淺談橋面鋪裝病害及提高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方法

榮梅

（黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150080）

前言

橋面鋪裝是車輛直接作用的部分，同時(shí)也是行車道系的組成部分。它的作用不僅體現(xiàn)在為車輛提供平穩(wěn)舒適的行駛條件，更重要的作用是保護(hù)橋梁的梁板不受磨損和大氣侵害并擴(kuò)散車輪荷載，同時(shí)還對(duì)荷載進(jìn)行橫向分布。相對(duì)于橋梁全部造價(jià)，橋面鋪裝所占比例不大，但它的質(zhì)量?jī)?yōu)劣卻直接決定了橋梁的使用安全性、耐久性和行車舒適性。隨著交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是高等級(jí)公路建設(shè)力度的加大，對(duì)橋面鋪裝的性能也提出了更高的要求，由橋面鋪裝的受力分析可知，鋪裝層承受著較大的反復(fù)拉壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力，因此，橋面鋪裝要能夠正常使用，必須具有足夠的強(qiáng)度、平整度和耐磨性能，具體來講，有以下幾個(gè)方面：

一是具有良好的抗荷載開裂與抗溫度收縮的性能。

二是具有良好的高溫穩(wěn)定性及較強(qiáng)的抗疲勞性與抗剪能力。

三是具有足夠的強(qiáng)度、剛度及良好的變形適應(yīng)能力。

四是橋面鋪裝各層必須具有良好的黏結(jié)力，使橋面鋪裝各層能夠牢固的形成整體，才能保證在荷載作用或溫度變化時(shí)共同受力，共同作用。

五是有很好的防水性能。

六是鋪裝表面應(yīng)具有良好的平整度和構(gòu)造深度，以減少車輛的沖擊和提高鋪裝層的抗滑能力。

1 橋面鋪裝常見病害的表現(xiàn)形式

常見病害主要表現(xiàn)為四種形式，即橫向裂縫、縱向裂縫、擁包和坑槽。

2 常見病害產(chǎn)生的原因分析

現(xiàn)實(shí)中大量的橋面鋪裝層遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，就提前出現(xiàn)了影響正常使用的病害，特別是一些橋梁在只使用了幾年，甚至剛建不久就出現(xiàn)了嚴(yán)重的橋面破損現(xiàn)象。究其原因，除了部分施工因素以外，更主要的問題還是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不夠精細(xì)，忽視了對(duì)總體構(gòu)造和細(xì)部處理的關(guān)注，導(dǎo)致橋面鋪裝層達(dá)不到理想的效果。可歸納為以下幾個(gè)方面：

2.1 超載車輛的破壞

汽車超載有兩種情況：其一是車輛軸重違規(guī)超載，另一種是橋梁通行的車流量超過原設(shè)計(jì)流量，前一種現(xiàn)象在我國公路運(yùn)輸中較為普遍，是一種客觀存在。由于混凝土并非是均勻和連續(xù)的，內(nèi)部存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微小缺陷會(huì)逐漸發(fā)展、合并形成宏觀裂縫，所以橋梁的超載一方面可能引起疲勞問題，使橋面鋪裝層疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，另一方面超載造成的混凝土內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，使耐久性迅速降低。

2.2 梁板表面預(yù)拱度，造成橋面鋪裝層厚薄不一

在實(shí)際施工中梁板頂面高程是很難與設(shè)計(jì)高程保持一致的，特別是以下兩種情況：第一，處于超高漸變段的橋面；第二，跨徑較大的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件橋面。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得第二種情況較為普遍，梁板預(yù)應(yīng)力張拉完成后，產(chǎn)生的反拱值，直接造成橋面跨中鋪裝較薄，而梁兩端又往往較厚，如要保證跨中橋面的鋪裝厚度符合設(shè)計(jì)要求，勢(shì)必增加兩端的厚度，不僅加大自重，浪費(fèi)了材料，又改變了原設(shè)計(jì)的荷載。局部鋪裝層過薄，也是造成橋面早期破壞的重要原因之一。

2.3 伸縮縫、連續(xù)縫處(簡(jiǎn)支梁橋面簡(jiǎn)支簡(jiǎn)易連續(xù)墩頂處)的損壞，設(shè)計(jì)和施工都有需要改進(jìn)的地方

伸縮縫損壞的原因主要是有效伸縮量不夠、預(yù)埋筋錨固能力不足，伸縮縫與相鄰橋面高差超過容許范圍，在車輛沖擊下出現(xiàn)疲勞破壞。連續(xù)縫的縱向加強(qiáng)鋼筋配筋量不夠也是連續(xù)縫損壞的主要原因之一。

