淺談橋面鋪裝病害及提高質量的設計方法

榮梅

（黑龍江省公路勘察設計院，黑龍江 哈爾濱 150080）

前言

橋面鋪裝是車輛直接作用的部分，同時也是行車道系的組成部分。它的作用不僅體現在為車輛提供平穩舒適的行駛條件，更重要的作用是保護橋梁的梁板不受磨損和大氣侵害并擴散車輪荷載，同時還對荷載進行橫向分布。相對于橋梁全部造價，橋面鋪裝所占比例不大，但它的質量優劣卻直接決定了橋梁的使用安全性、耐久性和行車舒適性。隨著交通事業的迅猛發展，特別是高等級公路建設力度的加大，對橋面鋪裝的性能也提出了更高的要求，由橋面鋪裝的受力分析可知，鋪裝層承受著較大的反復拉壓應力和剪切應力，因此，橋面鋪裝要能夠正常使用，必須具有足夠的強度、平整度和耐磨性能，具體來講，有以下幾個方面：

一是具有良好的抗荷載開裂與抗溫度收縮的性能。

二是具有良好的高溫穩定性及較強的抗疲勞性與抗剪能力。

三是具有足夠的強度、剛度及良好的變形適應能力。

四是橋面鋪裝各層必須具有良好的黏結力，使橋面鋪裝各層能夠牢固的形成整體，才能保證在荷載作用或溫度變化時共同受力，共同作用。

五是有很好的防水性能。

六是鋪裝表面應具有良好的平整度和構造深度，以減少車輛的沖擊和提高鋪裝層的抗滑能力。

1 橋面鋪裝常見病害的表現形式

常見病害主要表現為四種形式，即橫向裂縫、縱向裂縫、擁包和坑槽。

2 常見病害產生的原因分析

現實中大量的橋面鋪裝層遠未達到設計壽命，就提前出現了影響正常使用的病害，特別是一些橋梁在只使用了幾年，甚至剛建不久就出現了嚴重的橋面破損現象。究其原因，除了部分施工因素以外，更主要的問題還是因為設計不夠精細，忽視了對總體構造和細部處理的關注，導致橋面鋪裝層達不到理想的效果。可歸納為以下幾個方面：

2.1 超載車輛的破壞

汽車超載有兩種情況：其一是車輛軸重違規超載，另一種是橋梁通行的車流量超過原設計流量，前一種現象在我國公路運輸中較為普遍，是一種客觀存在。由于混凝土并非是均勻和連續的，內部存在許多微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微小缺陷會逐漸發展、合并形成宏觀裂縫，所以橋梁的超載一方面可能引起疲勞問題，使橋面鋪裝層疲勞應力幅度加大、損傷加劇，另一方面超載造成的混凝土內部損傷不能恢復，將使橋梁在正常荷載下的工作狀態發生變化，使耐久性迅速降低。

2.2 梁板表面預拱度，造成橋面鋪裝層厚薄不一

在實際施工中梁板頂面高程是很難與設計高程保持一致的，特別是以下兩種情況：第一，處于超高漸變段的橋面；第二，跨徑較大的預應力構件橋面。預應力技術的廣泛應用，使得第二種情況較為普遍，梁板預應力張拉完成后，產生的反拱值，直接造成橋面跨中鋪裝較薄，而梁兩端又往往較厚，如要保證跨中橋面的鋪裝厚度符合設計要求，勢必增加兩端的厚度，不僅加大自重，浪費了材料，又改變了原設計的荷載。局部鋪裝層過薄，也是造成橋面早期破壞的重要原因之一。

2.3 伸縮縫、連續縫處(簡支梁橋面簡支簡易連續墩頂處)的損壞，設計和施工都有需要改進的地方

伸縮縫損壞的原因主要是有效伸縮量不夠、預埋筋錨固能力不足，伸縮縫與相鄰橋面高差超過容許范圍，在車輛沖擊下出現疲勞破壞。連續縫的縱向加強鋼筋配筋量不夠也是連續縫損壞的主要原因之一。

