1、橋面鋪裝層病害及其防治對策研究.txt25愛是一盞燈，黑暗中照亮前行的遠(yuǎn)方；愛是一首詩，冰冷中溫暖渴求的心房；愛是夏日的風(fēng)，是冬日的陽，是春日的雨，是秋日的果。橋面鋪裝層病害及其防治對策研究 加入收藏 一、前言 目前，在公路橋梁中，橋面行車道鋪裝一般采用水泥混凝土，高等級公路的大中橋則多采用水泥混凝土和瀝青混凝土雙結(jié)構(gòu)層鋪裝。橋梁結(jié)構(gòu)理論對橋面鋪裝本身的受力與計(jì)算甚少論述，普遍是橋面鋪裝層不參與梁體結(jié)構(gòu)受力，而在主梁內(nèi)力分析中只將其作為恒載，在主梁頂面上采用810cm厚的水泥混凝土或57cm瀝青混凝土鋪裝作為磨耗層。 橋面鋪裝層在設(shè)計(jì)中只作為橋梁工程的附屬結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者對它甚少花費(fèi)精力，一般在柔

2、性路面的公路橋梁中考慮采用瀝青混凝土鋪裝層，在剛性路面的公路橋梁中采用水泥混凝土鋪裝層，鋪裝層的厚度套用標(biāo)準(zhǔn)圖8cm，內(nèi)置網(wǎng)格為20cm×20cm的8鋼筋網(wǎng)，混凝土強(qiáng)度等級為C30或C35號。 二、橋面鋪裝層的常見病害 （一）平整度欠佳 混凝土橋面鋪裝層的病害之一是平整度欠佳，平整度不佳會導(dǎo)致行車舒適度差。 （二）鋪裝層裂縫 混凝土鋪裝層的另一病害是鋪裝層裂縫。該病害的典型表現(xiàn)為：縱橫角部約45度的斜裂、縱向施工縫的啃邊以及縱裂等。主要有以下幾種類型： 1.沿板（梁）接縫縱向開裂。中小跨徑的板（梁）橋面鋪裝的裂縫以縱橋向板縫處的開裂最為嚴(yán)重，裂縫寬可達(dá)15mm。其危害在于極大地削弱了

3、橋梁的橫向剛度，使得荷載分布不均勻，嚴(yán)重時(shí)造成單板受，同樣的荷載等級，單板承受的最大活荷載增加4070，導(dǎo)致橋梁整體承載能力嚴(yán)重下降。此外，因橋面開裂而雨水下滲，導(dǎo)致主梁受腐蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性。 2.橋面鋪裝層橫橋向開裂。橋面鋪裝層的橫向開裂類似剛性路面的“斷板”，主要發(fā)生在鋪裝層伸縮縫12m范圍內(nèi)，以距伸縮縫2050cm發(fā)生一道為多，幾乎位于主梁支座中心處；對于跨徑較大的梁橋，跨中部位也有發(fā)生橫向開裂的現(xiàn)象。鋪裝層發(fā)生橫向開裂后，一般經(jīng)過58年的運(yùn)營，在不斷受的車輛垂直荷載、水平?jīng)_擊、剪切的作用下，橫向裂縫影響逐步擴(kuò)散，以致出現(xiàn)數(shù)道橫向裂縫，直至出現(xiàn)局部坑槽。 3.局部網(wǎng)狀開裂、坑槽。橋面

4、鋪裝層網(wǎng)狀開裂是鋪裝層破壞最為嚴(yán)重的情況之一，若不及時(shí)采取措施，可導(dǎo)致橋面出現(xiàn)坑槽，嚴(yán)重時(shí)破壞橋梁結(jié)構(gòu)。 橋面鋪裝層破壞造成的危害結(jié)果是嚴(yán)重的，它直接影響橋梁正常功能的發(fā)揮，造成沖擊、跳車，產(chǎn)生噪音，影響工車的舒適性，降低了運(yùn)營水平。嚴(yán)重的橋面破壞降低了結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力，甚至危及行車安全。橋面鋪裝層一旦發(fā)生破壞，正常的維修養(yǎng)護(hù)，局部修補(bǔ)或蓋被均不能從根本上解決問題，因而增加了養(yǎng)護(hù)維修的難度和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。造成橋面鋪裝破壞的主要原因是結(jié)構(gòu)層偏薄、混凝土強(qiáng)度低及施工偏差，結(jié)合面強(qiáng)度不足。另外，超載作用也是原因之一。解決問題的方法是將橋面鋪裝作為結(jié)構(gòu)受力層考慮，采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)層厚度及必要的構(gòu)造鋼筋

