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湖南省公路设计有限公司贵州分公司 贵阳市 550081
【摘 要】本文介绍了公路及市政道路桥梁和涵洞常见的裂缝分类、产生的成因，介绍了各类裂缝的修补方法、选用原则、施工注意事项及材料性能，并结合工程实例介绍部分常用方法的施工工艺，为类似工程提供一定的参考。
【关键词】桥涵；裂缝；分类；修补；材料；实例
一、概述
近几年，随着我国对基础设施建设力度的加大，各地的公路和市政道路的建设有了长足的发展，桥梁和涵洞作为道路主要构筑物，关系到道路建成后的运营安全。混凝土结构裂缝是桥梁和涵洞较常见的质量问题，在满足结构安全的前提下，如何将混泥土裂缝进行有效的修补，阻止裂缝继续发展，消除安全隐患，美化外观，消除社会影响，是广大桥梁建设需要考虑的问题
二.桥涵裂缝成因及分类
按裂缝产生的原因可以分为以下几类：
⑴ 荷载裂缝
① 直接应力裂缝
由荷载引起的直接应力产生的裂缝。包括弯、剪、拉、压、扭产生的裂缝；
② 次应力裂缝
由荷载引起的次应力产生的裂缝。例如：结构体系转换引起的次应力所产生的裂缝；
⑵ 温度裂缝
因温差、日照、骤然降温、水化热、冬季施工措施不当等原因而产生的裂缝；
⑶ 收缩裂缝，包括砼收缩、徐变引起的裂缝；
⑷ 基础变形裂缝，包括约束条件变化引起的裂缝；
⑸ 钢筋锈蚀裂缝，因钢筋锈蚀膨胀引起的裂缝；
⑹ 冻胀裂缝；
⑺ 施工材料质量不佳引起的裂缝；
⑻ 施工工艺粗劣引起的裂缝；
⑼ 养护管理不善引起的裂缝。
三.裂缝修补的基本方法
⑴ 裂缝宽度δ≤0.1mm时，用SHO-BOND101#高分子树脂对裂缝进行封闭，也可以用环氧树脂封闭。
⑵ 0.1mm<δ≤0.5mm时，用BL-GROUT高分子树脂灌注裂缝，即用“壁可”法进行修补。在缝中有水情况下，宜用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接料。
⑶ 0.5mm<δ≤1mm时，用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料或改性环氧树脂类灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。对于重要结构宜用“壁可”法。
⑷ 1mm<δ≤10mm时，用环氧树脂灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。
⑸ δ>10mm时，用无机灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。无机灌浆材料常用的有以下几种[2]：
① 水玻璃（硅酸盐）无机固定胶。以改性的水玻璃为主体（改性即是将水玻璃的耐水性提高），掺入石英砂及固化剂等；
② 早强特种水泥砂浆。以快于高强水泥为基料，掺入石英砂及流平剂、催干剂等；
③ CJ型无机粘胶剂。锚固φ12钢筋时，锚固深度18cm，试验拔拉力达到75KN。
四.“壁可”法修补裂缝
⑴ 主要特点
① 材料性能稳定、硬化强度耐久、修补效果可靠、施工操作简便；
② 在浆液注入过程中，橡胶管始终保持约0.4MPa的压力，能将浆液压入到0.02mm宽的裂缝末端，灌缝饱满；
③ 在均匀缓慢的压力作用下，可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中，并通过混凝土的自然“呼吸”作用排出，可有效地避免混凝土内产生气阻，确保修补质量；
④ 专用灌缝胶液，具有强大的渗透能力和粘结力。
⑵ BL-GROUT高分子树脂
专用灌缝胶液为BL-GROUT高分子树脂，具有以下优点：
① 强大的粘结力。具有优异的物理、力学性能（见表1）和稳定的化学性能，保证混凝土裂缝实现一体化的修复；
② 很强的渗透能力。作为专门用于混凝土裂缝的灌注材料，具有超低粘度和特强的渗透能力，可达到的最小缝宽为0.02mm；
③ 最佳的柔韧性。固化后仍能保持韧性，能承受冲击和振动。
表1 BL-GROUT高分子树脂物理力学性能
序号 测试项目 测试方法 规范值
1 比重 JISK7112 1.15±0.05
2 粘度 JISK6833 500±200 MPa.s
3 抗压屈服强度 JISK7208 50MPa以上
4 抗压弹性模量 JISK7208 1×103 MPa以上
5 抗拉剪切强度 JISK6850 10MPa以上
④ 不含挥发性性溶剂。由主剂和硬化剂组成，不含溶剂，因此固化后不会发生收缩；
⑤ 较好的耐久性。固化后具有极强的化学稳定性，不易受雨水、海水、二氧化碳、强酸的破坏；
