摘要：随着桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装病害时有发生，这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。
关键词：高等级公路桥梁；沥青混合料；桥面铺装；破坏原因及分析
1、高等级公路桥梁沥青混合料桥面铺装的破坏原因
1.1坑槽原因
桥面铺装坑槽产生原因是多方面的，一是铺装层沥青混合料设计孔隙率较大，或施工时压实度达不到设计要求，出现离析等破坏现象，增大了孔隙率；受水或冰冻的影响，铺装层上的沥青与矿料之间的粘合力下降，并逐渐从矿料表面脱落，由于车辆通行的压力，沥青混凝土铺装层变得比较松散，铺装层上的骨料脱落后出现坑槽；二是沥青混合料在施工过程中由于加热温度太高而逐渐老化，自身粘结力下降，最终从矿料表面脱落；三是桥面的平整度达不到设计要求，受到车辆通行及温度荷载的影响，不平整的部位铺装层内产生局部应力集中，出现结构性的点损失，然后逐渐四周扩散，而形成坑槽。
1.2公路桥梁的混凝土强度不足
在对多座桥梁桥面铺装层检测中，我们采用了回弹仪及钻芯取样检测抗压强度的检测方法，从检测结果可以看出，所检测的桥面铺装层强度大多数低于设计强度，不符合设计要求。主要由以下原因造成：
在桥面铺装混凝土浇筑过程中，坍落度大，振捣时表层浮浆较厚或桥面有积水就直接摊铺混凝土，使浮水上到表层降低了混凝土强度；冬季施工时保温措施差混凝土受冻；桥面钢筋网一般设置在混凝土铺装中层，施工时由于各种原因造成钢筋紧挨底部，钢筋在桥面混凝土中受力作用减小；桥面板预制或现浇时，未严格控制面板厚度，导致总桥面厚度偏小；混凝土振动不实或养生不好；施工单位降低混凝土标号。
1.3混凝土桥面铺装层产生裂纹原因
根据裂纹产生的原因，可将裂缝分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝。
1.3.1疲劳裂缝
桥梁主梁的桥面板在荷载的作用下，经常处于震动变形中，由于在混凝土材料内部存在局部缺陷或不均匀性，在荷载的作用下会发生应力集中而出现微裂缝，应力的反复作用，是裂纹逐步扩展，直到一定次数后，产生疲劳裂缝，产生破坏。另外，桥面混凝土表面有时存在肉眼看不见的细小干缩裂纹，也会在反复的震动过程中逐渐加长加宽。
1.3.2温度裂纹
温度裂缝一般是指在温度降低过程中产生的。在温度降低时，铺装层发生翘曲，但由于铺装层与梁顶紧密联结，致使桥面混凝土不能自由伸缩，这样就在铺装层顶产生拉应力，其大于混凝土极限抗拉强度时就会产生温度裂纹。防止温度裂纹就应该以降低混凝土的水化热，降低混凝土出现拉应力的起始点温度，减少混凝土降至环境温度时的温差等方面入手。
1.3.3干缩裂纹
干缩裂纹是指混凝土尚在柔软塑性状态时，因混凝土表面水分蒸发造成的失水干燥，同时蒸发降温及水泥水化所引发的干燥收缩及温度收缩和化学减缩共同相互作用的结果，以干缩为主。
1.4管理方面
目前，交通运输过程中超载、超速问题较为严重。车辆超速运行对公路所造成的作用力以及超负荷运输对路面造成的作用力都远远超过了公路设计承载的能力范围，会对公路桥面铺装造成早期的严重破坏。目前，为了杜绝这一原因造成的公路桥面铺装早期破坏，各地都投入了大量的人力、物力、财力等方面的支持，加强了公路交通正常运输的管理，但收获甚少，效果不明显。
另外，由于沥青路面本身的特质，它内部存在一定的空隙，当路面有水的情况下，汽车的碾压会在空隙间形成一种压力，这就是所谓的“唧筒”效应。在车辆超载超速、交通量大的情况下，“唧筒”效应会更为明显，产生更大压力，这就易使桥面沥青混凝土铺装层产生裂缝，因而引起公路桥面铺装严重破坏。
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2、高等级公路桥梁沥青混合料桥面铺装的破坏的处理措施
2.1优化沥青混合料配合比设计
