公路橋梁防排水系統(tǒng)缺陷及防治措施分析

劉新宏

（石家莊市三環(huán)路管理處，河北 石家莊 050051）

1 目前公路橋梁防排水系統(tǒng)缺陷

目前，因橋梁防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的缺陷，對橋梁的安全性和耐久性有著很大的影響，再加上交通量的大幅增長和超載的影響，使橋梁過早地遭到破壞，甚至成為危橋。具體表現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 橋面系防排水缺陷。長期滲流水致使橋面鋪裝層、護(hù)欄、梁板底部、邊梁外側(cè)等結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)腐蝕酥松、脫落、鋼筋與混凝土分離、鋼筋裸露等病害。另外橋面水泥砼鋪裝太薄和鉸縫混凝土質(zhì)量不高，水由鋪裝層向下滲漏，從鉸縫流到梁板，對混凝土產(chǎn)生腐蝕，削弱了梁板的承載能力。

1.2 過去采用的伸縮縫形式基本上都是漏水的，由伸縮縫處滲漏水往往流到梁端和蓋梁，對其頂部混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。

1.3 橋梁墩臺等下部結(jié)構(gòu)受到水的侵害來源于兩方面：一是橋面系水的順流，二是外界水的浸蝕，尤其在河流、海洋水位上下浮動(dòng)的部位更是嚴(yán)重。作為橋梁重要承重結(jié)構(gòu)，墩臺被嚴(yán)重腐蝕的病害如不及時(shí)修復(fù)，后果不堪設(shè)想。

1.4 施工過程中結(jié)構(gòu)的積水未注意及時(shí)排放，預(yù)應(yīng)力孔道未注意封口，排水孔布置密度低，積水對梁體、孔道內(nèi)鋼絞線束、壓漿漿體造成侵害。

從對公路橋梁病害調(diào)查結(jié)果來看，橋面和施工過程的積水的損壞占的比例最大，其次是邊梁外側(cè)、梁端、蓋梁、下部結(jié)構(gòu)墩臺水位浮動(dòng)處損害。

2 橋梁防排水系統(tǒng)缺陷對橋梁造成損害的機(jī)理分析

橋梁結(jié)構(gòu)水泥混凝土長期處于潮濕條件下，尤其在干濕或凍融的交替循環(huán)狀態(tài)下，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性會(huì)大受影響。

水泥混凝土在塑性期或硬化初期會(huì)因?yàn)樗终舭l(fā)造成塑性開裂，形成微小裂縫。若橋梁結(jié)構(gòu)混凝土厚度薄，和空氣的接觸面積大，則很容易產(chǎn)生塑性開裂。塑性裂縫會(huì)隨著車輛反復(fù)荷載的沖擊逐漸擴(kuò)展，加速帶有腐蝕性物質(zhì)的水對混凝土產(chǎn)生腐蝕。

堿—骨料反應(yīng)、鹽腐蝕、凍融作用是混凝土結(jié)構(gòu)的三大主要破壞因素，三種反應(yīng)都是因?yàn)樗M(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起的，只要沒有水，就可以減緩或避免，所以必須設(shè)置完善的防排水系統(tǒng)，將混凝土與水隔離開來，使其不具備發(fā)生反應(yīng)的條件，就能延長橋梁使用壽命。

3 橋梁防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工重點(diǎn)

橋梁防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的，就是設(shè)法將水與混凝土隔離，使水不能進(jìn)入混凝土本體，尤其不能進(jìn)入裂縫，并排出橋梁結(jié)構(gòu)范圍以外。設(shè)計(jì)及施工重點(diǎn)應(yīng)包括以下幾方面。

3.1 混凝土本身的自防水

混凝土經(jīng)常大面積接觸水的部位要設(shè)計(jì)為防水混凝土，尤其是橋面和下部結(jié)構(gòu)水位浮動(dòng)的部位。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為防水混凝土或加入丙烯纖維可以起到阻裂作用，并使其具有很好的抗?jié)B能力，達(dá)到自防水的基本要求。

3.2 橋面鋪裝及防水涂層

橋面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm，最薄處厚度不能小于8cm，橋面鋼筋網(wǎng)鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不能大于150mm。

橋面水泥混凝土鋪裝層上面必須設(shè)置防水層，防水層要與水泥混凝土和瀝青混凝土都有很好的親和性，附著力好，具有良好的力學(xué)性能，否則就成為一個(gè)層間抗剪力很低的夾層，將導(dǎo)致橋面瀝青混凝土出現(xiàn)擁包、滑移，直至松散、破壞。

3.3 預(yù)制梁橋的鉸縫

預(yù)制梁橋的鉸縫處是受力復(fù)雜、混凝土最薄弱的部位，最容易受到侵蝕，橋面水通過鉸縫裂縫進(jìn)一步腐蝕梁板混凝土和鋼筋，易形成單梁受力，降低承載能力直至破壞。

鉸縫混凝土應(yīng)設(shè)計(jì)微膨脹防水混凝土，并保證振搗密實(shí)。在施工時(shí)，鉸縫底部應(yīng)提前灌注砂漿封堵，防治底部混凝土漏漿離析。鉸縫頂部混凝土高出預(yù)制梁頂板部分要鑿除，以保證橋面鋪裝層厚度。