⑥ 操作方便，瞬间固化，材料在达到临界点以前，始终以液体存在，达到临界点时，以极短的时间固化，并立即达到最终强度的70%以上。因此，在修补过程中受到振动不会影响修补的效果。
⑶ SHO-BOND 101#高分子树脂
101#高分子树脂具有极强的粘结力，较好的耐磨损性和良好的耐磨蚀性，可用于封闭裂缝，并广泛用于混凝土、金属、石材、木材及硬塑料等的粘结。
⑷ “壁可”法修补裂缝的工艺
参阅文献[3]、[4]
五.甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料
简称“甲凝”，主要特点是固化较快，综合性能好。可以灌注最小宽度为0.05mm左右的裂缝，渗透深度可达到混凝土体内4～6mm，可配制成粘度很小的浆液。修补后的混凝土，承载力高，优化配方后，可带水、带油灌注。
“甲凝”的主剂为甲基丙烯酸酯（即有机玻璃的单体）。“甲凝”灌浆粘接植被的基本性能见表2。
表2 甲凝灌浆粘接材料的基本性能[1]
项 目 单位 指 标
压缩强度 MPa 56～85
拉伸强度 MPa 13.5～17.5
弹性模量 MPa 2.75×103～3.30×103
灌注混凝土裂缝的粘接拉伸强度 MPa
室内实验 干缝 MPa 2.0～2.8
温缝 MPa 1.76～2.55
现场实验 干缝 MPa 0.64～1.68
温缝 MPa 平均2.19
粘接剪切强度 MPa
混凝土试件（干缝） 2.4～3.6
花岗岩人工缝 4.1～8.0
强度增长速度 7～14天可达28天的80%以上
“甲凝”的组成配方用其他工艺要求，详见文献[1]。
六.环氧树脂灌浆粘接材料
其优点是粘结强度高、收缩率小、流动性好、施工方便、固化快、耐久性好。为了灌缝的需要，粘结材料应掺入稀释剂。
以下是两种环氧树脂灌浆粘接材料的配方与性能。
表3 两种环氧树脂灌浆粘接材料[1]
项 目 配方 项 目 配方
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
浆
液
组
成
（质
量
份） 环氧树脂（6010） 100 100
性
能 抗冲击强度，J.Cm-1 5.6
环氧丙烷丁基醚（501） 40 40 劈裂粘接强度，MPa
糠酮环氧树脂（662） 30 干缝 1.90 2.03
聚酰胺树脂（651） 15 温缝 0.96 1.41
二乙烯三胺 18 粘度，MPa.s
多乙烯多胺 15 初始 19.3 18.3
性
能 压缩强度，MPa 109.5 95.2 80min 31.4 62.3
拉伸强度，MPa 15.7 41.5
【摘 要】本文介绍了公路及市政道路桥梁和涵洞常见的裂缝分类、产生的成因，介绍了各类裂缝的修补方法、选用原则、施工注意事项及材料性能，并结合工程实例介绍部分常用方法的施工工艺，为类似工程提供一定的参考。
【关键词】桥涵；裂缝；分类；修补；材料；实例
一、概述
近几年，随着我国对基础设施建设力度的加大，各地的公路和市政道路的建设有了长足的发展，桥梁和涵洞作为道路主要构筑物，关系到道路建成后的运营安全。混凝土结构裂缝是桥梁和涵洞较常见的质量问题，在满足结构安全的前提下，如何将混泥土裂缝进行有效的修补，阻止裂缝继续发展，消除安全隐患，美化外观，消除社会影响，是广大桥梁建设需要考虑的问题
二.桥涵裂缝成因及分类
按裂缝产生的原因可以分为以下几类：
⑴ 荷载裂缝
① 直接应力裂缝
由荷载引起的直接应力产生的裂缝。包括弯、剪、拉、压、扭产生的裂缝；
② 次应力裂缝
由荷载引起的次应力产生的裂缝。例如：结构体系转换引起的次应力所产生的裂缝；
⑵ 温度裂缝
因温差、日照、骤然降温、水化热、冬季施工措施不当等原因而产生的裂缝；
⑶ 收缩裂缝，包括砼收缩、徐变引起的裂缝；
⑷ 基础变形裂缝，包括约束条件变化引起的裂缝；
⑸ 钢筋锈蚀裂缝，因钢筋锈蚀膨胀引起的裂缝；
⑹ 冻胀裂缝；
⑺ 施工材料质量不佳引起的裂缝；
⑻ 施工工艺粗劣引起的裂缝；
⑼ 养护管理不善引起的裂缝。
三.裂缝修补的基本方法
⑴ 裂缝宽度δ≤0.1mm时，用SHO-BOND101#高分子树脂对裂缝进行封闭，也可以用环氧树脂封闭。
⑵ 0.1mm<δ≤0.5mm时，用BL-GROUT高分子树脂灌注裂缝，即用“壁可”法进行修补。在缝中有水情况下，宜用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接料。
⑶ 0.5mm<δ≤1mm时，用甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料或改性环氧树脂类灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。对于重要结构宜用“壁可”法。
