公路橋面鋪裝層破壞原因和預防措施

摘要：本文分析了公路橋面鋪裝層破壞的原因，提出了相應的預防措施，供大家參考。

關鍵詞：公路橋面 鋪裝層 設計理論 裂縫

0 引言

橋面鋪裝是橋梁行車道系的重要組成部分，它的質量好壞和使用耐久性直接影響到行車的安全性、舒適性、橋梁耐久性和投資效益。隨著公路等級的提高，橋梁涵洞等公路構造物所占比重越來越大，而橋面鋪裝在使用過程中的破壞情況也變的十分嚴重，有為數不少的橋梁在通車后不久，橋面就不同程度地山現了裂縫、車轍、擁包、坑槽等病害，造成了重大的經濟損失，嚴重時還會發生交通事故。高等級公路對路面質量的高要求迫切需要提高橋面鋪裝工

程的使用質量。

1 橋面鋪裝層的病因

1.1 設計理論不足 剛性路面是根據彈性體半無限地基上小撓度薄板理論進行設計的，而現行橋面鋪裝層設計就基于這一理論。但由于橋面鋪裝層是澆筑在剛性預制梁板上的，受力情況與普通混凝土路面有很大不同，而理論界對此一直缺乏相關的研究，如現行的設計規范對設計厚度只給出了一個厚度的推薦值，工程界一直在各種等級的公路上使用了多年。由于橋面鋪裝層直接承受車輛荷載的沖擊，并且部分或全部參與主梁結構的變形和受力，是一個受力復雜的動力體系，各種形式的主梁及橋面鋪裝本身都對其應力分布有影響。理論研究的不足導致設計人員缺乏足夠的認識，設計深度不夠。

1.2 設計指標不合理

1.2.1 橋面板剛度不夠 為了減輕橋梁自身重量或考慮美觀需要，多采用加大鋼筋用量或采用高強度鋼筋來減輕橋面板重量，造成橋面厚度縮小，剛度不足，在重載作用下容易引起較大的變形，加上車輛高速行駛引起的巨大沖擊力和振蕩應力，容易使橋面板及鋪裝層出現裂縫，且發展速度很快。

1.2.2 未充分考慮支承梁不均勻沉降的影響 對于空心板或T梁，由于梁體的不均沉陷或瞬間的下撓(活載引起的)，在橋面板及橋面鋪裝層上部受到與梁軸相垂直的附加彎矩，這種情況下容易導致橋面鋪裝上部被拉裂。而設計上對于預制梁、板間的橫向聯系考慮不足，使得荷載分布達不到假設狀態，往往存在單片梁板單獨受力，導致梁體產生較大變形。

1.2.3 橋面鋪裝層厚度過薄早期橋面鋪裝設計厚度大多小于8 cm，目前實施的橋面鋪裝厚度也僅在10cm左右。橋面鋪裝層厚度過薄，不僅降低了橋面鋪裝層本身的剛度和承載能力，也使對分布荷載作用和幫助橋面板共同受力作用削弱，造成上部構造整體剛度偏弱和荷載集中應力過大。

1.2.4 橋面鋪裝混凝土強度偏低 目前實施的橋面鋪裝混凝土標號大多為C30，強度偏低。在目前大交通量、重載交通，尤其是超載現象的存在，使鋪裝層本身承受的荷載應力、沖擊應力要遠遠大于設計值，尤其當前采用的混凝土路面設計理論未考慮到因連續荷載振動引發的振蕩應力(其峰值能達到沖擊應力的2～3倍)，容易造成混凝土的碎裂。同時，橋面鋪裝層多采用單層鋼筋網，鋼筋直徑偏細，抵抗強度的能力很弱。

1.3 施工方面原因

1.3.1 鋪裝層及行車道板混凝土粘接性不好 在橋面鋪裝層施工前未將梁板表面的松散砂石、碎混凝土、泥污清洗干凈，梁板表面沒有鑿毛或鑿得不夠，大大降低了橋面鋪裝層與主梁表面的粘接力，破壞了混凝土的整體性，沒能將行車道板與橋面鋪裝形成整體，降低了結構承受荷載的能力和分散荷載的作用。

1.3.2 橋面鋪裝層鋼筋網就位不正確 由于鋪裝層較薄，鋼筋網的布設本身就比較困難，同時，在鋪裝層的施工過程中，由于綁扎鋼筋、澆筑混凝土、振搗等工序需要，施工人員和運輸機械在其中穿行，容易導致鋼筋網變形和移位。

1.3.3 混凝土施工質量達不到標準 施工過程中混凝土原材料質量控制不嚴、石料不干凈、粒徑不符合要求、砂率過大、施工時間掌握不好以及振搗不密實、模板漏漿等都會造成混凝土中出現蜂窩、麻面、強度降低等缺陷，這些缺陷破壞了鋪裝層的整體性，降低了鋪裝層抗裂、抗沖擊、抗彎曲及耐磨的能力，導致鋪裝層的壽命縮短。

