淺析高速公路混凝土橋梁橋面鋪裝的病害及防治措施

王 凱

(河北路橋集團(tuán)保通工程有限公司)

1 病害及原因分析

1.1 混凝土橋面鋪裝的病害及原因分析

(1)厚度不足

①預(yù)應(yīng)力梁起拱高度設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮對(duì)橋面厚度的影響，尤其是大跨徑起拱高度大，就會(huì)影響橋面鋪裝的厚度;②設(shè)計(jì)橋面鋪裝厚度過(guò)小，施工略有誤差就無(wú)法調(diào)整。

(2)強(qiáng)度不夠

①橋面鋪裝混凝土鋼筋網(wǎng)位置不對(duì)，未發(fā)揮鋼筋網(wǎng)作用，引起強(qiáng)度不夠;②伸縮縫處混凝土強(qiáng)度不夠，造成伸縮縫過(guò)早損壞;③橋面積水、表層浮漿未進(jìn)行處理，使混凝土厚度不足引起強(qiáng)度不夠;④混凝土橋面鋪裝較薄，因振搗不密實(shí)或養(yǎng)生不良引起強(qiáng)度不夠;⑤冬季施工，防凍劑使用不當(dāng)，混凝土受凍，致使強(qiáng)度不夠。

(3)層間粘接不良，各種路面各層間粘接不好

①鋪裝層與大梁表面粘接不良，澆注橋面混凝土前沖洗不徹底。分兩幅施工時(shí)，養(yǎng)生水溶進(jìn)混凝土白色粉塵造成二次污染，預(yù)制梁及頂面粗糙度不夠或澆注混凝土前未對(duì)接觸面灑水濕潤(rùn)等均會(huì)造成層間粘接不良。②混凝土鋪裝層與瀝青面層的粘接不良。橋面混凝土鋪裝粗糙度不夠，與瀝青結(jié)合不良而面層被損壞;邊側(cè)泄水管高于橋面混凝土，雖然瀝青表層的水可以從泄水孔流出，但滲透到橋面混凝土的水卻不能排出，特別是臨冬危害更大;橋面為了達(dá)到其平整度的指標(biāo)，混凝土初凝后又填補(bǔ)砂漿找平與混凝土結(jié)合無(wú)法融為一體。

1.2 瀝青鋪裝層的病害及原因分析

(1)壓實(shí)度不足。由于過(guò)分追求平整度，而忽視了壓實(shí)度，使路面強(qiáng)度低下、滲水，引起早期損壞，如剝落、坑槽、唧泥等。另外攤鋪寬度過(guò)寬引起邊部材料的離析，也是邊部壓實(shí)度不足的原因。

(2)厚度不足。由于預(yù)拱度的差異和路基上3層瀝青面層攤鋪厚度的調(diào)整不當(dāng)，都可能使得該層路面厚度不足或該層局部厚度不足，這也是引起橋面鋪裝早期損壞的主要原因之一。

(3)層間結(jié)合不良，使橋面鋪裝發(fā)揮不了整體作用由于瀝青下面層受到了污染，未認(rèn)真進(jìn)行處理，或由于使用的粘層材料質(zhì)量較差或?yàn)⒉疾痪鶆颍驗(yàn)⒉己笮熊囎饔冒颜硨訋鸬仍蚨紩?huì)造成粘接不良。

(4)路面內(nèi)部排水不良一般路面與橋面的區(qū)別在于:一般路面的雨水可以通過(guò)橫坡排至路面邊緣排向路后，排出路基;而橋面邊緣由于有護(hù)欄擋柱了雨水，無(wú)法從橫向排出，只能沿護(hù)欄墻從縱向排至泄水孔。若不采用路面內(nèi)部排水措施，排除滲入路面中的雨水，在高溫(路面溫度可達(dá)70℃)和高壓(行車時(shí)的動(dòng)水壓力)作用下，就容易把瀝青膜剝離，使路面產(chǎn)生早期損壞。在調(diào)查中，我們挖路發(fā)現(xiàn)有的地方路表面瀝青很多，但下面的碎石料已沒(méi)有瀝青膜，形成了裸狀碎石。

2 防治措施

2.1 改善橋面系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)梁體頂層應(yīng)設(shè)計(jì)與橋面牢固結(jié)合的預(yù)留鋼筋，以Φ6～10mm為宜，預(yù)留高度根據(jù)橋面厚度而定，一般為4～8cm。

