橋面鋪裝病害成因與維護(hù)對策探究

柳革新

摘要：本文分析了橋面鋪裝早期病害產(chǎn)生的原因，提出了針對性的養(yǎng)護(hù)維修措施。

關(guān)鍵詞：橋面鋪裝 病害成因 維護(hù)對策

0 引言

橋面鋪裝是橋梁行車道系的重要組成部分，直接承受車輛荷載、梁體變形、和環(huán)境因素的綜合作用，其受力和使用條件較一般路面更為復(fù)雜。近年來我國公路橋梁建設(shè)快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，大跨橋梁已很普遍，但橋面鋪裝的設(shè)計與施工仍沿用傳統(tǒng)的習(xí)慣做法，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對橋面鋪裝層一般不作專門的計算分析。隨著交通量和重型車輛的增加，橋面鋪裝問題普遍。這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來了很大困難。近年來，人們對于因橋面鋪裝問題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失給予了足夠的重視。橋面鋪裝的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。

1 橋面鋪裝病害原因分析

1.1 構(gòu)造原因 橋梁的結(jié)構(gòu)理論中對橋面鋪裝層的計算分析論述幾近于零，現(xiàn)行規(guī)范中只給定了厚度的推薦值，工程界一直在各等級的公路中運(yùn)用了幾十年。隨著交通量的增大，現(xiàn)行鋪裝與重型、超重型汽車的增多和車速的增快已不相適應(yīng)。橋面鋪裝層直接承受車輪荷載的沖擊，橋面鋪裝部分或全部參與了主梁結(jié)構(gòu)的變形，因此橋面鋪裝是一個受力復(fù)雜的動力體系，各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。梁設(shè)計的箱梁骨架鋼筋在實際受力狀態(tài)下難以像T梁主筋那樣發(fā)揮應(yīng)有的作用。所以，設(shè)計的假設(shè)狀態(tài)與箱梁的實際受力狀態(tài)不一致。從眾多箱梁的設(shè)計來看，大部分設(shè)計者對箱梁構(gòu)件是按T形梁進(jìn)行處理的。而箱梁的實際受力雖有近于T梁的一面，又有異于T梁的一面，對于連續(xù)箱梁差別更大。尤其是近年來箱梁的橋面越來越寬，橋跨與橋?qū)捴仍絹碓叫?，箱梁仍按T梁那種長細(xì)桿件設(shè)計配筋，就越來越不適宜了。

1.2 施工原因 其一鋪裝層厚度偏小。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)確地預(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)計值相符是比較困難的，一般在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度。如果調(diào)整不好，就會造成鋪裝層厚度不均，使有的地方厚度偏小。施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計值相差較大，一般應(yīng)在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度，如果調(diào)整不好，就會造成橋面鋪裝層厚度不均，使橋面鋪裝層局部過薄，消弱了橋面鋪裝的剛度和承載能力。其二鋪裝層內(nèi)鋼筋網(wǎng)錯位。鋼筋網(wǎng)在進(jìn)行綁扎和澆注混凝土?xí)r，受到施工人員、機(jī)械和混凝土自重的壓力，導(dǎo)致其緊貼橋面板而改變了原設(shè)計鋼筋位置，消弱了鋼筋網(wǎng)的分布筋作用承受荷載的能力，尤其對于出現(xiàn)負(fù)彎矩的橋面鋪裝層，容易因此出現(xiàn)橋面裂縫等損壞現(xiàn)象。其三混凝土的溫縮和干縮作用。由于混凝土硬化初期抗拉強(qiáng)度低，若溫縮或干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度，將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生早期裂縫，造成橋面的過早損壞。其四是混凝土質(zhì)量的影響?；炷恋脑牧?、級配，拌合物的和易性較差或施工控制不良造成混凝土蜂窩，局部過振或欠振，強(qiáng)度降低等缺陷。這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性，降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲的能力，使鋪裝層建成后經(jīng)短期荷載作用容易發(fā)生混凝土的破壞。

1.3 外界環(huán)境的影響 其一是過早通車。橋面鋪裝完成后過早開放交通，造成橋面鋪裝在強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，形變未穩(wěn)定的情況下過早承受外來荷載作用，容易造成橋面鋪裝的早期損壞。其二是荷載過大及沖擊影響。對于目前增長較快的重載交通及超載，加重了橋面鋪裝層的負(fù)荷，并且軸重的增加形成較大的沖擊荷載，在路面不平整或橋面伸縮縫、施工縫位置，沖擊作用更為明顯，造成橋面鋪裝層特殊位置或局部先期破壞，并促使破壞向其他部位擴(kuò)展惡化。其三是交通組織的影響。在公路交通組織管理中，由于車道的功能劃分，使橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營始終處于偏載狀態(tài)，加快了主車道鋪裝層的疲勞，使主車道鋪裝層容易發(fā)生各種病害并以較快的速度發(fā)展。

