沥青混凝土桥面铺装病害分析及预防措施研究

范志华

摘 要：桥面铺装是桥梁工程建设中一项复杂、关键的技术，沥青混凝土桥面铺装破坏现象在当前非常普遍，仍然是一个世界性的技术难题，目前我国现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明，关于具体的设计理论与方法还非常少。本文分析了桥面破坏的原因，针对桥梁在通车不久出现局部坑槽、角隅破坏、纵向裂缝等现象，提出了保证桥面质贡的具体措施。

关键词：桥面铺装；施工技术；防治措施

0 前言

随着交通量和重型车辆的增加，特别是超载现象严重，桥面铺装出现了一些较为普遍的病害，严重影响了交通，也给维修工作带来了很大困难，造成了巨大经济损失。桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能和大跨度桥梁发展的一大病害，引起人们的广泛关注。为此，亟需从理论与实际两方面对桥面铺装层结构的设计与施工中的关键技术问题加以研究，制定一套指导铺装结构设计与施工的规程。本文分析了桥面破坏的原因，针对桥梁在通车不久出现局部坑槽、角隅破坏、纵向裂缝等现象，提出了保证桥面质贡的具体措施。

1 桥面早期破坏的原因

桥面铺装破坏以后，不但有损桥梁的整体形象，而且行车不舒适甚至易出现交通安全事故，社会影响极大。另外由于立交桥平面线型半径较小，且桥梁断面需变宽变高，梁跨为非预应力连续梁和预应力连续梁。这种体系设计允许桥梁有较大变形，存在细微的裂缝，在这种情况下，桥面铺装的早期破坏更易发生梁体在水作用下的腐蚀侵害，对梁体的结构安全及使用寿命造成极大的危害。

1.1桥面铺装抗剪强度不足

桥面抗剪强度不足主要是因为沥青混凝土桥面铺装与水泥混凝土结合不好，粘结力较小，抗剪强度较低。在行车荷载作用下，由于沥青混凝土与水泥混凝土弹性模量不同，桥身混凝土与沥青混凝土铺装弯曲变形存在差异，从而产生反复的剪切作用，降低结合面的抗剪疲劳强度。一旦抗剪强度不足处刹車过于频繁或者有车辆紧急制动产生较大剪切力时，将会造成桥面铺装破坏。

1.2桥面铺装积水

当混凝土桥面平整度不是很好时，桥面上积水经沥青混凝土面层渗入后，易在低洼处积存，在重力作用下无法沿横坡渗出。此部分积水受车辆荷载作用时，水压力增加数倍，对防水层与梁体顶面、沥青与集料之间起到剥离作用；此部分积水蒸发时，对防水层和沥青会起剥离老化作用，从而引起桥面铺装的破坏。在冬季即使没有外部荷载，桥面积水的冻胀也能造成桥面铺装的破坏。

1.3桥面铺装透水

为保证高速行使的车辆在雨天的安全性，桥面铺装都要求具有一定的抗滑性能，提供表面的构造深度和降低空隙率是沥青混凝土配合设计的一对矛盾，在桥梁上使用沥青混凝土时，规范要求不开强振，因此压实度很难提高。由于以上因素，即使优化配合比设计和完善压实工艺，桥面沥青混凝土铺装也难以完全杜绝雨水渗入。

2 桥面铺装

桥面铺装也称行车道铺装，或者也叫桥面保护层，它是车轮直接作用的部分。其作用在于防止车辆轮胎直接磨损属于主梁整体部分的行车道板，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起到一定的分布作用。

汽车荷载通过车轮作用于桥面上时是一个局部移动的集中荷载，铺装层在荷载的作用同梁板一起产生正负弯矩，即铺装层上下面会出现拉应力和压应力，且桥面局部地方会产生应力集中，而混凝土存在微观裂隙，在荷载应力集中作用下，造成裂隙向四周扩展，最终在汽车荷载反复作用下造成铺装层破坏。

