公路橋梁橋面鋪裝層常見(jiàn)病害分析

曹雪琴

摘 要 近些年隨著公路橋梁交通建設(shè)的不斷發(fā)展，橋面鋪裝層所存在的各種隱患不斷涌現(xiàn)。本文旨在分析水泥砼和瀝青砼兩種不同材料的公路橋梁橋面鋪裝層常見(jiàn)的病害和誘因，并對(duì)應(yīng)急修補(bǔ)、表面處治、車輛限行、改變結(jié)構(gòu)層等常規(guī)病害處理措施做了闡述，從防治公路橋梁橋面鋪裝層病害出發(fā)，實(shí)現(xiàn)增加鋪裝層使用年限的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 公路橋梁 鋪裝層 病害 處理措施

中圖分類號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

橋面鋪裝層對(duì)橋面板起到保護(hù)層的作用，具有防護(hù)行車道板不被車輪等直接作用物磨損，分布車輛輪重等集中荷載，防止雨水侵蝕主梁的作用，也是公路橋梁建設(shè)當(dāng)中不可或缺的一道工序，其主要材料成分包含水泥砼、瀝青砼以及高分子聚合物等。同時(shí)，橋面鋪裝層又被稱作行車道鋪裝，且必須滿足強(qiáng)度、防裂和耐磨三大要求。目前鋪裝層主要以水泥砼和瀝青砼兩種鋪裝形式存在，但隨著近幾年不斷擴(kuò)大的交通量和日益增多的車輛類型對(duì)公路橋梁的影響，人們也對(duì)其通行的安全性、舒適性和耐久性提出了更高的要求，公路橋梁鋪裝層病害防治也逐漸構(gòu)成行業(yè)研討的核心。本文針對(duì)公路橋梁橋面鋪裝層常見(jiàn)病害現(xiàn)象進(jìn)行了研究討論，從其誘因入手，探究鋪裝層損壞的預(yù)防及處理措施，在橋面鋪裝層的保養(yǎng)和維護(hù)方面為工程建設(shè)提供合理化策略，以此確保行車的安全舒適性，同時(shí)延長(zhǎng)橋面鋪裝層工作壽命。

1橋面鋪裝層病害及成因分析

1.1水泥混凝土橋面鋪裝層

引起橋面鋪裝層病害的原因大致分為兩類：一是環(huán)境影響因素；二是主梁自身構(gòu)造形式。橋面鋪裝層破損一般集中在主梁跨中撓度最大處和橋面板負(fù)彎矩等，譬如梁肋和翼板交接部位和墩頂處。水泥砼鋪裝層常見(jiàn)病害大致包括：橋面板出現(xiàn)裂縫、橋面變形、接縫損壞、表層混凝土網(wǎng)裂等。

（1）橋面板裂隙。橋面板裂隙是橋面鋪裝層中的常見(jiàn)病害，普遍表現(xiàn)為貫通面層的較大裂隙寬度的斷裂裂縫，對(duì)連續(xù)的橋面板進(jìn)行分割，嚴(yán)重打破了鋪裝層的整體結(jié)構(gòu)平衡。為了使水泥獲得較大坍落度，在使用外加劑拌和水泥混凝土?xí)r，會(huì)使混凝土在初凝時(shí)由于橋面鋪裝和橋面板間的溫差而引起約束變形，又因?yàn)榛炷猎诔跄龝r(shí)會(huì)產(chǎn)生干縮作用，其抗拉能力削弱，橋面更容易產(chǎn)生裂隙。

（2）橋面變形。主要體現(xiàn)在橋面在縱向發(fā)生較大的位移，使駕駛?cè)藛T在行車過(guò)程中的舒適度明顯降低。施工中常選用高強(qiáng)度鋼筋來(lái)代替部分橋面板厚，達(dá)到緩解橋面恒載的作用，但此類橋面板往往會(huì)因?yàn)閯偠冉档?，在承受沖擊荷載或重荷載的作用時(shí)，產(chǎn)生較大變形，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致大面積的網(wǎng)裂。

