車小磊 劉楊

【摘 要】橋面鋪裝層直接承受行車荷載、因此橋面鋪裝既是橋面保護層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層。隨著交通量的快速增長和重型車輛的不斷增加，橋面在荷載反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂縫、沉陷、坑槽等病害及單板受力現(xiàn)象，嚴重影響了車輛的安全行駛和橋梁的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；橋面鋪裝；成因分析；防治措施

0.引言

隨著交通量和重型車輛的增加， 橋面鋪裝損壞問題越來越多。橋面鋪裝的破壞嚴重影響了車輛行駛的舒適性及安全性，橋面鋪裝早期破壞的發(fā)生，與橋梁的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計方面，荷載作用下的受力方面，混凝土鋪裝的性能及施工質(zhì)量密切相關(guān)，橋面鋪裝的破壞不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來了很大困難。 已成為影響使用功能發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。

1.橋面鋪裝常見病害及其成因分析

1.1設(shè)計方面?，F(xiàn)代公路運輸?shù)陌l(fā)展趨勢是，行車速度高、載重量大、車流量大。因此，作為橋梁直接承載層的橋面鋪裝的設(shè)計必須適應(yīng)這一運輸?shù)奶攸c，鋪裝層必須具有較高的強度和足夠的厚度，以及合理的鋼筋空間分布，以防止混凝土開裂破壞，并保證耐磨。橋面鋪裝設(shè)計多為8cm左右，厚度偏薄，在交通量及車輛荷載日益加重的情況下，易造成破壞。施工中鋪裝混凝土強度沒有達到設(shè)計要求，配合比掌握不當，鋼筋位置固定不準確。

1.2汽車荷載通過車輪作用于橋面時，是一個局部移動集中荷載，在這一荷載作用下，橋面鋪裝隨著梁體產(chǎn)生正彎距和負彎距，這一局部集中荷載作用的局部區(qū)域還產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，正是這一局部應(yīng)力集中現(xiàn)象造成橋面鋪裝層遭受破壞的根本原因。

1.3原材料質(zhì)量不合格。石料壓碎值指標不符合要求，細集料中雜質(zhì)含量過高，粗骨料粒徑不合格等均可影響到混凝土的整體強度，使其達不到設(shè)計強度，難以滿足使用要求，從而發(fā)生龜裂破碎現(xiàn)象。作為構(gòu)成工程實體的材料，是工程質(zhì)量的命脈，沒有合格的材料，就不可能建造出合格的工程。

1.4水泥混凝土鋪裝與橋梁行車道板未能很好地連結(jié)成為整體，有“空鼓”現(xiàn)象。另外，橋面鋼筋網(wǎng)下沉，上保護層過大，鋼筋網(wǎng)未能起到防裂作用，這樣橋面不能適應(yīng)反復(fù)荷載引起的振動而發(fā)生破壞。

1.5施工中，澆注鋪裝混凝土前對梁板頂板面鑿毛及清理不當，鋪裝層與梁板之間有夾層，未能緊密結(jié)合成整體，形成“兩張皮”，在行車振動作用下發(fā)生疲勞破壞。

1.6由于橋面鋪裝面積大而厚度薄，鋪裝層厚度不夠，在施工中若混凝土坍落度過大或振搗過度，易造成上部浮漿較厚，粗集料沉積在下層。在雨，雪水滲入腐蝕及行車碾壓產(chǎn)生的動水壓力作用下，將其表面層壓碎，從而造成坑槽和唧漿。由于在橋梁下部結(jié)構(gòu)或預(yù)制梁施工時未能控制好標高，安裝后致使梁頂標高偏高，為了保證路線總標高不變而減少了橋面鋪裝厚度，使得鋼筋網(wǎng)上下保護層不夠，強度嚴重不足而發(fā)生破損，嚴重時出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象。

1.7未按規(guī)定要求進行養(yǎng)生及交通管制，橋面車道鋪筑完成后養(yǎng)生不及時，在混凝土尚未達到設(shè)計強度時即開放交通，允許車輛通行，從而造成了鋪裝的早期破壞。公路冬季除雪灑鹽，鹽水通過瀝青路面滲透橋面鋪裝中，對水泥混凝土產(chǎn)生腐蝕作用，在車輛反復(fù)碾壓作用下，形成坑槽和唧漿破壞。在多孔連接結(jié)構(gòu)墩頂負彎曲矩區(qū)，橋面鋪裝頂面開裂，雨水及鹽水滲入裂縫，加劇破壞。

2.橋梁防水系統(tǒng)缺陷對橋梁損害的機理分析

一般來說，水泥混凝土材料是耐水材料，在潮濕環(huán)境或水中能保持強度和穩(wěn)定性，潮濕條件也是水泥混凝土材料早期強度形成和發(fā)展不可缺少的條件。但是長期處于潮濕條件下，尤其在干濕交替循環(huán)狀態(tài)下，混凝土的耐久性問題是不容樂觀的。很多橋梁墩臺，在水位浮動的部位首先被破壞就是證明。

水泥混凝土在塑性期或硬化初期會因為水分蒸發(fā)造成塑性開裂。一般而言，橋面混凝土厚度小，和空氣的接觸面積大，產(chǎn)生塑性開裂的幾率也大。加強橋面混凝土施工中的質(zhì)量管理和早期養(yǎng)護可以減少開裂，但難以完全消除。

