混凝土橋面病害成因及防治措施分析

李定珠

（重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

1 序言

許多橋梁建成通車后不久在遠未達到設(shè)計壽命前,就出現(xiàn)了眾多的病害，其中橋面病害尤為普遍和嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為脫層、鼓包、開裂、車轍、推移、唧漿、鋼筋銹蝕等現(xiàn)象。通過大量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋面病害成因包括水損以及防水粘結(jié)層功能的下降，因此橋面病害的防治逐漸得到重視。

1.1 病害類型

不同的因素造成了不同類型的病害特點，主要歸納為開裂、表面變形、水損壞以及橋面板破壞等五大類。

1 開裂

開裂類破壞主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂等。橋面鋪裝層裂縫首要表現(xiàn)為橫向裂縫，通常橫向裂縫沿垂直于道路中心線延伸，尤其是在橋面板或者梁搭接的位置，伸縮縫和其它沉重構(gòu)建處都容易出現(xiàn)裂縫。

2 表面變形

表面變形是指瀝青混凝土在高溫時軟化而流動變形，主要沿車輪線及附近出現(xiàn)，一般表現(xiàn)為車轍、推擠、擁包等，其變形類破壞一般出現(xiàn)在車輛行車線附近。

3.水損

水損破壞主要表為：剝離、松懈、坑槽、唧漿等，主要出現(xiàn)在橋面排水不暢、橋面鋪裝不嚴(yán)實、孔隙率較大、防水粘結(jié)層不透水性能較薄弱、水泥混凝土橋面板鋼筋預(yù)埋等部位。

4.橋面板破壞

水泥混凝土橋面板常出現(xiàn)的破壞是鋪裝層的龜裂、破碎和漏筋，一般出現(xiàn)在預(yù)埋鋼筋網(wǎng)、梁相互搭接、伸縮縫安裝、振搗不充分等部位，尤其是承重受力較強、防水粘結(jié)層不透水性能較差等部位。

1.2 橋面病害成因分析

橋面出現(xiàn)病害的原因是多方面的，具體說來，主要包括橋面自身結(jié)構(gòu)設(shè)計和原材料本身的缺陷、車輛荷載的反復(fù)作用、水的滲入、自然環(huán)境、施工的缺陷等五大類。

1.橋面自身結(jié)構(gòu)設(shè)計和原材料本身的缺陷

橋面自身的缺陷又包括設(shè)計缺陷和自身材料缺陷，我國在橋面設(shè)計方面還沒有較合理的設(shè)計理論和設(shè)計規(guī)范，在進行橋面鋪裝設(shè)計時，設(shè)計出的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)并不一定科學(xué)。當(dāng)混凝土配合比設(shè)計時孔隙率大，積水易滲入混合料內(nèi)部，繼而造成水損；油石比設(shè)計過高易造成泛油現(xiàn)象；當(dāng)防水涂料各組分比例設(shè)計不準(zhǔn)確時易降低其粘結(jié)和不透水性；當(dāng)水泥混凝土板的配合比設(shè)計不合理將會造成強度的降低。

橋面源頭上的缺陷應(yīng)溯源到材料本身，如果本身使用的瀝青性能不佳，低溫易脆變，高溫易軟化，易造成車轍、脆裂等病害；如果防水材料本身粘結(jié)性差，使用效果自然降低，水泥混凝土橋面板也是同樣的道理?？偠灾?，材料本身的缺陷就是其自身使用性能如各項指標(biāo)無法達到實際的使用要求。

2.車輛荷載的反復(fù)作用

橋面通車后主要是為了車輛行駛的需要，使其在使用年限內(nèi)不會被車輛荷載的反復(fù)作用損毀。尤其是在車輛荷載的作用下瀝青混凝土在夏季因高溫出現(xiàn)流體變形，造成車轍、推移等永久變形；當(dāng)水滲入混凝土內(nèi)部以后，在行車荷載的作用下容易造成動水壓力，從而出現(xiàn)唧漿、剝落等損害；尤其是在橋面轉(zhuǎn)彎、大陡坡路段及車輛急剎車時，行車荷載易對橋面造成剪切破壞，瀝青混凝土鋪裝層和橋面板之間易產(chǎn)生錯位滑移，導(dǎo)致推移、擁包等病害。在梁或板的搭接處或者其它承重構(gòu)件處容易在荷載作用下產(chǎn)生負彎矩和應(yīng)力集中。

3.水的滲入

水對橋梁的損壞主要表現(xiàn)在兩個方面：第一種是水滲入瀝青混凝土，浸入瀝青與集料的界面，使瀝青與集料的粘附性下降，在車輛荷載作用下產(chǎn)生動水壓力使瀝青混凝土慢慢散落，逐漸演變?yōu)榫W(wǎng)裂、坑槽、唧漿等病害。當(dāng)水滲入混凝土以后，冬季低溫環(huán)境中水易結(jié)冰，出現(xiàn)嚴(yán)重的凍融破壞。