（3）接縫損壞。具體表現(xiàn)為鋪裝層的縱橫向接縫附近產(chǎn)生局部混凝土破碎現(xiàn)象。重載汽車以及大型化客、貨車的增多，致使橋面鋪裝層的承重加大，特別是在有高差的橋面處，如設(shè)有伸縮縫處。汽車制動(dòng)力等強(qiáng)大沖擊力引起的剪切應(yīng)力一般大于該處鋪裝層水泥混凝土的抗剪強(qiáng)度，從而導(dǎo)致鋪裝層局部毀壞，進(jìn)而引起鋪裝層的連鎖破壞。

（4）鋪裝層表層混凝土網(wǎng)裂現(xiàn)象。表現(xiàn)為鋪裝層表面產(chǎn)生縱橫向的細(xì)微裂紋，在綁扎或安裝鋼筋網(wǎng)的過(guò)程中，鋼筋網(wǎng)片的走位很可能會(huì)引起鋪裝層表層混凝土網(wǎng)裂。

1.2瀝青混凝土橋面鋪裝層

瀝青砼橋面鋪裝層顧名思義是采用瀝青砼作為面層的橋面。通過(guò)人工按規(guī)定比例篩選出的路用瀝青材料和相應(yīng)級(jí)配組成的礦料（砂、礦粉以及石屑等），在嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)拌和條件下拌制而成的有機(jī)膠凝材料。瀝青砼鋪裝層外表面光滑、無(wú)拼接、行車安全舒適，并且具有高耐磨、低振動(dòng)、低噪音、易清潔、短工期、可分期建造、可再生、易護(hù)理等優(yōu)點(diǎn)。目前交通建設(shè)的快速發(fā)展及重載車輛數(shù)目的劇增，鋪設(shè)瀝青橋面有助于鋪裝層的維修及加固；另外，瀝青橋面為深色路面，在夏季可以很好的吸收熱量，以減少路面行駛溫度，特別是在重慶、四川、湖南等夏季炎熱地帶應(yīng)用十分廣泛。瀝青砼橋面鋪裝層主要的病害類型有橫、縱向開(kāi)裂，鋪裝層變形鼓包，脫層及推移等。

（1）橫向開(kāi)裂主要原因在于橋面所承受荷載過(guò)大，而橋梁結(jié)構(gòu)中橋面系剛度不足，鋪裝材料抗疲勞的性能較差，在外界反復(fù)施加過(guò)大荷載的情況下，鋪裝層就會(huì)出現(xiàn)橫向裂紋。

（2）因?yàn)殇佈b原料熱穩(wěn)定性過(guò)低，橋面鋪裝在長(zhǎng)期的車輛荷載作用之下，會(huì)導(dǎo)致鋪裝層混合料的蠕變，然后逐漸形成橋面永久變形，從而引發(fā)縱向開(kāi)裂類損壞。倘若該地區(qū)長(zhǎng)期處于高溫季候，則封閉式的鋼箱梁內(nèi)部則會(huì)由于受熱不均而引起鋪裝層畸變。

（3）鋪裝表層鼓包源自于瀝青砼混合料熱穩(wěn)定性過(guò)低、橋面板起伏過(guò)大、高溫、過(guò)大通行量以及駕駛?cè)藛T頻繁的加速制動(dòng)操作。伴隨著橋面鼓包病害的產(chǎn)生，鋪裝層的細(xì)骨料也會(huì)逐漸脫離，由此引起橋面鋪裝的磨損，表面呈現(xiàn)出鋸齒式狀態(tài)。

（4）橋面脫層和推移主要是大跨徑鋼橋橋面鋪裝中的常見(jiàn)問(wèn)題，其出現(xiàn)主要原因是由于鋪裝層與鋼板之間的粘結(jié)層強(qiáng)度偏低，在高溫、水平和垂直荷載等循環(huán)加載下鋪裝層抵抗剪切推移變形的能力大幅下降，導(dǎo)致表層推移。

2橋面鋪裝層破壞的治理措施

橋面鋪裝是保護(hù)主梁與保證平穩(wěn)行車的重要結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)病害，將影響行車安全和橋梁整體結(jié)構(gòu)的使用。

2.1應(yīng)急修補(bǔ)

針對(duì)病害不太嚴(yán)重的鋪裝層，可直接采用瀝青填補(bǔ)較小的裂隙，也可以用瀝青混合料彌補(bǔ)小范圍凹陷。在鋪設(shè)橋面鋪裝層之前，應(yīng)去掉凹槽附近的損壞區(qū)域，及時(shí)清除離散廢棄物，加固防水粘結(jié)層構(gòu)造，鋪裝時(shí)應(yīng)改用優(yōu)質(zhì)鋪裝材料，緊接著將加熱后的瀝青混合料均勻攤鋪在粘結(jié)層之上，最后再將砂或石料散布在瀝青混合料表面，用壓路機(jī)碾壓密實(shí)即可。