5、。 三、橋面鋪裝層病害產(chǎn)生的原因 （一）設(shè)計(jì)方面的原因 1.鋪裝層的計(jì)算理論缺乏。橋面鋪裝直接承受車輪荷載的沖擊，且部分或全部地參與了主梁結(jié)構(gòu)的變形，因此，橋面鋪裝是一個(gè)極其復(fù)雜的多向受力結(jié)構(gòu)，各種結(jié)構(gòu)形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。但在橋梁的結(jié)構(gòu)理論中，對橋面鋪裝層的計(jì)算分析論述幾近于零。 2.設(shè)計(jì)厚度規(guī)定值偏小。對鋪裝層本身的計(jì)算表明，鋪裝層厚4cm與8cm混凝土的拉應(yīng)力大致相等，當(dāng)12cm與8cm相比時(shí)，拉應(yīng)力約高 20。薄弱的橋面鋪裝層注定難以抵抗日益增大的荷載作用，以至于橋面層破壞成為影響公路橋梁正常使用的主要病害之一。 3.混凝土配筋量偏小。在混凝土內(nèi)布筋的作用是，當(dāng)

6、混凝土內(nèi)應(yīng)力較低時(shí)，使其應(yīng)力分布均勻；當(dāng)混凝土應(yīng)力較高時(shí)，承擔(dān)局部應(yīng)力，使混凝土中應(yīng)力重分布，以改善應(yīng)力集中的現(xiàn)象。若配筋量過于偏小，則不足以抵抗混凝土本身的收縮所生的應(yīng)力。一般來說，防止混凝土結(jié)構(gòu)表面因溫度變化引起開裂的構(gòu)造鋼筋，其間距應(yīng)小于14d（d為鋼筋直徑）。據(jù)調(diào)查表明，由于構(gòu)造鋼筋太少而引起表面的收縮開裂的現(xiàn)象，在跨徑16 m的普通鋼筋 T梁的腹板中較為常見。 4.縱向施工縫處理不當(dāng)。施工分縫處是否有鋼筋穿過是引起橋面鋪裝病害的重要因素，當(dāng)橋面鋪裝收縮完成時(shí)（計(jì)算時(shí)按15 t溫降），縫間拉應(yīng)力值可達(dá)6.07.0Mpa。若縫間無約束鋼筋，則縫顯然要被拉開?？p斷開后的鋪裝層再經(jīng)過雨水侵蝕

7、，會進(jìn)一步削弱層間結(jié)合，造成破壞。 5.橫向剛度分析重視不足。隨著材料工業(yè)的發(fā)展，橋梁承重結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使橋梁主梁能以較柔的結(jié)構(gòu)達(dá)到受力的要求，橋梁的橫向越來越寬。但在設(shè)計(jì)計(jì)算中主要側(cè)重于主梁縱向的計(jì)算分析，而較少進(jìn)行橫向分析計(jì)算，對橋梁的橫向結(jié)構(gòu)剛度重視不足。造成橫向構(gòu)造措施不力，使部分橋梁的橫向剛度過小，而由混凝土橋梁鋪裝層分擔(dān)了過多的次應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。 6.車道劃分的影響。高速公路為便于交通組織管理，劃分了超車道、主車道及路肩，人為強(qiáng)制地為橋梁的荷載橫向分布劃定了某一比例，并使橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營終處于偏載狀態(tài)，使主車道的鋪裝承擔(dān)了比超車道大得多的運(yùn)營應(yīng)力水平（量值可達(dá)34倍），因此加快了主

8、車道混凝土的疲勞。 7.超載交通量的因素。隨著私營運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，貨運(yùn)業(yè)主為追求短期經(jīng)濟(jì)效益，通過改變車箱結(jié)構(gòu)，如：加長、加高車箱等使汽車的載重量成倍地增加，大大超過了橋梁的設(shè)計(jì)荷載。這些車輛超載，嚴(yán)重加劇了主車道混凝土鋪裝的病害發(fā)展。 （二）施工方面的原因 1.鋪裝層混凝土澆筑厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架的沉降及預(yù)應(yīng)力反拱無法十分準(zhǔn)確預(yù)測，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相符是比較困難的，一般在測量主梁頂面標(biāo)高后再對橋梁進(jìn)行調(diào)坡。但后期往往由于工期緊、任務(wù)重、主梁與引橋合龍時(shí)間的差異等因素，易造成鋪裝層混凝土澆筑厚度偏小，甚至有少數(shù)鋪裝厚度僅有45cm，難以承受荷載

