混凝土橋面病害成因及防治措施分析

李定珠

（重慶交通大學 土木工程學院， 重慶 400074）

1 序言

許多橋梁建成通車后不久在遠未達到設計壽命前,就出現了眾多的病害，其中橋面病害尤為普遍和嚴重，主要表現為脫層、鼓包、開裂、車轍、推移、唧漿、鋼筋銹蝕等現象。通過大量的調查發現橋面病害成因包括水損以及防水粘結層功能的下降，因此橋面病害的防治逐漸得到重視。

1.1 病害類型

不同的因素造成了不同類型的病害特點，主要歸納為開裂、表面變形、水損壞以及橋面板破壞等五大類。

1 開裂

開裂類破壞主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、網裂等。橋面鋪裝層裂縫首要表現為橫向裂縫，通常橫向裂縫沿垂直于道路中心線延伸，尤其是在橋面板或者梁搭接的位置，伸縮縫和其它沉重構建處都容易出現裂縫。

2 表面變形

表面變形是指瀝青混凝土在高溫時軟化而流動變形，主要沿車輪線及附近出現，一般表現為車轍、推擠、擁包等，其變形類破壞一般出現在車輛行車線附近。

3.水損

水損破壞主要表為：剝離、松懈、坑槽、唧漿等，主要出現在橋面排水不暢、橋面鋪裝不嚴實、孔隙率較大、防水粘結層不透水性能較薄弱、水泥混凝土橋面板鋼筋預埋等部位。

4.橋面板破壞

水泥混凝土橋面板常出現的破壞是鋪裝層的龜裂、破碎和漏筋，一般出現在預埋鋼筋網、梁相互搭接、伸縮縫安裝、振搗不充分等部位，尤其是承重受力較強、防水粘結層不透水性能較差等部位。

1.2 橋面病害成因分析

橋面出現病害的原因是多方面的，具體說來，主要包括橋面自身結構設計和原材料本身的缺陷、車輛荷載的反復作用、水的滲入、自然環境、施工的缺陷等五大類。

1.橋面自身結構設計和原材料本身的缺陷

橋面自身的缺陷又包括設計缺陷和自身材料缺陷，我國在橋面設計方面還沒有較合理的設計理論和設計規范，在進行橋面鋪裝設計時，設計出的橋面鋪裝結構并不一定科學。當混凝土配合比設計時孔隙率大，積水易滲入混合料內部，繼而造成水損；油石比設計過高易造成泛油現象；當防水涂料各組分比例設計不準確時易降低其粘結和不透水性；當水泥混凝土板的配合比設計不合理將會造成強度的降低。

橋面源頭上的缺陷應溯源到材料本身，如果本身使用的瀝青性能不佳，低溫易脆變，高溫易軟化，易造成車轍、脆裂等病害；如果防水材料本身粘結性差，使用效果自然降低，水泥混凝土橋面板也是同樣的道理。總而言之，材料本身的缺陷就是其自身使用性能如各項指標無法達到實際的使用要求。

2.車輛荷載的反復作用

橋面通車后主要是為了車輛行駛的需要，使其在使用年限內不會被車輛荷載的反復作用損毀。尤其是在車輛荷載的作用下瀝青混凝土在夏季因高溫出現流體變形，造成車轍、推移等永久變形；當水滲入混凝土內部以后，在行車荷載的作用下容易造成動水壓力，從而出現唧漿、剝落等損害；尤其是在橋面轉彎、大陡坡路段及車輛急剎車時，行車荷載易對橋面造成剪切破壞，瀝青混凝土鋪裝層和橋面板之間易產生錯位滑移，導致推移、擁包等病害。在梁或板的搭接處或者其它承重構件處容易在荷載作用下產生負彎矩和應力集中。

3.水的滲入

水對橋梁的損壞主要表現在兩個方面：第一種是水滲入瀝青混凝土，浸入瀝青與集料的界面，使瀝青與集料的粘附性下降，在車輛荷載作用下產生動水壓力使瀝青混凝土慢慢散落，逐漸演變為網裂、坑槽、唧漿等病害。當水滲入混凝土以后，冬季低溫環境中水易結冰，出現嚴重的凍融破壞。