3.4 伸縮縫的防水

伸縮逢下面的梁端和蓋梁因伸縮縫漏水受水損害最嚴(yán)重，造成該部位最容易損壞。目前毛勒縫、仿毛勒縫有較好的防水效果。對伸縮量小于5cm的小變位伸縮縫，采用聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫，也能成功地解決伸縮縫漏水的難題。

3.5 橋面泄水孔

無論設(shè)計(jì)還是施工，橋面泄水孔的設(shè)置都容易被忽略。常見問題有：未正確計(jì)算橋面收水面積，收水口小，不能及時(shí)將橋面的水排走；收水口高于橋面，造成橋面積水；收水口周圍混凝土不密實(shí)，造成收水管周圍漏水；出水管過短，發(fā)生尿檐現(xiàn)象，導(dǎo)致收水口周圍以及邊梁外側(cè)混凝土的破壞，并影響橋梁外觀。

3.6 墩柱落水管

目前大跨徑連續(xù)箱梁橋往往在墩柱上設(shè)置落水管，一般有兩種方式，一種為外附著式，將PVC管道附著在墩柱上，在蓋梁外側(cè)與橋面泄水管連接，將橋面水排放于墩柱下的收水井中，這種設(shè)置方式的缺點(diǎn)是排水管道容易受到外力破壞。另外一種是將PVC管道預(yù)埋在墩柱及箱梁體內(nèi)，水由墩柱內(nèi)部出水口排出到橋墩下的收水井中，此種設(shè)置方式的缺點(diǎn)是管道疏通困難，橋面雜物容易堵塞排水管道，容易造成墩柱混凝土在管道內(nèi)積水侵蝕或凍脹的作用下遭到破壞。

兩種設(shè)置方式相比，第一種方式比較合理，且施工簡便，筆者認(rèn)為，對附著在墩柱上的管道應(yīng)盡量布置在墩柱內(nèi)側(cè)或中間，以防止行人及車輛的破壞。

無論采取哪種方式，都要注意將排水引出墩臺周圍，在大部分設(shè)計(jì)中，收水井并未與其他路面排水設(shè)施相連，收水井只是形式上的積水井，多余排水在墩臺周圍滲入地下，依舊侵蝕墩臺混凝土。

對受水位上下浮動(dòng)影響的墩臺，不但墩臺本身混凝土設(shè)計(jì)為防水混凝土，還應(yīng)對墩臺表面進(jìn)行防水處理，加強(qiáng)其防水性及耐久性。

3.7 護(hù)欄外側(cè)與人行道的構(gòu)造

護(hù)欄外側(cè)應(yīng)設(shè)計(jì)為光滑的表面，底面設(shè)有止水槽，雨水能很快地順外側(cè)流向地面，避免流向邊梁外側(cè)。設(shè)有人行道的橋梁，人行道的防水也不能忽視，防止雨水滲流到主梁。但有些設(shè)計(jì)忽略了這一點(diǎn)，雨水從人行道縫隙滲漏，沿外側(cè)漫流，從而造成邊梁翼板及外側(cè)的污染和腐蝕。

3.8 施工過程的殘留水

現(xiàn)在箱梁設(shè)計(jì)中普遍設(shè)有排水孔，但布置密度偏低。在箱梁施工結(jié)束時(shí)，往往忽視將其鑿開，造成梁體內(nèi)空間積水。后張法預(yù)應(yīng)力孔道因空置期較長，雨水進(jìn)入管道積存于管道最低處，對于管道彎度大的部位，排除是很困難的，這不但腐蝕鋼絞線，而且會(huì)加大壓漿的水灰比，降低壓漿漿體強(qiáng)度。因此在加強(qiáng)施工管理的同時(shí)，設(shè)計(jì)中很有必要對管道在空置期的封口提出重點(diǎn)要求。

4 結(jié)論

4.1 橋梁必須設(shè)置完善的防排水系統(tǒng)，首先是混凝土本身的自防水，保證本身的密實(shí)性和防腐蝕性能，另外橋面系防排水系統(tǒng)的完善是至關(guān)重要的。

4.2 在保證橋面混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)上，必須設(shè)置防水層，防水材料要有很好的親和性、牢固性和高溫施工性。伸縮縫必須設(shè)計(jì)選擇防水型的，毛勒、仿毛勒伸縮縫是目前比較理想的伸縮縫，5cm以下小伸縮量，可使用聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫。

4.3 梁端和帽梁頂部建議用普通的防水涂料進(jìn)行處理，防止伸縮縫失效時(shí)漏水腐蝕混凝土。下部結(jié)構(gòu)在水位浮動(dòng)部位處，除了要作防水混凝土外，也要涂防水涂料，墩柱應(yīng)做附著式排水，并避免受撞破壞。護(hù)欄外側(cè)應(yīng)包住翼板并設(shè)計(jì)滴水槽。 橋面收水口必須低于水泥混凝土鋪裝的高程，出水管應(yīng)保證不尿檐。

4.4 加強(qiáng)施工過程中的積水排放及預(yù)防管理，設(shè)計(jì)時(shí)要加大排水孔布置密度，對后張法預(yù)應(yīng)力管道在空置期的封口提出重點(diǎn)要求。

[1]JTJ 041—2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTG/T B07—01—2006，公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTGF40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].