沥青混凝土桥面铺装层应具有较高的抗车辙能力和水损坏性能，为此其混合料配合比应根据其特殊要求进行有针对性的设计，尤其是铺装下层应进行精心设计。我国《沥青路面施工技术规范》规定AC型混合料的设计空隙率为3~6%，对于桥面铺装层设计宜控制在3~5%之间，目标配合比设计空隙率为4%左右比较合理，为同时满足空隙率和抗车辙要求，除在精心进行级配设计的基础上，可以根据材料性能添加纤维，以提高抗车辙性能。
桥面沥青混凝土铺装层施工应优选原材料，严格控制集料含泥量，确保沥青混合料水稳定性满足要求，施工压实度不小于97%，渗水系数不大于100ml/min。
2.2材料措施
(1)铺装层所有的石料应是经过筛选的优质石料。石料中严格控制表面光滑和扁平、针状石的含量。此外，要保证集料表面的清洁。矿料表面洁净程度直接影响沥青与矿料的粘附性，施工过程中有些集料表面裹覆着泥土、粉尘，泥土、粉尘吸水软化，造成混合料的剥落、松散等。
(2)确定合理的沥青混合料配合比。配合比不宜过大，也不宜偏小。
(3)提高沥青混合料的低温抗裂性。对于寒冷地区，选用针入度大、粘度低、感温性好的优质沥青，最好能使用改性沥青。对于寒冷地区，桥面铺装层采用纤维加筋沥青混凝土是一个不错的选择。
(4)选取优良的防水粘结层材料。防水粘结层材料通常要满足以下要求：一是要有良好的不透水性能和良好的耐高温和低温性能；二是混凝土桥面和沥青面层要有足够的粘结力；三是面层碾压后无破损现象；四是对桥面铺装状况有广泛的适应性；
2.3施工工艺
施工工艺的控制是沥青混和料获得较好性能的关键因素。沥青混和料铺装层离析是造成渗水的直接原因，而沥青混和料离析的原因非常多，是最难控制的，因此，认真严格控制沥青层施工的各个环节，尽量减少沥青层的离析是保证沥青铺装层不渗水的关键，做好施工组织设计，保证桥面铺装层的施工和路面沥青混和料的铺筑的连续性，重视桥面的施工污染，严格控制施工时的交通，做到桥面防水层施工成型后能及时铺筑沥青铺装层，确保沥青铺装层与桥面防水联结层的结合良好。
2.4预防性养护
做好预防性养护是防止桥面铺装出现损坏的途径。过去，我们的养护是铺装层已经出现了损坏才采取抢救性修补方式，不能及时封缝，造成严重的损害。所以应加强桥梁的日常管理和养护，及时发现初期损坏、堵塞的排水设施，立即采取措施，制止损坏的扩展。
2.5加强管理、确保道路安全畅通
首先，要加强公路养护管理。加大巡查力度，一旦发现公路桥面铺装损害，及时进行修补，避免因忽视造成大的损害，加大治理的资金投入，造成不必要的资源浪费。另外，还要及时做好路面排水工作，将“唧筒”效应的影响尽可能降低到最小值。
其次，针对车辆超速、超负荷载重的问题，要大力加强路政管理，对超速、超载车辆的尽心严查严办，将车辆超速、超负荷载重引起的公路桥面铺装早期破坏降低到最小范围。
3、结束语
综上所述，近些年来，道路车辆日趋大型化、重型化以及交通量迅猛增长，使桥梁经受的冲击力、荷载疲劳程度及应力超过频率不断提高。本文对公路桥面铺装的早期病害及其原因进行了初步的分析与探讨，总结了当前桥面铺装中出现的问题及其措施。桥面铺装层损坏较为严重，维修周期也越来越短，桥面铺装的早期损坏已成为影响公路交通发挥正常使用功能的一大阻碍，并成为诱发交通事故的主要原因。此外，还要改进铺装技术及提高施工质量，并在实际施工实践中不断对桥面铺装早期损坏问题进行分析解决。
参考文献
[1]王雪松,段延庆.公路桥面施工技术规范[M].北京人民交通出版社 2012（7）.
[2]舒国明,韩道均.混凝土桥面沥青铺装层病害分析及方法[J].中外公路 2010（8）.
论文作者:刘佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：桥面论文; 沥青论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 裂纹论文; 原因论文; 裂缝论文; 《基层建设》2018年第13期论文;