橋面裂縫病害原因分析

尹曉林

福建省閩西交通工程有限公司廈門分公司（361000）

橋面裂縫病害原因分析

尹曉林

福建省閩西交通工程有限公司廈門分公司（361000）

這里結合實際施工案例對橋面產(chǎn)生裂縫病害的主要原因進行分析，主要包括三方面因素：結構設計、施工設計、后期橋面破壞情況，并提出可行性意見。

橋面裂縫；病害；瀝青鋪裝層

0 引言

我國社會經(jīng)濟的快速增長，帶動了交通行業(yè)的發(fā)展。目前，我國已建成許多橋梁，然而這些橋梁在實際投入使用后的情況卻不容樂觀。大部分橋梁在正式通車后不久就出現(xiàn)了表面炸裂、橫向推移、高溫車轍等病害現(xiàn)象，嚴重影響到了過往車輛的行車安全以及橋梁的使用壽命。本文將結合具體案例對橋面裂縫病害原因進行分析并提出有效建議，旨在為相關工程提供一些經(jīng)驗。

1 工程概況

以我國某大橋的橋面狀況為例，該橋梁全長356.04 m，橋面寬12.4 m，橋面全部采用瀝青鋪裝，機動車道部分的瀝青鋪裝厚度為4.7 cm，瀝青鋪裝路面與鋼橋之間有一層厚度約3 mm的防水帶并通過粘結劑實現(xiàn)瀝青鋪裝路面的連接。

該橋梁于1999年通車，然而在通車不久后橋面就開始出現(xiàn)細微的裂紋，到2001年夏季，開裂程度已愈發(fā)嚴重并逐漸產(chǎn)生裂縫。由于裂縫的寬度較小，瀝青鋪裝路面還可以正常使用。2002年冬季，在橋梁主受力梁部分的瀝青路面上，裂縫已經(jīng)開始擴大（見表1），裂縫長度以及寬度增長速度加快，路面橫向裂縫也開始向其他車道蔓延（如圖1所示），而縱向的裂縫已經(jīng)逐漸發(fā)展成了魚骨狀。截至2003年春季，該橋梁已歷經(jīng)12次大小維護，重新鋪裝過的瀝青路面面積達到1 000 m2。2003年春季，該橋梁的部分車道的結構已經(jīng)出現(xiàn)嚴重損壞，瀝青鋪裝的路面開裂現(xiàn)象十分嚴重，且外部滲水也已經(jīng)進入到瀝青鋪裝層的底部。同時，脫膠的瀝青碎塊在車輛行駛引起的震動下對殼體結構進行沖擊，使得殼體的防腐涂層被破壞，橋體鋼板逐漸出現(xiàn)銹斑。

圖1 橋面裂縫

表1 承重部位裂縫情況

2 橋面破壞的主要原因

2.1 設計方面

汽車保有量的快速增長，使得過大的車流量對橋梁表面造成嚴重沖擊。因此，一個科學合理的工程設計方案對橋面的承載力以及使用壽命來說至關重要。然而在實際的施工過程中，施工方?jīng)]有對瀝青鋪裝層作細致分析，使得大部分的設計方案具有一定片面性，有時還會因為過于注重主受力梁的設計而忽視了瀝青鋪裝層的剛度，導致部分橋梁在使用過程中無法抵抗外界壓力，容易被外力破壞。因此，瀝青鋪裝層在整個橋梁設計過程中占有重要地位，施工方必須對瀝青鋪裝層進行細致的研究和分析。此外，不同的橋梁結構也是影響橋梁質量及使用壽命的重要原因。施工方需要根據(jù)橋梁結構設計出一套科學合理的施工方案，以保證橋梁的瀝青鋪裝層在今后的使用過程中不會因彎曲而產(chǎn)生裂縫，從而保證橋梁的使用壽命以及過往車輛的行車安全。