3 铺装层病害原因分析

造成桥面铺装病害主要有设计、施工方面以及外界环境的影响等多方面。

3.1设计方面

对于设计人员来说，在以往的桥面铺装层设计时一般认为桥面铺装层只是作为桥梁工程的附属结构，很少进行专项设计，一般就是采用标准图，很长时间不进行调整，很少对铺装层进行专门的结构设计。以往《公路桥涵标准图》（JT/GQB002-93）中采用10cm厚桥面铺装现浇层，铺装层钢筋为直径8mm、间距一般为15cm×15cm、混凝土标号多为25号；对于铰缝也只是配置了铰缝钢筋。

3.2施工方面

（1）由于施工因素或施工工艺水平低。对于铰缝下层钢筋的搭接绑扎没有符合设计要求；板间铰缝没有凿毛，造成铰缝混凝土与空心板的粘结性差、铰缝施工时底模漏浆，造成空铰等原因，没有达到通过铰缝将空心板连接成整体，在汽车荷载下桥面板整体受力而是各自受力，最终在汽车荷载碾压下造成桥面沿铰缝发生纵向裂缝。

（2）各部位混凝土凿毛不够或清洗不干净。例如梁顶面没达到设计要求或顶面有杂质，造成在浇筑桥面混凝土时桥面铺装层与桥梁顶面没有很好的结合在一起而发生“脱空”现象，在汽车荷载作用下桥面铺装层与梁板没有共同受力，而是铺装层单独先受力，最终在汽车荷载反复碾压下发生局部裂缝。

（3）铺装层厚度不均匀。由于施工单位的施工工艺水平或其它一些原因，测量人员在施工过程中没有控制好标高，使得架梁的整体标高左右前后与设计标高相差太大，而设计铺装层为等厚的，这就造成了桥面铺装层厚度不均匀，局部地方偏厚或偏薄，降低了桥面铺装的刚度和承载能力，在汽车荷载的反复碾压下出现局部坑槽，造成桥面铺装层破坏。

（4）混凝土的强度不够。施工过程中由于没有控制好混凝土的原材料、级配以及拌合物的和易性等或施工控制不良而造成混凝土强度没达到设计要求。从而降低了桥面铺装层的整体性，以及钢筋混凝土的抗裂、抗冲击、抗弯曲的能力。

3.3外界环境的影响

超载车辆越来越多，这就大大加重了桥面铺装层的负荷，并且轴重的增加在桥面铺装层上形成较大的冲击荷载，尤其是在桥面的伸缩缝、施工缝等位置受汽车荷载冲击作用尤为明显，由此造成桥面铺装层特殊或局部位置先行破坏，并促使破坏向其它部位扩张恶化，最终导致桥面铺装层破坏。

4 预防措施

（1）首先设计人员设计时应参照最新的由人民交通出版社出版的《公路桥梁通用图》中相应部分图纸，并且应对容易发生桥梁铺装层破坏的局部地方进行加强设计。不能套用以往标准图或者采用以往设计。

（2）施工人员应严格按照国家现行《公路桥涵施工技术规范》执行。应特别注意在梁板与铺装层、铰缝与梁板等混凝土相互结合的部位，并要保证铰缝底部钢筋搭接符合设计要求，铰缝底模漏浆等。

（3）施工测量人员应经常复核施工标高，避免因施工原因造成梁板标高设计标高，应将标高误差降低到施工允许范围内，以确保在架梁后铺装层的厚度符合设计要求。

（4）桥面铺装层施工时，施工人员应随时注意钢筋网的变化，在钢筋网底部应多布置一些混凝土垫块，以减少由于人为、机械等因素造成钢筋网局部地方紧贴梁板，而顶部保护层过大。

5 结 语

本文就沥青混凝土铺装层破坏生成原因及一些预防措施提出了一些看法，为的是在今后的工作中引起设计及施工方面对桥面铺装层的重视。

参考文献

[1]王京元. 水泥混凝土桥沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析和结构设计方法[D].大连理工大学，2013.

[2]王少华. 连续梁桥沥青混凝土桥面铺装层的结构设计研究[D].山东大学，2014.