混凝土堿一骨料反應(yīng)是指來自水泥混凝土中的堿性物質(zhì)和環(huán)境中的堿金屬離子與砂石等材料中的活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在水泥砂漿與石子的界面處生成白色凝膠物質(zhì)，這種物質(zhì)在潮濕環(huán)境中吸水膨脹，從而造成混凝土結(jié)構(gòu)從內(nèi)部開始的漲裂，甚至破壞。這種病害稱為混凝土的“ 癌癥”，堿一骨料反應(yīng)少則幾年，多則十幾年就可以使混凝土結(jié)構(gòu)喪失安全性。這種破壞具有不斷發(fā)展和不可修復(fù)性。具體表現(xiàn)為混凝土表面龜裂、突出、酥松，然后剝離。堿一骨料反應(yīng)的發(fā)生和對混凝土的破壞需要三個條件：混凝土中的高堿性、碎石中的富含堿活性成分以及水，以前所用的水泥及外加劑均為高堿性。堿一骨料反應(yīng)，鹽腐蝕、凍融作用是混凝土結(jié)構(gòu)的三大主要破壞因素，都是因為水進入混凝土結(jié)構(gòu)里面引起的。

所以必須設(shè)置完善的防水系統(tǒng)，將混凝土與水隔離開來，使其不具備發(fā)生反應(yīng)的條件，就將達到延長橋梁使用壽命的要求。

3.橋面鋪裝破壞防治措施

根據(jù)橋面鋪裝破壞的成因，可采取以下幾種處理措施。

3.1橋面鋪裝防水混凝土標號提高到40號，厚度增大到10-12cm，鋼筋直徑加大至12，提高鋪裝層的整體強度，以適應(yīng)交通量及車輛荷載的增長。

3.2嚴格控制施工質(zhì)量，梁板頂面鑿毛露出骨料3-5cm，并用高壓氣泵水槍清理干凈；嚴格控制混凝土配合比及坍落度，使混合料具有良好的和易性，混凝土須采用低收縮配方以減少收縮裂縫。

3.3為使橋面鋪裝與梁板結(jié)合緊密，使橋面鋪裝共同參與受力，同時固定橋面鋪裝鋼筋的位置，可采用“植”筋技術(shù)。即在空心板頂按一定間距鉆孔，孔深要大于錨固長度，孔徑略大于鋼筋直徑，用高壓氣泵將孔清理干凈后，灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液并植入鋼筋，待膠液固化并達到強度后，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋牢固焊接后，再澆注防水混凝土。

3.4在混凝土中摻加鋼纖維或聚丙烯纖維，以提高混凝土的整體性，防止開裂。

3.5在墩頂負彎矩區(qū)，設(shè)置加強鋼筋，減少鋪裝層頂開裂。

3.6可取消鋪裝層上的瀝青路面，將鋪裝層加厚，并設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)或在鋪裝層與瀝青路面之間鋪設(shè)防水材料，以改善橋面層的破壞。

3.7冬季采用專用除雪劑或機械手段進行除雪，減少鹽水對混凝土的腐蝕。

4.加強橋面鋪裝施工質(zhì)量控制

4.1嚴把原材料質(zhì)量關(guān)，各類粗細骨料必須分批檢驗，各項指標合格后方可使用，混凝土配料時砂子應(yīng)過篩。石料也應(yīng)認真進行篩分試驗，拌合時各種衡器應(yīng)保持準確，以保證混凝土質(zhì)量。

4.2為使橋面鋪裝混凝土與行車道板緊密結(jié)合成整體，在進行梁板預(yù)制時其頂面必須拉毛，一般應(yīng)垂直跨徑方向劃槽，槽深0.5—l.0cm橫貫全寬，在綁扎橋面鋼筋網(wǎng)之前必須用鋼絲刷清除梁頂結(jié)合面上的浮漿，用空壓機吹凈，沖洗干凈，以保證梁板與橋面鋪裝的結(jié)合。在澆筑橋面混凝土之前必須嚴格按設(shè)計重新布設(shè)鋼筋網(wǎng)，以保證鋼筋網(wǎng)上下保護層，從而減少裂縫。

4.3在進行橋梁上、下部結(jié)構(gòu)施工時要嚴格控制標高，以保證橋面鋪裝層的厚度，如果標高有問題，按原設(shè)計不能保證鋪裝層厚度，要通過設(shè)計部門適當提高路線標高以確保鋪裝的厚度。在澆筑橋面混凝土?xí)r振搗要充分，保證密實，初凝前要按規(guī)范拉毛，以保證橋面摩擦系數(shù)。

4.4水泥混凝土橋面鋪裝施工完成后必須及時覆蓋和養(yǎng)生，并須在混凝土達到設(shè)計強度之后才能開放交通。

5.結(jié)束語

橋面鋪裝早期破壞的發(fā)生，與橋梁的結(jié)構(gòu)型式、混凝土鋪裝的性能及施工質(zhì)量密切相關(guān)。如何科學(xué)合理的組織施工，減少橋面鋪裝的病害，延長使用年限，充分發(fā)揮橋面鋪裝在橋梁結(jié)構(gòu)中的作用，應(yīng)該引起設(shè)計、施工人員的重視。