(2)預(yù)應(yīng)力梁跨中起拱高度設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮所影響橋面厚度的因素，施工時(shí)一般按墩臺(tái)、支座設(shè)計(jì)高度進(jìn)行控制。大梁就位后跨中由于拱度影響橋面達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度，又不能為達(dá)橋面厚度提高標(biāo)高，造成人為的施工缺陷，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以梁體跨中最小的厚度為橋面計(jì)算厚度。

(3)適當(dāng)增加橋面混凝土厚度和橋面鋼筋網(wǎng)的密度，加大鋼筋直徑及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，有瀝青表層的橋面混凝土最小厚度不小于8cm，直接行車的橋面水泥混凝土厚度為12～16cm，鋼筋宜為Φ12mm，間距10×10cm，特重車輛時(shí)可進(jìn)行雙層鋼筋網(wǎng)設(shè)計(jì)。

(4)由伸縮縫處的混凝土破壞延至瀝青混凝土出現(xiàn)坑槽，伸縮縫在設(shè)計(jì)上除在梁端留有足夠的錨固鋼筋外，還應(yīng)設(shè)計(jì)不低于C40級(jí)的鋼纖維混凝土。為保證其平整度，明確要求伸縮縫設(shè)置在瀝青混凝土鋪裝完成后進(jìn)行施工。

(5)泄水孔收水口底部標(biāo)高的設(shè)計(jì)低于水泥混凝土橋面頂至少1cm，收水口周圍做成15～20cm傾斜收坡，保證滲入瀝青混凝土路面的水能很順暢地通過(guò)泄水孔排走，防止存余水凍脹造成路面破壞。另外，橋面鋪裝中采用鋼管作泄水孔時(shí)，可在鋼管上距瀝青混凝土底部處，開(kāi)2cm左右的槽，以便排除進(jìn)入路面的雨水。另外也可在路邊和橋梁護(hù)欄墻之間鋪筑15cm寬與路面同厚的黑色碎石，以便排除進(jìn)入路面內(nèi)部的水分。

(6)橋面瀝青混凝土宜設(shè)計(jì)2層，每層厚度4～5cm，不但可提高平整度，而且對(duì)其耐久性也有可靠保證。

2.2 提高橋面混凝土與大梁頂面混凝土的粘接能力

(1)在預(yù)制梁體對(duì)其頂面進(jìn)行刷毛處理，刷毛深度露出石子3～5mm，刷毛后及時(shí)清掃干凈。

(2)梁與梁之間如設(shè)計(jì)了絞縫混凝土，澆注混凝土?xí)r高度低于梁面3～5cm做成槽口。澆注橋面混凝土后每條槽口形成“小梁”，加強(qiáng)橋面混凝土與梁的結(jié)合。

(3)橋面鋼筋綁扎前必須對(duì)梁頂徹底清掃，鑿除表層浮渣，必要時(shí)用氣泵或高壓水沖洗。澆注混凝土攤鋪前灑水濕潤(rùn)梁頂?shù)坏糜蟹e水。

(4)橋面全寬施工時(shí)應(yīng)一次完成。當(dāng)橋面太寬分兩幅施工時(shí)先澆注橫坡較低的一幅，避免養(yǎng)生水對(duì)另一幅的二次污染。第二幅澆注混凝土前對(duì)粉塵雜物還必須進(jìn)行一次清除，特別對(duì)接縫處更應(yīng)細(xì)致地清理干凈。

(5)當(dāng)橋面混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，要對(duì)其特殊部位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)工作縫裂紋有上翹現(xiàn)象時(shí)用小錘輕敲看是否“空鼓”，確定其范圍。用切割機(jī)切至橋面鋼筋處人工鑿除并清除干凈后重新澆注混凝土。

2.3 確保橋面混凝土有足夠的整體強(qiáng)度

(1)混凝土拌和料級(jí)配要合理，具有良好的和易性，摻外加劑現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)坍落度一般為3～5cm，夏季施工可配制坍落度5～7cm。橋面如有積水用麻布沾水清除后再攤鋪混凝土，用人工拉平板振動(dòng)器振搗與振動(dòng)梁振搗，然后用滾杠、刮杠人工抹面壓實(shí)找平。

(2)及時(shí)進(jìn)行遮蓋灑水養(yǎng)生，大風(fēng)或高溫時(shí)對(duì)整平后的混凝土及時(shí)用塑料布覆蓋，防止水分蒸發(fā)過(guò)快造成混凝土裂紋，降低混凝土強(qiáng)度。