2.2 施工方面

在橋梁的整個施工過程中，施工技術是影響橋梁建成后能否安全使用的關鍵因素之一。因此施工方要保證在橋梁施工過程中相關的技術人員具有足夠的專業(yè)知識與技能，同時還要保證施工使用的建筑材料符合橋梁的設計要求以及國家相關標準。具體情況如下:第一，應充分保證工程使用的水泥質量。水泥是橋梁路面建設過程中的主要施工材料一旦出現(xiàn)質量問題極容易導致瀝青路面產(chǎn)生裂縫，會直接影響橋梁的后期使用。同時，在對水泥進行攪拌的時候應嚴格控制好水泥與水之間的比例，若水泥中加入的水量不符合設計要求，同樣會造成橋面裂縫病害。當水泥所占的比例偏大，橋面會容易出現(xiàn)收縮性裂縫，當水泥所占的比例偏小時則會使橋面由于塌落出現(xiàn)裂縫。因此，施工人員在橋面鋪路的過程中一定要控制好水泥與水的比例，以保證路面施工質量。第二，保證混凝土施工質量。在進行混凝土施工時應注意施工時間，施工時的氣候和溫度都是影響施工質量的重要因素。例如，冬天的溫度過低會減緩混凝土融合的速度，嚴重影響混凝土施工效率；而在春秋時節(jié)，早晚溫差較大、風速過快使得混凝土中的水分容易快速蒸發(fā)，會直接導致混凝土干縮并產(chǎn)生裂縫。因此，施工人員應把握好混凝土施工的時間，同時也應該充分考慮到在混凝土施工過程中可能出現(xiàn)的問題并設計出解決方案，以保證施工順利進行。第三，嚴格控制好鋼筋網(wǎng)片的位置。在整個橋梁施工階段，鋼筋片網(wǎng)應被放置在瀝青鋪裝層的正中間，鋼筋片網(wǎng)的位置出現(xiàn)偏差也會導致橋面在竣工后產(chǎn)生裂縫。

2.3 后期的橋面損壞

后期橋面的損壞主要是由于車輛過往而產(chǎn)生的外力對瀝青鋪裝層的破壞。在橋梁后期的使用過程中，外力對橋面的影響是不可避免的，而相關部門又沒有及時對橋面進行后期的養(yǎng)護工作和檢修，使得橋面裂縫病害逐漸增加。在施工完成后，橋面產(chǎn)生的裂縫種類主要有三種:干縮裂縫、橫向裂縫和溫度裂縫。橋梁在日常使用過程中承受的壓力負荷過重、橋梁撓度的增加、后期維護工作不到位都是導致這幾種裂縫產(chǎn)生的主要原因。此外，溫度的變化也會影響到瀝青鋪裝層的使用壽命，而橋面裂縫也會隨著橋梁使用年限的的增加逐漸增多，因此只有對橋梁路面進行定期維護工作，才可以在一定程度上減小裂縫病害給橋面以及行駛車輛帶來的危害。

3 病害處理措施

3.1 優(yōu)化設計方案

科學合理的設計方案是保障瀝青鋪裝層具有高抗壓能力的必要條件之一。施工方在進行瀝青鋪裝工作之前，應對瀝青鋪裝層能承受的壓力負荷進行細致的計算并結合實際情況以及橋梁的建筑特點設計出一套科學合理的施工方案以保證后期橋梁的正常使用以及使用壽命，不可以只注重對主梁的計算從而忽略對瀝青鋪裝層剛度的要求[1]。

3.2 優(yōu)化施工程序和方法

首先應提高選材的質量，所用建筑材料質量的好壞是直接影響橋梁使用壽命的重要因素。在這個過程中，對水泥的選擇尤為重要，一旦水泥出現(xiàn)質量問題將直接使得橋面更容易出現(xiàn)裂縫病害。同時,在攪拌水泥的過程中應注意水和水泥的比例，不合理的比例會增加橋面出現(xiàn)裂縫病害的機率。施工過程中應調整好鋼筋片網(wǎng)的放入位置，按照相關流程要求進行操作，保證鋼筋網(wǎng)位置的準確性。在進行混凝土施工時要合理把握施工時間，避免季節(jié)、溫度對混凝土凝結造成影響。

3.3 注意后期維護

長期的外力因素會對橋面造成嚴重影響，因此相關部門應注重對橋面進行后期養(yǎng)護工作。車輛行駛引起的震動、氣溫等都是對瀝青鋪裝層造成影響的重要原因，最終造成瀝青鋪裝層的結構疲勞，使得原本的外界因素逐漸轉變成橋梁的內部因素。因此相關部門應充分了解橋梁的使用狀況以及做好橋梁使用壽命的評估工作，據(jù)此制定詳細的維護計劃并對橋梁進行定期的養(yǎng)護工作來防治橋面病害。

4 結語

綜上所述，橋面裂縫病害的主要成因是由于在大橋建設期間沒有按照相關規(guī)定對大橋進行施工、使用年限較長以及在后期使用過程中沒有對橋面進行相關的養(yǎng)護工作。因此，相關施工單位應在施工過程中使用合格建筑材料并優(yōu)化設計方案，在后期使用過程中應充分落實養(yǎng)護工作，從而延長橋梁的使用壽命，保證過往車輛的行車安全。

參考文獻:

[1]謝光寧,許新權.水泥混凝土橋面裂縫原因分析與防治研究[J].筑路機械與施工機械化,2015,32(3):71-74.