第二種是當防水粘結層的防水能力失效后，水會穿過鋪裝層和防水粘結層滲入水泥混凝土橋面板產生堿-基料反應和鋼筋的銹蝕,尤其是冬季融雪防凍的鹽溶液滲入，易發生復雜的電化學反應。

4.自然環境

自然環境對橋面的破壞主要包括溫度、降雨、鹽水侵蝕等。當瀝青混凝土的高低溫穩定性無法抵抗行車荷載時，夏天易流體變形而出現車轍、推移等病害，冬天易因凍融而脆裂；降雨天排水不暢容易下滲而造成水損；另外瀝青混凝土容易在光、熱、水、氧的共同作用下發生氧化反應或者更嚴重的老化，而造成嚴重的破壞。

5.施工過程的缺陷

完善的施工工藝和正確的施工方法是橋面良好使用效果的保證。調查發現,瀝青混凝土攤鋪的不完善是造成病害的重要原因，攤鋪和碾壓不均勻易造成橋面凹陷，雨天易形成積水區；壓路機碾壓不充分易導致壓實度低，孔隙率過高造成水下滲形成水損；施工過程中，攤鋪機和壓路機經常防護不到位因滴落的柴油和煤油造成污染而影響質量；一般瀝青混凝土攤鋪時溫度可達150℃以上，接觸到防水粘結層會因高溫而軟化，碾壓時易造成骨料穿刺損害；若防水涂料噴灑前橋面板未清理、刮毛、磨平突出物，防水涂料成膜后易降低粘結效果和造成穿刺破壞。噴灑不均也將影響通車后的使用效果。

1.3 混凝土橋面病害防治措施

針對前面總結的病害成因，欲望達到有效的防治效果，需從病害成因中分析，從根源著手。混凝土橋面病害防治措施主要可以從三個方面著手：原材料性能是否達標、設計是否合理、施工過程是否正確。

1.從原材料著手

要想橋面不出現早期病害，原材料是否合格是關鍵所在，嚴把原材料質量關，各項指標實測合格后方可使用，避免使用較多的光滑石料，選用有棱角性的原材料增加相互之間咬合力，拌合的時間、溫度等必須控制準確，以保證混凝土質量。瀝青和防水涂料的性能須滿足使用的要求，必須耐高低溫、有較好的粘結和抗剪切強度，較強的抗施工穿破和不透水能力等。

2.從結構設計方面著手

在設計上應保證各層厚度滿足使用要求，嚴格按照設計規范來施工。對于高速公路橋面，如防水粘結層厚度一般要求2-3mm；瀝青混凝土配合比設計要合理，盡量使用密級配，謹防因孔隙率過高而滲水，油石比應設計準確，油石比過高容易出現泛油現象，其各層的原材料摻配比率必須準確；泄水孔的標高以及橋面坡度應設計合理，確保橋面水便于排出。總之，橋面各層及附屬結構的設計必須滿足使用的需要。

3.從施工工藝著手

施工中經常有工人因操作失誤而造成質量問題。施工前應對水泥混凝土橋面進行清掃、刮毛等，突出物及凹陷處應打磨或修補，以保證橋面平整、粗糙、干燥、干凈，否則容易影響防水粘結層與橋面板的粘結效果，尖銳物易造成穿刺損傷。防水涂料施工時，涂抹要均勻，撒布的量要充分；碾壓一定充分壓實，碾壓時一定要保證較好的平整度，以免出現凹陷，雨天形成積水；攤鋪機和壓路機上的柴油等有害物質做好保護措施，謹防低落到橋面影響質量；施工完后要保證足夠的養護期，謹防過早通車，養護過程中防止表面出現雜物。

1.4 結論

(1)研究發現混凝土橋面病害主要歸納為開裂、表面變形、水損壞以及橋面板破壞等五大類型.

（2）橋面病害成因主要包括橋面自身結構設計和原材料本身的缺陷、車輛荷載的反復作用、水的滲入、自然環境、施工的缺陷等五大類；

（3）混凝土橋面病害防治措施大致也可以從原材料性能是否達標、設計是否合理、施工過程是否正確這三個方面著手解決。