2 橋面鋪裝維護(hù)對策

2.1 灌縫 當(dāng)前，受設(shè)計水平、鋪裝材料和經(jīng)濟(jì)性的制約，橋面鋪裝開裂具有一定的不可避免性，在橋面鋪裝開裂后，分析裂縫產(chǎn)生的原因、選擇合適的修補(bǔ)方法和處理的最佳時機(jī)顯得尤為重要。對由于溫縮應(yīng)力或支座頂面負(fù)彎矩所造成的橫向開裂，一般選擇在冬季氣溫降低后進(jìn)行灌縫。對縱向裂縫，應(yīng)作詳細(xì)的原因分析，對由于單板受力所造成的縱向開裂，一般宜采用橋面鋪裝改造的方法進(jìn)行處理，從根本上改善橋梁的整體受力性能，灌縫不能從根本上消除此類裂縫。

2.2 局部挖補(bǔ) 面層瀝青混凝土損壞時，將損壞部位切成規(guī)則的矩形，水泥混凝土橋面上要認(rèn)真清理。噴灑足量的粘層瀝青確保聯(lián)接良好，用路面養(yǎng)護(hù)車進(jìn)行加熱，鋪筑瀝青混合料與原橋面標(biāo)高保持一致碾壓成型。適用于橋面局部擁包、坑槽等病害，病害程度較輕微。

2.3 橋面鋪裝改造 ①鑿除橋面鋪裝層重新鋪筑a改變橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，將防水混凝土的厚度增加，用以增大橋面板的計算厚度和實際的橫向聯(lián)系作用。出于美觀和功能性的考慮，在防水混凝土鋪裝層上還加鋪一層0.5或1cm厚的稀漿封層或改性瀝青防水層等。b加粗、加密鋼筋網(wǎng)，即加大鋼筋的直徑和減小鋼筋之間的距離；c提高防水混凝土標(biāo)號，并在其中適量摻加聚丙烯纖維，改善混凝土的抗裂、抗?jié)B性能；d在梁板頂面植筋，錨固筋頂部與上層鋪裝鋼筋網(wǎng)焊接，加強(qiáng)橋面鋪裝與梁板的共同作用。②鑿除鉸縫混凝土重新澆筑a提高鉸縫混凝土的標(biāo)號為40號；b對于跨徑不小于8米的橋涵構(gòu)造物，在鉸縫中增設(shè)鉸縫鋼筋以及鉸縫頂面增加鉸縫連接鋼板，加強(qiáng)梁板的橫向聯(lián)系；而對跨徑小于8米的橋涵構(gòu)造物，在鉸縫頂面增設(shè)鉸縫聯(lián)結(jié)鋼板，加強(qiáng)梁板的橫向聯(lián)系。③板底粘貼碳纖維布或鋼板。單板受力的橋梁如果得不到及時加固處理，其單板的承載能力勢必下降，為提高橋梁單板的承載能力，在行車道板底粘貼一層碳纖維布或鋼板用以提高單板的承載能力，提高橋梁的安全度。

2.4 改造完善橋面排水系統(tǒng) 水是造成橋面鋪裝擁包、坑槽的主要原因，因此，必須設(shè)置完善的橋面排水系統(tǒng)，迅速排除橋面水，防止水分下滲。橋面排水采用防、排結(jié)合的原則，當(dāng)前，大多數(shù)橋面排水系統(tǒng)的設(shè)置僅考慮了橋面表面水的排除，對橋面內(nèi)部的排水重視不足，而橋面滲水具有一定的不可避免性，這就造成了橋面鋪裝早期破壞的隱患。鋪裝層內(nèi)滲入水的排出較為困難，目前尚無十分有效的措施，要徹底解決該問題必須從材料著手，如要用排水性鋪裝層，同時結(jié)合邊緣盲溝排水系統(tǒng)等。

3 結(jié)束語

公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范只對橋面鋪裝的材料選擇、施工方法和厚度等方面作了指導(dǎo)性說明，缺乏具體的設(shè)計理論和施工規(guī)程，瀝青混合料的設(shè)計更是無章可循，仍沿用傳統(tǒng)的路用瀝青混合料的做法，這都為瀝青鋪裝層的使用埋下了隱患。當(dāng)務(wù)之急是加快對瀝青混凝土橋面鋪裝的進(jìn)一步研究，以明確橋面鋪裝層各結(jié)構(gòu)層計算模型、力學(xué)特性及相關(guān)參數(shù)，為橋面鋪裝的設(shè)計提供指導(dǎo)；同時，加強(qiáng)對各鋪裝層材料的材料性能指標(biāo)和測試技術(shù)的研究，開發(fā)適應(yīng)橋面破壞機(jī)理的新材料；另外，還要改進(jìn)鋪裝技術(shù)及提高施工質(zhì)量，保證設(shè)計模型的準(zhǔn)確性，從根本上解決橋面鋪裝早期損壞問題。

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