橋面鋪裝層常見病害及原因分析

王丕祥 劉 云

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

橋面鋪裝層常見病害及原因分析

王丕祥 劉 云

(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040)

在實(shí)際工程中，現(xiàn)有的橋面鋪裝層病害，對(duì)交通運(yùn)輸造成了不可估量的影響，必須采取有用的措施來減少和避免。指出橋面鋪裝層的實(shí)際受力情況比較復(fù)雜，施工工藝要求高，只有從橋梁全壽命周期綜合考慮各種因素的影響，才能更有效的避免鋪裝層病害。

橋面鋪裝，病害，原因分析

0 引言

目前，隨著我國交通行業(yè)迅猛發(fā)展，橋梁數(shù)量急劇增加，橋面鋪裝層出現(xiàn)的病害也迅速增多，影響道路通行，威脅行車安全。橋面鋪裝層，可以有效的防止車輛車輪直接作用于屬于主梁的行車道板，避免或減輕主梁磨損；也可以對(duì)車輪輪重的集中荷載進(jìn)行一定角度的擴(kuò)散；還可以避免雨水直接侵蝕主梁。因此，橋面鋪裝層應(yīng)具有足夠的抗磨、抗滑、抗車轍等性能，來保證行車的安全性和舒適性。

1 橋面鋪裝層常見病害

1.1水泥混凝土橋面鋪裝層病害[1]

在低等級(jí)的公路、跨徑較小的橋梁上，一般采用水泥混凝土鋪裝層[2,3]。鋪裝層在設(shè)計(jì)時(shí)，一般不進(jìn)行單獨(dú)的受力計(jì)算，只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用6 mm～10 mm的厚度，強(qiáng)度等級(jí)不低于C40的混凝土；且其鋼筋僅作為構(gòu)造鋼筋，而不是通過計(jì)算作為受力鋼筋來配置，一般采用直徑8 mm～10 mm的鋼筋按100 mm×100 mm間距居板中布置。常見病害如下：

1)鋪裝層裂縫：常見的鋪裝層裂縫有沿行車道縱向裂縫、未設(shè)置伸縮縫處的橫向裂縫以及網(wǎng)狀龜裂?，F(xiàn)場(chǎng)情況如圖1～圖3所示。

2)坑槽、骨料外露：主要存在于與車輪直接作用部位，一般距人行道邊緣30 cm～80 cm處較為嚴(yán)重。

3)混凝土剝落、鋼筋外露：主要存在于伸縮縫、施工縫以及角隅部位。

4)橋頭連接不順暢：主要存在于橋臺(tái)臺(tái)背部位，橋頭搭板與橋臺(tái)連接不順暢，產(chǎn)生了一定高差處。

1.2瀝青混凝土橋面鋪裝層病害[4]

在高等級(jí)公路、大中橋梁上，橋面一般采用瀝青混凝土鋪裝層。其主要由粘結(jié)層、防水層以及瀝青表面層組成，一般厚度為50 cm～80 cm。常見病害如下：

1)開裂：是指橋面出現(xiàn)裂縫情況，按裂縫走向可以分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫?，F(xiàn)場(chǎng)情況如圖4所示。

2)變形：在實(shí)際工程中，瀝青混凝土變形類病害主要有車轍、壅包和推移。

3)耗損：橋面鋪裝層在車輪直接作用下，其表面材料部分磨損和喪失，形成坑槽、松散和脫落等損耗類病害。

2 橋面鋪裝層常見病害的原因分析[5]

2.1施工工藝影響

1)混凝土質(zhì)量有缺陷。

在實(shí)際工程中，混凝土原材料質(zhì)量不好、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際配合比與實(shí)驗(yàn)室理論配合比不相符、石料級(jí)配差、混凝土振搗不密實(shí)、漏漿導(dǎo)致的蜂窩和麻面、鋼筋網(wǎng)變位、養(yǎng)生條件不符合等，都會(huì)使混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致鋪裝層在使用過程中產(chǎn)生各種病害，直接影響橋面鋪裝層的使用壽命。