1.4 橋面鋪裝混凝土產生裂縫

1.4.1 干縮裂縫 在水泥混凝土中，水以結合水、層間水、物理吸附水和毛細水等狀態存在。當這些水在混凝土硬化過程中失去時，水泥漿體就會收縮，如果是自由收縮，一般不會產生裂縫，當收縮受到限制時，因收縮應力就會產生裂縫。

1.4.2 溫度裂縫 水泥混凝土具有熱脹冷縮的性能，橋面鋪裝層的熱脹冷縮是在相鄰的部分或整體性限制條件下發生的。溫度裂縫一般發生在溫度降低過程中。溫度降低時，鋪裝層發生翹曲，而鋪裝層與梁板是緊密聯接的，造成橋面鋪裝不能自由伸縮，這樣，在鋪裝層頂產生拉應力，層底產生壓應力，當拉應力大于混凝土極限抗拉強度時就會產生裂縫。

1.4.3 疲勞裂縫 橋面板經常處于震動變形中，由于在混凝土材料內部存在局部缺陷或不均勻性，在荷載的作用下會發生應力集中而出現裂縫。當應力反復作用時，使裂縫逐步擴展，從而不斷減少承受應力作用的有效面積，終于在車輛荷載反復作用到一定次數后導致破壞，使混凝土出現疲勞裂縫。

2 防治措施

2.1 橋面鋪裝層裂縫的防治

2.1.1 養護制度養護制度對裂縫的產生有重要的影響，尤其是對防治早期裂縫的產生有重要的意義，混凝土的干縮裂縫屬于早期裂縫，它的產生在很大程度上是由于養護不當造成的。其中，溫度和濕度對養護的影響最大，因此施工時應設專人進行養護，可以在很大程度上避免干縮裂縫。而且養護對混凝土強度增長起著很大的作用。

2.1.2 摻粉煤灰粉煤灰不僅可改善混凝土的工作性，還可以利用石灰的吸收效應減少混凝土中Ca(OH)2的含量，從而提高混凝土的耐久性，而且粉煤灰的加入可降低混凝土的水化熱，降低混凝土出現拉應力的起始點溫度，減少混凝土降至環境溫度的溫差，防止溫度裂縫的產生。

2.1.3 摻鋼纖維鋼纖維能有效抑制干縮的發展，在混凝土中摻加適量的鋼纖維可以在混凝土中形成亂向分布的三維網狀結構從而抑制混凝土干縮，而且混凝土的抗折疲勞性能也可以大幅度提高，能有效防止重復荷載作用產生裂縫。

2.2 橋面鋪裝層與梁頂粘結的處理 在預制梁體時對其頂面進行刷毛處理，刷毛后及時清掃干凈；澆筑鉸縫混凝土時，高度低于頂梁3～5mm，做成槽口，澆筑橋面混凝土后，每條槽口形成“小梁”，加強了橋面鋪裝層與梁板的結合；橋面鋼筋綁扎前必須對梁頂徹底清掃，鑿除表面浮渣，必要時用氣泵或高壓水沖洗，但澆筑混凝土前，不要有積水。

2.3 橋面鋪裝層與瀝青面層粘結的處理 橋面鋪裝層混凝土初凝時應刷毛，刷毛2遍最好。第一遍縱向刷，第二遍橫向刷。深度以露出石子1～2mm即可。刷毛后應清掃干凈。絕對不允許為了找平，在鋪裝層上涂抹砂漿。鋪筑瀝青面層前應灑布透層油。

2.4 確保橋面混凝土有足夠的強度 混凝土料要級配合理，具有良好的和易性，現場施工時坍落度一般為3～5cm，夏季可適當放大到5～7cm。用人工拉平板振動器振搗及振動梁振搗，然后用滾杠、刮杠人工抹面壓實找平。澆筑完畢的混凝土要及時養護，特別是夏季施工，對養護應引起高度重視。保證橋面鋼筋的正確位置，特別強調橋面鋼筋網與梁頂必須有一定的保護層。澆筑混凝土采用吊車提升為宜。禁止混凝土運送車直接碾壓鋼筋，必要時搭設簡易車道。

3 結束語

高速公路橋面鋪裝早期損壞現象與設計、施工、交通組成和氣候條件等諸多因素有關。橋面鋪裝層施工質量的好壞直接關系到橋梁的使用功能和橋梁的使用壽命，一定要給予高度重視。橋面鋪裝施工雖然工藝不復雜，但是諸多細節問題應注意，這些細小問題很可能就是病害產生的根源。施工單位在施工時務必做到準備要充分、安排要合理，施工要精心，防患于未然。