(3)嚴(yán)格控制橋面混凝土冬季施工。橋面混凝土一般厚10cm左右，又暴露在高空，極易受凍，特別是氣溫突變的初冬更應(yīng)引起高度重視。混凝土在初凝時(shí)一旦受凍，將成為“豆腐渣”而不能使用。

(4)保證橋面鋼筋的正確位置，特別強(qiáng)調(diào)橋面鋼筋網(wǎng)與梁頂必須有一定的保護(hù)層。澆注混凝土采用吊車提升或泵送為宜。禁止混凝土運(yùn)輸車直接碾壓鋼筋，必要時(shí)搭設(shè)簡(jiǎn)易過(guò)橋板車道。

(5)橋面鋪裝分幅施工時(shí)，應(yīng)對(duì)縱橫向工作縫進(jìn)行防滲水處理。連續(xù)梁設(shè)計(jì)時(shí)考慮了負(fù)彎矩的橋面開(kāi)裂，設(shè)備二節(jié)六涂防滲水措施，而分幅施工的橋面工作縫的滲水也不可忽視。

2.4 保證橋面混凝土與瀝青混凝土有較好結(jié)合面

混凝土初凝時(shí)拉毛或壓毛是橋面混凝土傳統(tǒng)的制毛工藝，表層平整美觀大方，但表層存有不密實(shí)的浮漿與瀝青混凝土結(jié)合不理想。在長(zhǎng)期超載的車輪碾壓下，橋面混凝土浮漿便“未老先衰”被損壞，進(jìn)而引起瀝青混凝土的損壞。刷毛工藝用普通的鋼絲刷人工操作，重點(diǎn)是掌握刷毛時(shí)間，過(guò)早不均勻，容易刷掉石子，沾刷子不易操作，晚了則刷不動(dòng)，一般掌握在初凝后以不沾刷子最好，必要時(shí)集中人力打突擊戰(zhàn)。刷毛按2遍為宜，第1遍縱向刷，第2遍橫向刷，深度以露出石子2～3mm即可，刷后即可用笤帚把粉末清掃出橋面范圍。

2.5 橋面瀝青混凝土的鋪裝

(1)在鋪筑瀝青混凝土之前，對(duì)水泥混凝土平整度、粗糙度進(jìn)行檢查。對(duì)伸縮縫處混凝土預(yù)留槽用黃砂等松散材料臨時(shí)鋪墊與兩側(cè)橋面混凝土平整，清掃水泥混凝土面層，保證清潔干燥。粘層油宜采用快裂灑布乳化瀝青、機(jī)械噴布工藝，用量為0.32～0.4kg/m，要灑布均勻，灑油過(guò)量局部積油量較多時(shí)應(yīng)刮除。粘層油噴灑后嚴(yán)禁行人或車輛通過(guò)，乳化瀝青待破乳水分蒸發(fā)完后方可鋪筑瀝青混凝土，當(dāng)氣溫低于10℃或水泥混凝土潮濕時(shí)不得噴灑粘層油。

(2)鋪筑瀝青混凝土要采用機(jī)械攤鋪，大橋橋長(zhǎng)及寬度范圍應(yīng)在較短時(shí)間內(nèi)一次鋪筑完成，前后2臺(tái)攤鋪機(jī)盡量縮短距離，縱向接縫應(yīng)在前臺(tái)鋪筑的瀝青混凝土實(shí)際溫度100℃以上連接鋪筑并進(jìn)行碾壓。安裝伸縮縫裝置前進(jìn)行劃線切割，并清除瀝青混凝土及松散填充材料。

(3)鋪筑橋面瀝青混凝土應(yīng)選晴天，運(yùn)料車應(yīng)用篷布覆蓋，用以保溫防塵。攤鋪機(jī)應(yīng)緩慢均勻連續(xù)不間斷地?cái)備仯坏弥型就ｎD或改變攤鋪速度。速度控制在2～6m/min，具體應(yīng)根據(jù)供料能力、機(jī)械配套及攤鋪的寬度厚度確定。攤鋪后盡快進(jìn)行碾壓，施工車輛和機(jī)械不準(zhǔn)停留在新鋪筑的瀝青混凝土面層上，也不準(zhǔn)柴油之類的油料滴漏在瀝青混凝土面層上，以免引起軟化壅包而造成瀝青混凝土返工或修補(bǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)橋面鋪裝質(zhì)量的好壞是保證高速公路運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵之一，必須引起足夠的重視。

(2)應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面采取系統(tǒng)措施才能確保橋面鋪裝質(zhì)量。