第二種是當(dāng)防水粘結(jié)層的防水能力失效后，水會穿過鋪裝層和防水粘結(jié)層滲入水泥混凝土橋面板產(chǎn)生堿-基料反應(yīng)和鋼筋的銹蝕,尤其是冬季融雪防凍的鹽溶液滲入，易發(fā)生復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)。

4.自然環(huán)境

自然環(huán)境對橋面的破壞主要包括溫度、降雨、鹽水侵蝕等。當(dāng)瀝青混凝土的高低溫穩(wěn)定性無法抵抗行車荷載時，夏天易流體變形而出現(xiàn)車轍、推移等病害，冬天易因凍融而脆裂；降雨天排水不暢容易下滲而造成水損；另外瀝青混凝土容易在光、熱、水、氧的共同作用下發(fā)生氧化反應(yīng)或者更嚴(yán)重的老化，而造成嚴(yán)重的破壞。

5.施工過程的缺陷

完善的施工工藝和正確的施工方法是橋面良好使用效果的保證。調(diào)查發(fā)現(xiàn),瀝青混凝土攤鋪的不完善是造成病害的重要原因，攤鋪和碾壓不均勻易造成橋面凹陷，雨天易形成積水區(qū)；壓路機碾壓不充分易導(dǎo)致壓實度低，孔隙率過高造成水下滲形成水損；施工過程中，攤鋪機和壓路機經(jīng)常防護不到位因滴落的柴油和煤油造成污染而影響質(zhì)量；一般瀝青混凝土攤鋪時溫度可達150℃以上，接觸到防水粘結(jié)層會因高溫而軟化，碾壓時易造成骨料穿刺損害；若防水涂料噴灑前橋面板未清理、刮毛、磨平突出物，防水涂料成膜后易降低粘結(jié)效果和造成穿刺破壞。噴灑不均也將影響通車后的使用效果。

1.3 混凝土橋面病害防治措施

針對前面總結(jié)的病害成因，欲望達到有效的防治效果，需從病害成因中分析，從根源著手?；炷翗蛎娌『Ψ乐未胧┲饕梢詮娜齻€方面著手：原材料性能是否達標(biāo)、設(shè)計是否合理、施工過程是否正確。

1.從原材料著手

要想橋面不出現(xiàn)早期病害，原材料是否合格是關(guān)鍵所在，嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，各項指標(biāo)實測合格后方可使用，避免使用較多的光滑石料，選用有棱角性的原材料增加相互之間咬合力，拌合的時間、溫度等必須控制準(zhǔn)確，以保證混凝土質(zhì)量。瀝青和防水涂料的性能須滿足使用的要求，必須耐高低溫、有較好的粘結(jié)和抗剪切強度，較強的抗施工穿破和不透水能力等。

2.從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面著手

在設(shè)計上應(yīng)保證各層厚度滿足使用要求，嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范來施工。對于高速公路橋面，如防水粘結(jié)層厚度一般要求2-3mm；瀝青混凝土配合比設(shè)計要合理，盡量使用密級配，謹防因孔隙率過高而滲水，油石比應(yīng)設(shè)計準(zhǔn)確，油石比過高容易出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，其各層的原材料摻配比率必須準(zhǔn)確；泄水孔的標(biāo)高以及橋面坡度應(yīng)設(shè)計合理，確保橋面水便于排出。總之，橋面各層及附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須滿足使用的需要。

3.從施工工藝著手

施工中經(jīng)常有工人因操作失誤而造成質(zhì)量問題。施工前應(yīng)對水泥混凝土橋面進行清掃、刮毛等，突出物及凹陷處應(yīng)打磨或修補，以保證橋面平整、粗糙、干燥、干凈，否則容易影響防水粘結(jié)層與橋面板的粘結(jié)效果，尖銳物易造成穿刺損傷。防水涂料施工時，涂抹要均勻，撒布的量要充分；碾壓一定充分壓實，碾壓時一定要保證較好的平整度，以免出現(xiàn)凹陷，雨天形成積水；攤鋪機和壓路機上的柴油等有害物質(zhì)做好保護措施，謹防低落到橋面影響質(zhì)量；施工完后要保證足夠的養(yǎng)護期，謹防過早通車，養(yǎng)護過程中防止表面出現(xiàn)雜物。

1.4 結(jié)論

(1)研究發(fā)現(xiàn)混凝土橋面病害主要歸納為開裂、表面變形、水損壞以及橋面板破壞等五大類型.

（2）橋面病害成因主要包括橋面自身結(jié)構(gòu)設(shè)計和原材料本身的缺陷、車輛荷載的反復(fù)作用、水的滲入、自然環(huán)境、施工的缺陷等五大類；

（3）混凝土橋面病害防治措施大致也可以從原材料性能是否達標(biāo)、設(shè)計是否合理、施工過程是否正確這三個方面著手解決。