9、的作用而產(chǎn)生病害。 2.鋪裝層與行車道板的粘結(jié)不好。施工單位在施工行車道板時(shí)，沒有按要求將板頂拉槽或鑿毛，板頂混凝土泥漿、雜物多，在施工橋面鋪裝前板頂沖洗不徹底，造成鋪裝層與行車道板間的結(jié)合差，有“空鼓”現(xiàn)象。在采用水泥混凝土和瀝青混凝土雙結(jié)構(gòu)層的橋面鋪裝中，瀝青混凝土層和水泥混凝土層之間粘結(jié)不牢，就會形成一個(gè)相對滑動的界面，容易脫落，再加上兩結(jié)構(gòu)層之間材料特性上的差異，在氣溫驟然變化時(shí)，會產(chǎn)生不同的變形，形成應(yīng)力集中。因此，在車輛荷載的沖擊作用下，很容易造成破壞。 3.混凝土施工質(zhì)量控制不嚴(yán)。橋面鋪裝的施工均采用小型拌和機(jī)現(xiàn)場拌制，施工變異性大，難以保證施工質(zhì)量。甚至個(gè)別施工單位為方便施工，

10、通過采用加大混凝土的水灰比，以獲得較大的混凝土坍落度，造成混凝土干縮性大，致使鋪裝層產(chǎn)生裂縫。 4.鋼筋網(wǎng)定位不正確。混凝土鋪裝中一般采用8鋼筋，網(wǎng)格為20cm×20cm的柔度大的鋼筋網(wǎng)，定位較難。在施工中，施工人員或小型機(jī)具的作用均可引起其位置的變化，施工中難以保證設(shè)計(jì)圖示的位置。鋼筋網(wǎng)在施工時(shí)往往全橋綁扎，然后用墊塊將鋼筋墊起。若墊塊布置不均，間距較大，使部分鋼筋網(wǎng)緊貼行車道板，沉到鋪裝底部，鋼筋網(wǎng)起不了它應(yīng)有的作用，降低其承載能力而極易產(chǎn)生病害。 5.支架拆除工序控制不當(dāng)。由于支架拆除的程序不當(dāng)，使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大瞬時(shí)動荷載。而這種瞬時(shí)動荷載往往大于行車荷載與結(jié)構(gòu)自重荷載，導(dǎo)致

11、出現(xiàn)過大的施工裂縫。通車后，在行車荷載作用下，這類裂縫可能進(jìn)一步發(fā)展，這也是橋面出現(xiàn)裂縫、橋面鋪裝層過早破壞的一個(gè)重要原因。 6.平整度差的原因。造成橋面鋪裝平整度差的主要原因有：施工工藝不理想，施工縫有錯(cuò)臺；機(jī)械性能差，參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；混凝土質(zhì)量控制不好，坍落度過大；技術(shù)交底不明確，工人技能差或責(zé)任心不強(qiáng)；自然環(huán)境的影響等。 橋面鋪裝病害產(chǎn)生的原因有很多，具體問題要具體分析，上述只是對比較常見病害的成因進(jìn)行了分析。 四、橋面鋪裝病害的防治措施 雖然橋面鋪裝受力情況較為復(fù)雜，施工控制難度較大，但只要做到精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工、全面考慮、重點(diǎn)處理，就能夠防范橋面鋪裝病害的出現(xiàn)。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，防治措

12、施總結(jié)有下面幾點(diǎn)： 1.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)型式、受力特點(diǎn)、公路等級、輕重型車輛的分布情況、氣候等因素，來確定橋面是采用水泥混凝土還是采用瀝青混凝土。對于那些受力結(jié)構(gòu)剛度較小、震動較大、面層拉應(yīng)力較大的橋梁，建議采用瀝青混凝土鋪裝層或采用鋼纖維混凝土鋪裝層。 2.建議橋面鋪裝的防水混凝土強(qiáng)度等級提高到C40，厚度采用 1012cm，鋼筋直徑加大至12；瀝青混凝土鋪裝層的厚度以大于9cm為宜，以提高鋪裝層的整體強(qiáng)度。 3.在特殊位置應(yīng)作特殊處理，如伸縮縫、斜彎橋的角部、預(yù)切縮縫兩側(cè)等處都應(yīng)采取相應(yīng)的措施予以加強(qiáng)、保證鋪裝層在這些地方不會首先破壞。 4.橋面鋪裝層的強(qiáng)度不應(yīng)低于主梁（板）的混凝土