⑷ 1mm<δ≤10mm时，用环氧树脂灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。
⑸ δ>10mm时，用无机灌浆粘接材料，对裂缝进行灌缝修补。无机灌浆材料常用的有以下几种[2]：
① 水玻璃（硅酸盐）无机固定胶。以改性的水玻璃为主体（改性即是将水玻璃的耐水性提高），掺入石英砂及固化剂等；
② 早强特种水泥砂浆。以快于高强水泥为基料，掺入石英砂及流平剂、催干剂等；
③ CJ型无机粘胶剂。锚固φ12钢筋时，锚固深度18cm，试验拔拉力达到75KN。
四.“壁可”法修补裂缝
⑴ 主要特点
① 材料性能稳定、硬化强度耐久、修补效果可靠、施工操作简便；
② 在浆液注入过程中，橡胶管始终保持约0.4MPa的压力，能将浆液压入到0.02mm宽的裂缝末端，灌缝饱满；
③ 在均匀缓慢的压力作用下，可以将裂缝中积存的空气压入混凝土的毛细孔中，并通过混凝土的自然“呼吸”作用排出，可有效地避免混凝土内产生气阻，确保修补质量；
④ 专用灌缝胶液，具有强大的渗透能力和粘结力。
⑵ BL-GROUT高分子树脂
专用灌缝胶液为BL-GROUT高分子树脂，具有以下优点：
① 强大的粘结力。具有优异的物理、力学性能（见表1）和稳定的化学性能，保证混凝土裂缝实现一体化的修复；
② 很强的渗透能力。作为专门用于混凝土裂缝的灌注材料，具有超低粘度和特强的渗透能力，可达到的最小缝宽为0.02mm；
③ 最佳的柔韧性。固化后仍能保持韧性，能承受冲击和振动。
表1 BL-GROUT高分子树脂物理力学性能
序号 测试项目 测试方法 规范值
1 比重 JISK7112 1.15±0.05
2 粘度 JISK6833 500±200 MPa.s
3 抗压屈服强度 JISK7208 50MPa以上
4 抗压弹性模量 JISK7208 1×103 MPa以上
5 抗拉剪切强度 JISK6850 10MPa以上
④ 不含挥发性性溶剂。由主剂和硬化剂组成，不含溶剂，因此固化后不会发生收缩；
⑤ 较好的耐久性。固化后具有极强的化学稳定性，不易受雨水、海水、二氧化碳、强酸的破坏；
⑥ 操作方便，瞬间固化，材料在达到临界点以前，始终以液体存在，达到临界点时，以极短的时间固化，并立即达到最终强度的70%以上。因此，在修补过程中受到振动不会影响修补的效果。
⑶ SHO-BOND 101#高分子树脂
101#高分子树脂具有极强的粘结力，较好的耐磨损性和良好的耐磨蚀性，可用于封闭裂缝，并广泛用于混凝土、金属、石材、木材及硬塑料等的粘结。
⑷ “壁可”法修补裂缝的工艺
参阅文献[3]、[4]
五.甲基丙烯酸酯类灌浆粘接材料
简称“甲凝”，主要特点是固化较快，综合性能好。可以灌注最小宽度为0.05mm左右的裂缝，渗透深度可达到混凝土体内4～6mm，可配制成粘度很小的浆液。修补后的混凝土，承载力高，优化配方后，可带水、带油灌注。
“甲凝”的主剂为甲基丙烯酸酯（即有机玻璃的单体）。“甲凝”灌浆粘接植被的基本性能见表2。
表2 甲凝灌浆粘接材料的基本性能[1]
项 目 单位 指 标
压缩强度 MPa 56～85
拉伸强度 MPa 13.5～17.5
弹性模量 MPa 2.75×103～3.30×103
灌注混凝土裂缝的粘接拉伸强度 MPa
室内实验 干缝 MPa 2.0～2.8
温缝 MPa 1.76～2.55
现场实验 干缝 MPa 0.64～1.68
温缝 MPa 平均2.19
粘接剪切强度 MPa
混凝土试件（干缝） 2.4～3.6
花岗岩人工缝 4.1～8.0
强度增长速度 7～14天可达28天的80%以上
“甲凝”的组成配方用其他工艺要求，详见文献[1]。
六.环氧树脂灌浆粘接材料
其优点是粘结强度高、收缩率小、流动性好、施工方便、固化快、耐久性好。为了灌缝的需要，粘结材料应掺入稀释剂。
以下是两种环氧树脂灌浆粘接材料的配方与性能。
表3 两种环氧树脂灌浆粘接材料[1]
项 目 配方 项 目 配方
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
浆
液
组
成
（质
量
份） 环氧树脂（6010） 100 100
性
能 抗冲击强度，J.Cm-1 5.6
环氧丙烷丁基醚（501） 40 40 劈裂粘接强度，MPa
糠酮环氧树脂（662） 30 干缝 1.90 2.03
聚酰胺树脂（651） 15 温缝 0.96 1.41
二乙烯三胺 18 粘度，MPa.s
多乙烯多胺 15 初始 19.3 18.3
性
能 压缩强度，MPa 109.5 95.2 80min 31.4 62.3
拉伸强度，MPa 15.7 41.5