關(guān)于橋面鋪裝病害問題的探討

摘要：橋面鋪裝是車輛直接作用的部分，要求有一定的強(qiáng)度，防止開裂，并保證耐磨。部分橋梁的橋面鋪裝出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，較規(guī)則的縱向、橫向裂縫及較嚴(yán)重的碎裂等病害。該文分析探討了病害產(chǎn)生的設(shè)計(jì)和施工方面的原因，提出了病害的防治措施。

關(guān)鍵詞：橋梁橋面；鋪裝病害；成因；對(duì)策

引言

橋面鋪裝即行車道鋪裝，也就是橋面保護(hù)層，它是車輛直接作用的部分。橋面鋪裝的作用在于防止車輛輪胎或履帶直接磨耗行車道板，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并對(duì)車輛輪重的集中荷載起分布作用，因此，行車道鋪裝要求有一定的強(qiáng)度，防止開裂，并保證耐磨。目前，北方省份有相當(dāng)多的公路橋梁工程中，橋面鋪裝出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，較規(guī)則的縱向、橫向裂縫及較嚴(yán)重的碎裂等病害。產(chǎn)生病害的原因是多方面的，以下是筆者對(duì)部分原因及病害防治措施的一些看法。

一、橋梁橋面病害產(chǎn)生的原因

1、設(shè)計(jì)方面的原因

1.1橋面鋪裝的受力分析

某些設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮橋面鋪裝參與結(jié)構(gòu)受力，亦即沒有按主受力截面要求配筋。但實(shí)際上，車輛荷載直接作用于橋面鋪裝層，橋面鋪裝也就直接承受高速行車的沖擊、剪切與磨耗，直接承受氣候的影響，日曬升溫、日落降溫，并與主梁（板）存在一定的變化差異，因此鋪裝層與主要承重結(jié)構(gòu)必須共同受力、協(xié)調(diào)變形。至于鋪裝層的受力情況應(yīng)隨承重結(jié)構(gòu)的類型不同而不同，橋面鋪裝層必須作為受力截面計(jì)算內(nèi)力并配置受力鋼筋。根據(jù)目前的設(shè)計(jì)原則，對(duì)鋪裝層的配筋沒有特別的計(jì)算，只是要求配置少量的構(gòu)造鋼筋而己，筆者認(rèn)為這是影響橋面鋪裝質(zhì)量的因素之一。連續(xù)梁等結(jié)構(gòu)負(fù)彎矩區(qū)鋪裝層實(shí)際承受拉力，未布設(shè)抗拉鋼筋和采取相應(yīng)措施，少數(shù)橋梁受力結(jié)構(gòu)剛度較小、震動(dòng)較大等也是引起橋面鋪裝開裂的客觀因素。

1.2配筋材料的選用

目前，公路橋梁橋面鋪裝層中常用φ8或φ10鋼筋，間距一般為10cm×10cm、15cm×15cm或20cm×20cm，現(xiàn)場(chǎng)綁扎，這是設(shè)計(jì)單位在橋面鋪裝層通常采用的配筋設(shè)計(jì)，具有經(jīng)濟(jì)、使用效果相對(duì)較好等特點(diǎn)。而近幾年在北方部分橋梁的橋面鋪裝層中將鋼筋網(wǎng)改用擴(kuò)張網(wǎng)，工地常用的規(guī)格為DM3030，每張尺寸為2m×1.2m，棱形網(wǎng)格，斷面為3mm×3mm，其每m2鋪裝層鋼筋重量為1.58kg，與鋪裝層使用φ8鋼筋網(wǎng)（15cm×15cm）的鋼筋重量相比僅為1/3.33，擴(kuò)張網(wǎng)含筋率太低。另外，擴(kuò)張網(wǎng)本身剛度不足，極易變形，其菱形幾何形狀不利于橋面結(jié)構(gòu)受力，特別是橫軸方向（橫橋向）鋼絲面積約為長軸方向的50%，且與橫軸夾角大，承受橫軸拉力作用大大減弱，導(dǎo)致部分橋面鋪裝層損壞嚴(yán)重。因此，配筋材料的選擇也是影響橋面鋪裝質(zhì)量的因素之一。