2.2表面處治

當(dāng)鋪裝層老化程度較深或裂隙較大時(shí)，可以采用瀝青砂漿抹平表面，瀝青乳液噴霧封閉層面和環(huán)氧膠液涂縫等，使鋪裝層的工作年限得以延長(zhǎng)。如遇鋪裝層重度毀壞而補(bǔ)修任務(wù)艱巨時(shí)，可對(duì)橋面板上所有鋪裝進(jìn)行翻修。

2.3車輛限行

隨著近幾年大、中型車輛數(shù)目的不斷攀升，公路橋梁的承重負(fù)擔(dān)也越來(lái)越大，交通部門可以對(duì)超載車輛實(shí)施限制通行，減少外荷載對(duì)鋪裝層的侵害，達(dá)到降低橋面承壓的目的。

2.4改變結(jié)構(gòu)層

單向板橋梁若不及時(shí)進(jìn)行加固處理，必將會(huì)使單板的承載能力降低，目前最常用的增強(qiáng)單板承載力的措施是將一層碳纖維布或鋼板固定在行車道板的底面，該橋面鋪裝方案在橋梁工程中應(yīng)用較廣，使用后效果也較理想。

2.5注意事項(xiàng)

（1）對(duì)公路橋梁橋面鋪裝進(jìn)行全面分析，遵循安全、耐久、適用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、美觀的橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇最適合的鋪裝層病害處理措施。

（2）施工時(shí)應(yīng)避免橋面行車對(duì)橋面鋪裝整治的影響，適時(shí)對(duì)橋面交通進(jìn)行封閉，盡可能保證行車安全并減少橋面其余部分結(jié)構(gòu)損壞。

（3）施工時(shí)，做好統(tǒng)一指揮和專人監(jiān)控安排，確保施工以及技術(shù)人員的生命安全和設(shè)備完整。鋪裝層整修完畢，確保其可正常參與工作后，方可通車。

（4）在進(jìn)行鋪裝層處置時(shí)，必須提前做好測(cè)量、記錄工作，水泥砼鋪裝層厚度必須大于設(shè)計(jì)值。在主梁頂部預(yù)埋縱、橫間距為60～100cm的鋪裝層鋼筋網(wǎng)定位短鋼筋，在短鋼筋進(jìn)行預(yù)埋之前，應(yīng)對(duì)鋪裝層鋼筋的標(biāo)高定位進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，保證鋼筋網(wǎng)的豎向位置處于設(shè)計(jì)值的容許誤差范疇以內(nèi)。

（5）為了保障行車安全，施工單位在瀝青復(fù)合鋪裝層橋面進(jìn)行瀝青層施工前，應(yīng)對(duì)水泥混凝土表面進(jìn)行鑿毛，除去浮漿，從而增強(qiáng)水泥混凝土與瀝青混凝土兩者間的摩擦力，重新加鋪瀝青混凝土磨耗層，加強(qiáng)層間聯(lián)結(jié)作用。

橋面鋪裝層病害貫穿于整個(gè)橋梁使用過(guò)程，做好病害預(yù)防和處理工作，為公路橋梁交通正常運(yùn)營(yíng)提供保障。橋面鋪裝層的病害受材料、環(huán)境、施工等因素的影響，本文探討了常見(jiàn)病害的預(yù)防和修補(bǔ)措施，根據(jù)現(xiàn)實(shí)工況，確定出較合理的治理方案，滿足公路橋梁橋面鋪裝的使用要求。隨著公路橋梁的迅猛建設(shè)，橋梁維護(hù)工作在公路交通運(yùn)營(yíng)中扮演著重要角色，高度重視公路橋梁橋面鋪裝質(zhì)量問(wèn)題，為橋梁建設(shè)把關(guān)，是從事路橋事業(yè)人員的責(zé)任所在。全面剖析橋面病害，促使施工安全和質(zhì)量，在不斷改進(jìn)中創(chuàng)新，促使我國(guó)橋梁事業(yè)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

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