2)施工中鋪裝層厚度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在實(shí)際施工中，由于橋梁基礎(chǔ)沉降等原因，會(huì)使得橋面實(shí)際標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高產(chǎn)生偏差，就會(huì)用橋面鋪裝層來調(diào)整找平，這就容易導(dǎo)致鋪裝層厚度不均勻。在厚度偏小的地方，會(huì)降低鋪裝層的承載能力，產(chǎn)生變形、開裂等病害。

3)層間粘結(jié)未能處理好。

在橋面鋪裝層進(jìn)行澆筑的過程中，沒有預(yù)先對(duì)橋梁主梁表面進(jìn)行拉毛和銑刨，或者沒有將主梁表面的松散砂石、泥屑清理干凈，都會(huì)使鋪裝層與主梁間粘結(jié)力降低，導(dǎo)致鋪裝層與主梁不能形成整體來共同受力。在車輪荷載作用下，橋面鋪裝層將產(chǎn)生裂縫、剝落、損耗和變形等病害。

2.2設(shè)計(jì)理論影響

1)鋪裝層設(shè)計(jì)理論的影響?，F(xiàn)行的各類規(guī)范中，對(duì)于橋面鋪裝層計(jì)算分析的論述非常少，僅給出了常用鋪裝層厚度的推薦值。實(shí)際工程中，一般不對(duì)橋面鋪裝進(jìn)行單獨(dú)的受力分析，僅將其作為橋面的磨耗層和保護(hù)層考慮，根據(jù)規(guī)范選取厚度值。而鋪裝層直接承受車輪荷載作用，受力比較復(fù)雜，鋪裝層材料不能完全適應(yīng)鋪裝層的受力變化，進(jìn)而產(chǎn)生鋪裝層的各種病害。

2)不利受力影響。主要包括不均勻沉降和負(fù)彎矩引起的不利受力影響。對(duì)于連續(xù)梁橋和懸臂橋等，由于混凝土抗壓性能強(qiáng)、抗拉性能弱，在負(fù)彎矩作用下，混凝土容易產(chǎn)生裂縫，對(duì)鋪裝層造成破損。此外，由于基礎(chǔ)、支座沉降，梁體會(huì)發(fā)生變位，導(dǎo)致鋪裝層內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化，也會(huì)造成鋪裝層病害。

3)橋面鋪裝層的厚度不能滿足實(shí)際需要。現(xiàn)有的橋面鋪裝層厚度值，普遍是根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的推薦值選取的。出于減輕橋面板自重恒載考慮，橋面鋪裝層厚度大多小于8 cm。近年來，由于車輛軸載不斷加重以及車輛改裝，規(guī)范規(guī)定的車輛設(shè)計(jì)荷載已經(jīng)不能完全滿足實(shí)際需要，鋪裝層厚度推薦值偏小，在重載車輛的作用下，橋面鋪裝層的剛度以及承載能力不足，導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)病害。

2.3外部因素影響

1)人為超載。隨著我國物流業(yè)的迅猛發(fā)展，運(yùn)輸需求快速增長(zhǎng)，超載現(xiàn)象也隨之增多。一些貨運(yùn)業(yè)主，為謀取利益，通過加長(zhǎng)、加寬或加高車廂，提高車輛的載貨量，客觀上增加了車輛荷載，車輪作用形成局部超載，加劇了橋面鋪裝的病害。

2)交通管理部門在交通管理中造成偏載。在道路管理中，會(huì)對(duì)橋面進(jìn)行不同功能的劃分，如超車道、行車道和避險(xiǎn)車道等，不同車道的行駛車輛不同，導(dǎo)致各車道受力也不相同，人為的對(duì)橋梁的荷載橫向分布系數(shù)進(jìn)行了劃分，是橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于不利的偏載狀態(tài)，特別是重載車輛長(zhǎng)期作用的車道，鋪裝層往往會(huì)過早的破壞。交通管理的偏載會(huì)加劇鋪裝層的病害。