2.4 橋面防排水設(shè)計(jì)不完善，橋面防水與排水是橋面鋪裝設(shè)計(jì)中不可忽視的兩個(gè)重要方面

橋面防水能力不夠，排水不暢，使得雨水滲透至梁板中，梁板混凝土經(jīng)凍融破壞，出現(xiàn)鋼筋銹蝕。設(shè)計(jì)中應(yīng)首先考慮的因素是確保水可以沿橋面橫坡和縱坡以及其他排水設(shè)施迅速排除?？梢圆扇∫恍┖?jiǎn)單的措施，就可達(dá)到比較理想的效果。如設(shè)置合適的縱橫坡，鋪裝層混凝土采用防水混凝土等。

2.5 橋面防水層(梁板頂于橋面混凝土鋪裝之間的卷材防水層或聚合物)的影響

由于防水層的強(qiáng)度與梁板和鋪裝層的強(qiáng)度有差異，中間柔性夾層會(huì)引起鋪裝層脫殼和開裂，處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動(dòng)力荷載以及雨雪水的侵蝕作用下，彼此間的縫隙會(huì)越來越大，直至松散脫落。

橋面鋪裝的損壞，表面現(xiàn)象是使得來往車輛行駛不適，實(shí)際上更大的危害是失去了對(duì)梁板的保護(hù)作用，不能夠有效的保護(hù)梁板不受雨水侵蝕，也不能夠傳遞、分布車輪的集中荷載，使整個(gè)橋梁的安全性、耐久性降低。

3 提高橋面鋪裝質(zhì)量的設(shè)計(jì)方法

3.1 橋面鋪裝混凝土是現(xiàn)澆在預(yù)制板上，對(duì)梁板頂面認(rèn)真鑿毛，是施工縫處理的傳統(tǒng)方式，這種處理方式不僅工效低，花費(fèi)大量人力與時(shí)間，而且難以保證結(jié)合面的強(qiáng)度達(dá)到要求。

3.2 合理設(shè)計(jì)，減少鋪裝層厚度上的不均勻，采用適當(dāng)?shù)姆椒ń档皖A(yù)應(yīng)力施加產(chǎn)生的反拱值。

3.2.1 張拉時(shí)間控制：設(shè)計(jì)單位一般明確混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上，才可進(jìn)行張拉。

3.2.2 大跨徑預(yù)應(yīng)力構(gòu)件反拱值較大，采取以上措施還不能解決根本問題。由于大跨徑梁板預(yù)應(yīng)力一般采用后張法施工，可以在臺(tái)座上設(shè)置預(yù)加負(fù)反拱，預(yù)反拱一般二次拋物線，故負(fù)反拱應(yīng)按拋物線設(shè)置，這是最直接也是最有效的方法。

3.2.3 預(yù)制梁板頂部在預(yù)制時(shí)增加凹槽。

3.3 重視橋面鋪裝抗滑措施

瀝青混凝土表面具有一定的粗糙度，一般都能滿足抗滑要求，水泥混凝土表面一般采用壓紋和刻紋方式來增加橋面摩擦系數(shù)，起到防滑作用，壓紋方法構(gòu)造深度不夠，刻紋方法能夠保證構(gòu)造深度，但在雨天出現(xiàn)了汽車打滑現(xiàn)象。

3.4 橋面防排水設(shè)計(jì)不完善，橋面防水與排水是橋面鋪裝設(shè)計(jì)中不可忽視的兩個(gè)重要方面。

橋面防水能力不夠，排水不暢，使得雨水滲透至梁板中，梁板混凝土經(jīng)凍融破壞，出現(xiàn)鋼筋銹蝕。設(shè)計(jì)中首先考慮的因素是確保水可以沿橋面橫坡和縱坡以及其他排水設(shè)施迅速排除?？梢圆扇∫恍┖?jiǎn)單的措施，就可達(dá)到比較理想的效果。如設(shè)置合適的縱橫坡，鋪裝層混凝土采用防水混凝土等。

結(jié)語

以上對(duì)橋面鋪裝病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析和研究，同時(shí)也提出了一些簡(jiǎn)單的解決方法，對(duì)橋面橫向裂縫可采用密封膠進(jìn)行灌縫，橋面鋪裝的局部破壞可采用局部挖補(bǔ)的方法進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)于梁板受力所造成的橋面縱向裂縫，應(yīng)采用橋面鋪裝改造的方法進(jìn)行徹底的根治。水和重載是造成橋面鋪裝破壞的主要原因，在橋面鋪裝的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)完善橋面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

[1] (JTGD60-2004).公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[2] 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范，(JTGD62-2004).

[3] 李青春.整體式無伸縮縫橋梁橋臺(tái)的概念設(shè)計(jì)[J].遼寧交通科技，2004(06).

[4] 李洋海，程潮洋，鮑衛(wèi)剛，鄭學(xué)珍.公路橋梁伸縮裝置實(shí)用手冊(cè) [M].人民交通出版社，2007.