2、施工方面的原因

2.1混凝土原材料的選用

橋面鋪裝混凝土要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，選用的材料必須嚴(yán)格把關(guān)，水泥安定性差會(huì)造成橋面開裂，砂不宜太細(xì)，否則會(huì)造成混凝土泌水大，易開裂，混凝土用碎石不干凈、含泥量大會(huì)造成局部坑洞，在車輛荷載作用下形成較嚴(yán)重的破碎。

2.2與梁面的粘結(jié)

某些施工單位在澆筑梁（板）時(shí)頂面比較光滑，而且表面有一層浮漿，在施工橋面鋪裝時(shí)未全面鑿毛；另外，橋面上雜物沒清理干凈，造成橋面鋪裝與梁結(jié)合差，鋪裝層形成一薄層單獨(dú)作用，而鋪裝層根本就承受不了車輛荷載作用下所產(chǎn)生的內(nèi)力。另外，溫度的變化及荷載作用時(shí)鋪裝層不能與主梁一起協(xié)調(diào)變形，在車輛的沖擊作用下，鋪裝層很容易破壞。

2.3鋼筋網(wǎng)的放置

在我省部分損壞較為嚴(yán)重的橋面鋪裝中發(fā)現(xiàn)所配鋼筋很多未能按設(shè)計(jì)位置安裝，部分鋼筋網(wǎng)靠近梁面放置，特別是在工作縫位置，鋼筋網(wǎng)沒能穿過工作縫，部分鋼筋網(wǎng)雖穿過工作縫但沉到鋪裝層底部，鋼筋網(wǎng)起不了它應(yīng)有的作用，橋面鋪裝就很容易破壞。

2.4鋪裝層厚度

由于梁頂面標(biāo)高控制不嚴(yán)或由于梁（板）張拉引起反拱等原因，造成橋面鋪裝厚度不均勻，個(gè)別地方僅4～5cm，鋪裝層在這些地方也容易破壞。

2.5混凝土質(zhì)量

混凝土的質(zhì)量對(duì)鋪裝層來說至關(guān)重要，混凝土配合比選用不好，水灰比偏大，干縮性較大，會(huì)產(chǎn)生收縮裂紋。另外，混凝土的養(yǎng)生直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量，特別是在夏季施工時(shí)，水份蒸發(fā)快，如果養(yǎng)生不及時(shí)就很容易產(chǎn)生收縮裂紋，在通車后就會(huì)擴(kuò)展導(dǎo)致鋪裝層大面積破損。混凝土強(qiáng)度不足，過早開放交通也是造成橋面鋪裝破壞的原因之一。

2.6工作縫的位置

橋面鋪裝的縱向施工縫主要是由施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備等條件來設(shè)置的。由于縱向施工縫沒作特別的處理，所以要盡量避開車輛重輪作用帶位置。而部分橋梁車輛輪軸線剛好落在縱向施工縫附近，導(dǎo)致鋪裝層首先在施工縫兩側(cè)破壞。

2.7特殊位置的處理

因?yàn)樯炜s縫處混凝土直接承受車輛荷載較大的沖擊，而且要求伸縮縫附近混凝土較平整且伸縮縫能隨梁體的變形自由伸縮，所以伸縮縫的安裝質(zhì)量直接影響橋面的使用壽命。在斜彎橋中，鋪裝層必定存在角部。因角部受力情況較為復(fù)雜而且是鋪裝層的薄弱位置，設(shè)計(jì)中也往往作一些特殊處理，如果施工處理不好必然導(dǎo)致鋪裝層斷裂。混凝土橋面應(yīng)設(shè)橫縫，一般隔4～6m一條，橫縫位置應(yīng)與防撞欄斷縫垂直。現(xiàn)在一些橋往往不重視橫縫，一是鋸縫不及時(shí)，二是錯(cuò)縫，引起橋面產(chǎn)生一些橫向裂縫。當(dāng)然，橋面鋪裝病害產(chǎn)生的原因是多方面的，必須具體情況具體分析，這里只是分析了一些比較常見的原因。

