連續(xù)配筋混凝土路面裂縫特性

賈曉峰

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

連續(xù)配筋混凝土路面（Continuous Reinforced Concrete Pavement，簡稱CRCP）作為水泥混凝土路面的一種形式，取消了橫向接縫，并配置了鋼筋網(wǎng)，整體承載能力強(qiáng)，使用壽命長，具有行車舒適性好[1-2]，養(yǎng)護(hù)維修少等優(yōu)點[3-4]。特別適合在特長公路隧道中應(yīng)用。

本文通過對某13 km長的隧道內(nèi)CRCP早期裂縫數(shù)量、寬度和間距的調(diào)查，得到隧道內(nèi)CRCP早期開裂情況和裂縫發(fā)展規(guī)律，為隧道內(nèi)連續(xù)配筋混凝土路面的研究應(yīng)用提供參考。

1 工程概述

連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計應(yīng)用在隧道特重交通方向，隧道進(jìn)出口300 m范圍內(nèi)采用下層26 cm厚0.33%配筋率的連續(xù)配筋混凝土面板、上層10 cm瀝青路面的復(fù)合式路面。除進(jìn)出口段的CRCP厚28 cm，配筋率為0.67%，混凝土設(shè)計彎拉強(qiáng)度為5.5 MPa。

2 裂縫數(shù)

對隧道內(nèi)中間部分2.2 km的路面鋪筑后進(jìn)行10 d連續(xù)跟蹤觀測，記錄每天出現(xiàn)的裂縫數(shù)及觀測期內(nèi)總數(shù)如表1所示。可以發(fā)現(xiàn)，7 d之后裂縫數(shù)趨于穩(wěn)定，早期開裂基本結(jié)束，預(yù)計通車后，隨著車輛荷載的增加，裂縫會迎來新一輪的開裂過程，這部分研究需待進(jìn)一步進(jìn)行。

表1 裂縫發(fā)展規(guī)律表 條

3 裂縫寬度

觀測路段分兩段進(jìn)行施工，根據(jù)施工段落劃分，分別進(jìn)行了10 d時間的裂縫觀測，統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖1，由圖1可知：

a）總體上裂縫寬度較小，0.2 mm以下的超過總裂縫數(shù)的65%，其中裂縫寬度為0.1 mm和0.2 mm的占總裂縫數(shù)的60.5%。

b）路段一長度大，早期施工采用混凝土罐車運輸，混凝土坍落度稍大，早期開裂嚴(yán)重，裂縫寬度小于0.2 mm的裂縫只有9條，占這段總數(shù)142條的6.3%，0.2 mm、0.25 mm、0.3 mm的數(shù)量較多，占總數(shù)的74.6%。

c）路段二較路段一短，施工中嚴(yán)格控制混凝土坍落度，裂縫寬度大于0.25 mm的裂縫只有3條，占整個段落里147條的2.0%，其余主要集中在0.1 mm、0.15 mm和0.2 mm，占總數(shù)的95.9%。

圖1 裂縫寬度分布

4 裂縫間距

裂縫間距是影響CRCP使用性能的重要指標(biāo)之一，很多路面破壞與裂縫間距關(guān)系密切。美國長期性能試驗路調(diào)查表明，沖斷破壞發(fā)生在裂縫間距為0.3～0.6 m的密集裂縫處，與裂縫平均間距沒有相關(guān)性，容易在寬裂縫處產(chǎn)生。所以研究CRCP裂縫分布不能單純地用平均裂縫間距來評價，應(yīng)重視窄間距和寬裂縫。為了準(zhǔn)確評估裂縫間距特性，本文測定分析了最大間距，最小間距和平均間距，得到如表2數(shù)據(jù)。

表2 裂縫間距特征表 m

綜合表2、表3可知：

a）裂縫平均間距為8.75 m，最大裂縫間距為84 m，而最小間距僅為0.5 m。落在設(shè)計要求的裂縫間距1.0～2.5 m區(qū)間內(nèi)的裂縫僅占17%左右。

b）裂縫間距主要為2～8 m。路段一裂縫間距近似服從μ=5.8 m的正態(tài)分布，而路段二的這一值為3.2 m。

c）單從平均裂縫間距來看，從路段一可以明顯地看到，兩端450 m范圍內(nèi)，裂縫間距較中間600 m內(nèi)的大；路段二也存在相同規(guī)律，兩端間距大，中間間距小。

d）可以預(yù)見開放交通后由于車輛荷載的作用，裂縫數(shù)會增加，裂縫間距勢必縮小。如若能在大間距中間產(chǎn)生新的裂縫，而不是小間距繼續(xù)變小，使裂縫間距落在設(shè)計要求的合理區(qū)間內(nèi)，會大大減小路面破壞的幾率，提高路面壽命。如果1.0 m左右的裂縫間距進(jìn)一步變小，這部分板塊將成為整條路面的薄弱環(huán)節(jié)，路面極容易出現(xiàn)沖斷病害。

5 結(jié)語

a）路面鋪筑完成后，混凝土由于自身收縮開裂，連續(xù)配筋混凝土路面裂縫數(shù)快速發(fā)展，2 d后增速變緩，7 d后趨于穩(wěn)定，早期開裂基本結(jié)束。預(yù)計通車后，隨著車輛荷載的增加，裂縫會迎來新一輪的開裂過程。

b）觀測路段的裂縫形態(tài)多為垂直裂縫，出現(xiàn)少數(shù)傾斜裂縫和間斷裂縫，并未出現(xiàn)“Y”形、弓形、折線裂縫。裂縫間距2～8 m的占總裂縫數(shù)的76.8%，裂縫寬度均較小，裂縫寬度略大的段落表現(xiàn)的裂縫間距也大，面板兩個端部430 m范圍內(nèi)裂縫間距較中間部分略大。

c）平均裂縫間距和裂縫寬度均沒有達(dá)到設(shè)計范圍內(nèi)，較小的裂縫寬度可以滿足要求，但較大的裂縫間距可能會存在隱患，考慮到隧道內(nèi)溫差較小的情況，為連續(xù)配筋混凝土路面良性開裂提供了有利的環(huán)境，使用性能和壽命將得到充分發(fā)揮，可以作為隧道長壽命路面推廣應(yīng)用。