性试验分析造成裂缝主要原因有：1、预制梁板与调平层混凝土龄期不一致，收缩徐变因不一致，接触面宜出现剪力差形成拉应力裂缝；2、接触面残留自由水或接触面温度较高，致混凝土表面浆体过多收缩不一致出现开裂或脱空；3、预制梁板存放过久厚度不均匀，调平层应力不一致，营运过程中车辆长时间冲击和梁板长期形变可能薄弱部分破环反射到沥青路面；4、自身水化热温度应力变化阶段未及时切缝释放或者混凝土配合比不合理未形成悬浮结构，钢纤维及骨料无法约束混凝土变形出现的裂缝；5、浇筑面表面流体流动过快或者施工时段温度较高迅速带走混凝土表面水分蒸发，造成塑性收缩龟裂。混凝土粉煤灰添超量，表面浮浆过多出现的龟裂。

2.2蜂窝麻面

无筋混凝土调平层表面凹坑麻面或骨料松散，对比性试验分析主要原因：1、浇筑过程中布料高度不均匀振捣不密实，引气剂排除混凝土内部水泡表面破裂未收面残留的麻面凹坑；2、混凝土搅拌不均匀、机械振平滞后及混凝土包裹性能较差导致骨料松散或骨料脱落。

2.3其它情况

纵向凹槽、平整度差及纵向贯通裂缝，对比性试验分析主要原因：1、三维激光整平设备停机或后退旋转滚轴自重挤压混凝土造成凹槽；2、新旧砼收缩差异、振捣不到位、残余砼未清理干净及结合面未湿润等诸多因素；3、开放交通后出现的裂缝较多属于构造裂缝，湿接缝施工质量或设计参数都能造成以上质量缺陷。

三、建议防治措施

3.1材料选择

严格控制粗集料的含泥量和针片状，砂的模度系数宜控制在2.6-2.9范围内，机制砂（粗骨料）中残留的絮凝剂主要成份为聚丙烯酰胺（PAM）会降低胶凝材料活性、减缓减水剂活性的副作用，从而降低混凝土流动性、保坍不稳定及初凝时间不稳定等情况，稀释絮凝剂或中合絮凝剂可缓解对混凝土的影响。宜选择正规Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，矿渣粉或冷磨矿料既无法达到粉煤灰颗粒活性还导致稳定性差，水泥适应性变弱，同时超量添加表面浮浆增多，塑性龟裂概率增高。通过长度32mm与25mm钢纤维对比试验,25mm钢纤维降低磁性成团、分布程度更均匀，同等单位重量纤维数量增加10%，抗折强度提高5%-10%。

2.配比优化

钢纤维混凝土振捣人工找平极易出现纤维成团，配合比设计宜按骨架悬浮自密实结构设计，通过对比试验砂率宜控制在42%-45%，泵送入模坍落度宜控制在180mm-190mm，扩展度宜在450mm左右，直放坍落度及扩展度可适当降低。

3. 搅拌运输

搅拌设备使用前应对料仓传送带的杂物进行清理，卸料搅拌仓密封性良好，保证计量精准，钢纤维宜使用专用设备投放以获得更加精准重量和均匀的分布程度。通过对比试验得出干拌时间大于60s效果更佳，纤维分布更加均匀、混凝土工作状态更加良好。浇筑前宜充分考察运输路线及浇筑速度动态调整混凝土出站各项参数指标，确保混凝土始终保持最佳工作状态。夏季施工宜降低水泥和搅拌用水的温度，从而降低混凝土出站温度，减少混凝土在搅拌运输过程中水份损失。

4. 强化现场

浇筑时段选择气温20℃-25℃为宜，大于35℃施工将增加较多施工控制措施、增大质量缺陷的风险，浇筑前还需提降低梁板温度，减少梁板对混凝土水份吸收。浇筑面清洁湿润程度、自由水的多少直接影响调平层的后期质量。浇筑完成后应及时监测温度变化，切勿盲目洒水降温，充分考虑合理的水化热和论证内外温差，对比试验结果数据显示浇筑完成后的

3天、7天、14天养护频率应逐渐降低，薄膜加保水土工布结合养生效果较好，结合施工环境气温宜18h-48h切缝释放温度应力也能缓解裂缝产生。

总之，无筋混凝土调平层质量缺陷是一个系统性课题，设计工况和营运场景等诸多因素在桥面铺装全寿命周期最为关键，施工阶段造成不可逆的不良缺陷和质量通病部分将伴随无筋混凝土桥面全寿命周期，试验段对各种参数和工艺的严重和施工过程中针对质量控制质量通病消除的总结也将是施工质量好坏一个重要环节。随着交通路网高速发展和经济腾飞流量载重量远超设计预估，营运是无筋混凝土桥面生命周期的起点，日常的维护保养移动荷载的各种变换在一定程度上加速了结构物老化。分析无筋混凝土桥面铺装施工过程中存在的质量缺陷和防止措施可以有效延长无筋混凝土桥面使用周期降低能耗，施工工况更加接近或优于设计参数才能达到预期效果，无筋混凝土桥面减少工程投资、降低了能耗，同时高速公路桥梁维修养护奠定了高效便捷的基础，在后续桥梁建设中大有可为。

参考文献:《公路桥涵施工技术规范》  JTG/T3650-2020

《混凝土结构施工规范》   GB50666-2011