桥面裂缝病害原因分析

2017-09-13尹晓林

河南建材 2017年5期

关键词：装层使用寿命桥面

尹晓林

福建省闽西交通工程有限公司厦门分公司（361000）

桥面裂缝病害原因分析

尹晓林

福建省闽西交通工程有限公司厦门分公司（361000）

这里结合实际施工案例对桥面产生裂缝病害的主要原因进行分析，主要包括三方面因素：结构设计、施工设计、后期桥面破坏情况，并提出可行性意见。

桥面裂缝；病害；沥青铺装层

0 引言

我国社会经济的快速增长，带动了交通行业的发展。目前，我国已建成许多桥梁，然而这些桥梁在实际投入使用后的情况却不容乐观。大部分桥梁在正式通车后不久就出现了表面炸裂、横向推移、高温车辙等病害现象，严重影响到了过往车辆的行车安全以及桥梁的使用寿命。本文将结合具体案例对桥面裂缝病害原因进行分析并提出有效建议，旨在为相关工程提供一些经验。

1 工程概况

以我国某大桥的桥面状况为例，该桥梁全长356.04 m，桥面宽12.4 m，桥面全部采用沥青铺装，机动车道部分的沥青铺装厚度为4.7 cm，沥青铺装路面与钢桥之间有一层厚度约3 mm的防水带并通过粘结剂实现沥青铺装路面的连接。

该桥梁于1999年通车，然而在通车不久后桥面就开始出现细微的裂纹，到2001年夏季，开裂程度已愈发严重并逐渐产生裂缝。由于裂缝的宽度较小，沥青铺装路面还可以正常使用。2002年冬季，在桥梁主受力梁部分的沥青路面上，裂缝已经开始扩大（见表1），裂缝长度以及宽度增长速度加快，路面横向裂缝也开始向其他车道蔓延（如图1所示），而纵向的裂缝已经逐渐发展成了鱼骨状。截至2003年春季，该桥梁已历经12次大小维护，重新铺装过的沥青路面面积达到1 000 m2。2003年春季，该桥梁的部分车道的结构已经出现严重损坏，沥青铺装的路面开裂现象十分严重，且外部渗水也已经进入到沥青铺装层的底部。同时，脱胶的沥青碎块在车辆行驶引起的震动下对壳体结构进行冲击，使得壳体的防腐涂层被破坏，桥体钢板逐渐出现锈斑。

图1 桥面裂缝

表1 承重部位裂缝情况

2 桥面破坏的主要原因

2.1 设计方面

汽车保有量的快速增长，使得过大的车流量对桥梁表面造成严重冲击。因此，一个科学合理的工程设计方案对桥面的承载力以及使用寿命来说至关重要。然而在实际的施工过程中，施工方没有对沥青铺装层作细致分析，使得大部分的设计方案具有一定片面性，有时还会因为过于注重主受力梁的设计而忽视了沥青铺装层的刚度，导致部分桥梁在使用过程中无法抵抗外界压力，容易被外力破坏。因此，沥青铺装层在整个桥梁设计过程中占有重要地位，施工方必须对沥青铺装层进行细致的研究和分析。此外，不同的桥梁结构也是影响桥梁质量及使用寿命的重要原因。施工方需要根据桥梁结构设计出一套科学合理的施工方案，以保证桥梁的沥青铺装层在今后的使用过程中不会因弯曲而产生裂缝，从而保证桥梁的使用寿命以及过往车辆的行车安全。

2.2 施工方面

在桥梁的整个施工过程中，施工技术是影响桥梁建成后能否安全使用的关键因素之一。因此施工方要保证在桥梁施工过程中相关的技术人员具有足够的专业知识与技能，同时还要保证施工使用的建筑材料符合桥梁的设计要求以及国家相关标准。具体情况如下:第一，应充分保证工程使用的水泥质量。水泥是桥梁路面建设过程中的主要施工材料一旦出现质量问题极容易导致沥青路面产生裂缝，会直接影响桥梁的后期使用。同时，在对水泥进行搅拌的时候应严格控制好水泥与水之间的比例，若水泥中加入的水量不符合设计要求，同样会造成桥面裂缝病害。当水泥所占的比例偏大，桥面会容易出现收缩性裂缝，当水泥所占的比例偏小时则会使桥面由于塌落出现裂缝。因此，施工人员在桥面铺路的过程中一定要控制好水泥与水的比例，以保证路面施工质量。第二，保证混凝土施工质量。在进行混凝土施工时应注意施工时间，施工时的气候和温度都是影响施工质量的重要因素。例如，冬天的温度过低会减缓混凝土融合的速度，严重影响混凝土施工效率；而在春秋时节，早晚温差较大、风速过快使得混凝土中的水分容易快速蒸发，会直接导致混凝土干缩并产生裂缝。因此，施工人员应把握好混凝土施工的时间，同时也应该充分考虑到在混凝土施工过程中可能出现的问题并设计出解决方案，以保证施工顺利进行。第三，严格控制好钢筋网片的位置。在整个桥梁施工阶段，钢筋片网应被放置在沥青铺装层的正中间，钢筋片网的位置出现偏差也会导致桥面在竣工后产生裂缝。

2.3 后期的桥面损坏

后期桥面的损坏主要是由于车辆过往而产生的外力对沥青铺装层的破坏。在桥梁后期的使用过程中，外力对桥面的影响是不可避免的，而相关部门又没有及时对桥面进行后期的养护工作和检修，使得桥面裂缝病害逐渐增加。在施工完成后，桥面产生的裂缝种类主要有三种:干缩裂缝、横向裂缝和温度裂缝。桥梁在日常使用过程中承受的压力负荷过重、桥梁挠度的增加、后期维护工作不到位都是导致这几种裂缝产生的主要原因。此外，温度的变化也会影响到沥青铺装层的使用寿命，而桥面裂缝也会随着桥梁使用年限的的增加逐渐增多，因此只有对桥梁路面进行定期维护工作，才可以在一定程度上减小裂缝病害给桥面以及行驶车辆带来的危害。

3 病害处理措施

3.1 优化设计方案

科学合理的设计方案是保障沥青铺装层具有高抗压能力的必要条件之一。施工方在进行沥青铺装工作之前，应对沥青铺装层能承受的压力负荷进行细致的计算并结合实际情况以及桥梁的建筑特点设计出一套科学合理的施工方案以保证后期桥梁的正常使用以及使用寿命，不可以只注重对主梁的计算从而忽略对沥青铺装层刚度的要求[1]。

3.2 优化施工程序和方法

首先应提高选材的质量，所用建筑材料质量的好坏是直接影响桥梁使用寿命的重要因素。在这个过程中，对水泥的选择尤为重要，一旦水泥出现质量问题将直接使得桥面更容易出现裂缝病害。同时,在搅拌水泥的过程中应注意水和水泥的比例，不合理的比例会增加桥面出现裂缝病害的机率。施工过程中应调整好钢筋片网的放入位置，按照相关流程要求进行操作，保证钢筋网位置的准确性。在进行混凝土施工时要合理把握施工时间，避免季节、温度对混凝土凝结造成影响。

3.3 注意后期维护

长期的外力因素会对桥面造成严重影响，因此相关部门应注重对桥面进行后期养护工作。车辆行驶引起的震动、气温等都是对沥青铺装层造成影响的重要原因，最终造成沥青铺装层的结构疲劳，使得原本的外界因素逐渐转变成桥梁的内部因素。因此相关部门应充分了解桥梁的使用状况以及做好桥梁使用寿命的评估工作，据此制定详细的维护计划并对桥梁进行定期的养护工作来防治桥面病害。