2.4 橋面防排水設計不完善，橋面防水與排水是橋面鋪裝設計中不可忽視的兩個重要方面

橋面防水能力不夠，排水不暢，使得雨水滲透至梁板中，梁板混凝土經凍融破壞，出現鋼筋銹蝕。設計中應首先考慮的因素是確保水可以沿橋面橫坡和縱坡以及其他排水設施迅速排除。可以采取一些簡單的措施，就可達到比較理想的效果。如設置合適的縱橫坡，鋪裝層混凝土采用防水混凝土等。

2.5 橋面防水層(梁板頂于橋面混凝土鋪裝之間的卷材防水層或聚合物)的影響

由于防水層的強度與梁板和鋪裝層的強度有差異，中間柔性夾層會引起鋪裝層脫殼和開裂，處于防水層上的鋪裝層一經開裂，在車輪的動力荷載以及雨雪水的侵蝕作用下，彼此間的縫隙會越來越大，直至松散脫落。

橋面鋪裝的損壞，表面現象是使得來往車輛行駛不適，實際上更大的危害是失去了對梁板的保護作用，不能夠有效的保護梁板不受雨水侵蝕，也不能夠傳遞、分布車輪的集中荷載，使整個橋梁的安全性、耐久性降低。

3 提高橋面鋪裝質量的設計方法

3.1 橋面鋪裝混凝土是現澆在預制板上，對梁板頂面認真鑿毛，是施工縫處理的傳統方式，這種處理方式不僅工效低，花費大量人力與時間，而且難以保證結合面的強度達到要求。

3.2 合理設計，減少鋪裝層厚度上的不均勻，采用適當的方法降低預應力施加產生的反拱值。

3.2.1 張拉時間控制：設計單位一般明確混凝土強度達到設計強度的70%以上，才可進行張拉。

3.2.2 大跨徑預應力構件反拱值較大，采取以上措施還不能解決根本問題。由于大跨徑梁板預應力一般采用后張法施工，可以在臺座上設置預加負反拱，預反拱一般二次拋物線，故負反拱應按拋物線設置，這是最直接也是最有效的方法。

3.2.3 預制梁板頂部在預制時增加凹槽。

3.3 重視橋面鋪裝抗滑措施

瀝青混凝土表面具有一定的粗糙度，一般都能滿足抗滑要求，水泥混凝土表面一般采用壓紋和刻紋方式來增加橋面摩擦系數，起到防滑作用，壓紋方法構造深度不夠，刻紋方法能夠保證構造深度，但在雨天出現了汽車打滑現象。

3.4 橋面防排水設計不完善，橋面防水與排水是橋面鋪裝設計中不可忽視的兩個重要方面。

橋面防水能力不夠，排水不暢，使得雨水滲透至梁板中，梁板混凝土經凍融破壞，出現鋼筋銹蝕。設計中首先考慮的因素是確保水可以沿橋面橫坡和縱坡以及其他排水設施迅速排除。可以采取一些簡單的措施，就可達到比較理想的效果。如設置合適的縱橫坡，鋪裝層混凝土采用防水混凝土等。

結語

以上對橋面鋪裝病害產生的原因進行了簡單的分析和研究，同時也提出了一些簡單的解決方法，對橋面橫向裂縫可采用密封膠進行灌縫，橋面鋪裝的局部破壞可采用局部挖補的方法進行修補，對于梁板受力所造成的橋面縱向裂縫，應采用橋面鋪裝改造的方法進行徹底的根治。水和重載是造成橋面鋪裝破壞的主要原因，在橋面鋪裝的設計過程中，應完善橋面排水系統的設計。

[1] (JTGD60-2004).公路橋梁設計通用規范[S].

[2] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范，(JTGD62-2004).

[3] 李青春.整體式無伸縮縫橋梁橋臺的概念設計[J].遼寧交通科技，2004(06).

[4] 李洋海，程潮洋，鮑衛剛，鄭學珍.公路橋梁伸縮裝置實用手冊 [M].人民交通出版社，2007.