二、橋梁橋面鋪裝病害的防治措施

雖然說橋面鋪裝受力情況較為復(fù)雜，施工控制難度大，但只要從設(shè)計(jì)到施工各階段都全面考慮、重點(diǎn)處理，做到精心設(shè)計(jì)和精心施工，也是能做出質(zhì)量上乘的橋面鋪裝的，我省也有不少成功之例。實(shí)踐表明，下面幾點(diǎn)對(duì)提高橋面鋪裝質(zhì)量來說是切實(shí)可行和行之有效的：

1、橋面鋪裝類型的選擇應(yīng)綜合考慮各種因素，應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)型式、受力特點(diǎn)、公路等級(jí)、輕重型車輛的分布情況、氣候等因素來確定是采用水泥混凝土還是采用瀝青混凝土。對(duì)于那些受力結(jié)構(gòu)剛度較小、震動(dòng)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。

2、在設(shè)計(jì)上應(yīng)適當(dāng)考慮橋面鋪裝的實(shí)際受力狀況，不僅要在全面積上設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋網(wǎng)，還應(yīng)重點(diǎn)考慮受拉區(qū)鋼筋的布置，在受拉區(qū)部分的橋面鋪裝應(yīng)將鋼筋加密。

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)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(huì)首先破壞。

4、橋面鋪裝層的強(qiáng)度應(yīng)不低于主梁（板）的混凝土強(qiáng)度，施工時(shí)要減小水灰比，嚴(yán)格按配合比施工。小型機(jī)具加人工操作時(shí)應(yīng)每盤過磅，不能采用體積比，施工過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工配合比。另外，要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，保證砂石料的質(zhì)量符合規(guī)范要求。

5、嚴(yán)格控制鋪裝層的厚度，最終澆筑的厚度以8～10cm為宜。由于梁（板）頂面高程控制不好造成鋪裝層局部厚度偏小時(shí)要采取措施，可以采用局部加強(qiáng)，也可以用調(diào)坡處理。

6、鋼筋網(wǎng)必須在設(shè)計(jì)位置上，頂面保護(hù)層以2.5～3cm為宜，特別在工作縫的位置要連續(xù)通過。

7、縱向施工縫的位置應(yīng)避開重型車輪跡帶范圍，應(yīng)設(shè)在分車帶標(biāo)線一側(cè)。

8、在澆鋪裝層混凝土前應(yīng)徹底清理梁（板）頂面混凝土，鑿除松動(dòng)砂石、浮漿及各種油漬，并人工鑿毛，保證新老混凝土粘結(jié)牢固。預(yù)埋φ12～φ16的剪力筋與鋪裝層鋼筋網(wǎng)焊接。

9、橋面鋪裝層表面仍應(yīng)預(yù)切縮縫并保證填充料的質(zhì)量。橫縫間距一般為4～6m，受拉區(qū)要加密。縱縫宜由橋面板結(jié)構(gòu)、橋面寬度等因素決定，應(yīng)避開重車輪跡帶。鋸縫深度以不損傷鋼筋網(wǎng)為度。

10、要加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生，特別在夏季施工，水份蒸發(fā)快，混凝土養(yǎng)生要提早，還要對(duì)原材料進(jìn)行降溫，對(duì)砂石進(jìn)行淋水降溫，對(duì)梁（板）頂面也要進(jìn)行淋水降溫。

結(jié)束語

橋面鋪裝是橋梁上部結(jié)構(gòu)的組成部分，它直接承受車輪的壓力、沖擊和剪切作用，并在汽車和氣候變化的反復(fù)作用下被磨耗和風(fēng)化。同時(shí)，由于它粘結(jié)在梁體頂面，成為受力結(jié)構(gòu)的上緣部分，不管在設(shè)計(jì)上是否考慮其承受內(nèi)力，實(shí)際上都承受了一定的內(nèi)力。其質(zhì)量的好壞、是否平整、是否具有較好的構(gòu)造深度將直接影響服務(wù)水平和行車安全。橋面鋪裝層的受力既復(fù)雜又難以定量，作用非常重要。特別在高速公路上，由于交通量大、重型車多、速度快、沖擊力強(qiáng)，橋面鋪裝顯得尤為重要。為了延長橋面鋪裝的使用壽命，應(yīng)對(duì)橋面鋪裝的設(shè)計(jì)和施工予以足夠的重視。

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