13、強(qiáng)度，且采用低收縮配合比，以減少收縮引起的開裂。施工時(shí)要減小水灰比，嚴(yán)格控制混凝土施工配合比及坍落度，使混合料具有良好的和易性，并根據(jù)實(shí)際情況對施工配合比進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。泵送混凝土水灰比較大，因此嚴(yán)禁使用泵送混凝土。嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，各類原材料必須分批檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)合格后方可使用。 5.在進(jìn)行橋梁上下部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，要嚴(yán)格控制施工標(biāo)高，如果標(biāo)高有問題，按原設(shè)計(jì)不能保證鋪裝層厚度時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)坡或提高路線標(biāo)高，確保鋪裝層的厚度。 6.行車道板頂面應(yīng)鑿毛至露出骨料35 mm，澆筑鋪裝層混凝土前應(yīng)用高壓氣泵或水槍徹底清理干凈，鑿除松動砂石、浮漿及種油漬，保證新老混凝土粘結(jié)牢固。 7.為保證橋面

14、鋪裝與梁板結(jié)合緊密，使橋面鋪裝共同參與受力，同時(shí)固定橋面鋪裝鋼筋的位置，可采用“植筋”技術(shù)。即在空心板頂按一定間距鉆孔，孔深要大于錨固長度，孔徑略大于鋼筋直徑，用高壓氣泵將孔清理干凈后，灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液并植入鋼筋，待膠液固化并達(dá)到要求的強(qiáng)度后，將植入的鋼筋與橋面鋪裝的鋼筋焊接后，再澆筑防水混凝土。 8.布設(shè)的鋼筋網(wǎng)的頂面保護(hù)層以2.53cm為宜，特別在工作縫的位置要連續(xù)通過。墊塊可以選用塑料或水泥砂漿墊塊，并應(yīng)多淮備幾種不同高度的墊塊，如1cm、2cm、3cm等以備使用，滿足鋼筋網(wǎng)布設(shè)的要求。 9.可以取消鋪裝層上的瀝青路面，將鋪裝層加厚，并設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)并可在鋪裝層與瀝青路面之間鋪設(shè)

15、防水卷材，以改善橋面防排水，減少水對鋪裝層的破壞。 10.可采用新型的橋面鋪裝材料鋼纖維增強(qiáng)聚合物改性混凝土，其具有強(qiáng)度高、抗沖擊能力強(qiáng)、延性和抗裂性較好、抗疲勞性好、滲透率低等性能，該材料己應(yīng)用于廣東省的106國道花都境內(nèi)的梯面大橋及省道325線從化境內(nèi)良口大橋等項(xiàng)目的橋面鋪裝中。經(jīng)幾年的運(yùn)行，鋪裝材料質(zhì)量保持良好，具有較高的經(jīng)濟(jì)、社會效益。 11.橋面鋪裝分幅澆注時(shí)，施工縱縫應(yīng)避開重車車輪，且在接縫下涂刷粘結(jié)劑。 12.在墩頂角彎矩區(qū)，設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，減少鋪裝層頂面開裂。 13.盡量采用先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)工藝、先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行橋面鋪裝層的施工。如滑模攤鋪水泥混凝土橋面具有強(qiáng)度高、平整度好、整體性好、施工進(jìn)度快的優(yōu)點(diǎn)，在廣東汕頭至汾水關(guān)高速公路113標(biāo)段中，約有20萬平方米的橋面鋪裝層采用滑模攤鋪，基本上解決了橋面鋪裝的通病。 14.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生，特別是在夏季施工，含水量蒸發(fā)快，混凝土養(yǎng)生要提早，還要對原材料進(jìn)行降溫?；炷辽形催_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)不能開放交通。 橋面鋪裝是橋梁結(jié)構(gòu)中較為特殊的部分，面積較大而厚度相應(yīng)較薄。其