3)養(yǎng)護(hù)部門在鋪裝層強(qiáng)度未達(dá)到要求的情況下，就開放交通。在我國政績(jī)工程屢禁不止，一些橋梁工程，人為的壓縮工期，在橋面鋪裝層澆筑完后，養(yǎng)生強(qiáng)度還未滿足規(guī)范要求就通車。而過早的通車，會(huì)使未達(dá)到強(qiáng)度要求的鋪裝層過早承受車輛荷載，引起橋面鋪裝層的病害。

3 橋面鋪裝層常見病害的防治[6]

在實(shí)際工程中，現(xiàn)有的橋面鋪裝層病害，對(duì)交通運(yùn)輸造成了不可估量的影響，必須采取有用的措施來減少和避免。由于橋面鋪裝層的實(shí)際受力情況比較復(fù)雜，施工工藝要求高，只有從橋梁全壽命周期綜合考慮各種因素的影響，才能更有效的避免鋪裝層病害。

具體而言，在橋梁設(shè)計(jì)階段，應(yīng)重視橋面鋪裝層設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際受力情況選取適宜的鋪裝層厚度，既要保證鋪裝層的剛度，也要保證其承載能力；在橋梁施工階段，應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)的原材料，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和各個(gè)規(guī)范文件的要求進(jìn)行施工，保證鋪裝層質(zhì)量；在橋梁使用階段，交通管理部門應(yīng)合理劃分車道，使橋梁整體受力合理，也要加大對(duì)超載、非法改裝車輛等違法行為的處罰力度，杜絕由于人為的因素引起的各類鋪裝層病害。

只有各個(gè)部門聯(lián)合行動(dòng)，各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控，各個(gè)規(guī)章制度和規(guī)范按要求執(zhí)行，才能更好的避免橋面鋪裝層病害的產(chǎn)生，才能讓交通工程更好的為人民服務(wù)。

4 結(jié)語

我國正處于橋梁大國向橋梁強(qiáng)國發(fā)展的重要階段，橋梁建設(shè)事業(yè)取得了驕人的成績(jī)，但橋面鋪裝層在實(shí)際工程應(yīng)用中還存在一些不足。通過分析橋面鋪裝層常見病害的產(chǎn)生原因，可以針對(duì)不同的病害，采取相應(yīng)有效的措施，進(jìn)而避免和預(yù)防病害的產(chǎn)生。

[1] 陳志安.橋面鋪裝結(jié)構(gòu)常見病害的產(chǎn)生、預(yù)防及其處治[J].河南建材,2017(4):255-256.

[2] 于 穎.水泥混凝土橋橋面鋪裝受力機(jī)理分析[D].重慶：重慶交通大學(xué),2008.

[3] 曾維洪.橋面鋪裝結(jié)構(gòu)常見病害的產(chǎn)生[J].河南建材,2017(2):117-118.

[4] 任志愿.橋面鋪裝層裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施[J].交通世界,2017(9):96-97.

[5] 李 東.橋面鋪裝常見病害分析及預(yù)防措施[J].民營科技,2017(5):128.

[6] 李文橋.舊水泥混凝土橋面鋪裝改造技術(shù)研究[J].四川水泥,2017(1):28.

Commonfailureandcauseanalysisofdeckpavement

WangPixiangLiuYun

(CollegeofCivilEngineering,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

In the actual project, the existing damage of bridge deck pavement has caused immeasurable effect on transportation, and it is necessary to take useful measures to reduce and avoid it. Due to the actual stress distribution is more complex, the surfacing layer construction technology requirement is high, only from the bridge to comprehensively consider the effect of various factors in whole life cycle, can more effectively avoid pavement failures.

deck pavement, failure, cause analysis

1009-6825(2017)28-0159-02

2017-07-29

王丕祥(1969- )，男，碩士，副教授; 劉 云(1993- )，男，在讀碩士

U443.33

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