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摘要：桥面铺装能够防止车辆的轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护桥梁的主梁不受雨水的侵蚀，并分布车辆轮重的集中荷载，因此，桥面铺装要求有一定的强度，并保证耐磨，防止开裂，本文对桥面铺装砼常见病害的原因进行了分析，并提出了对病害的防治措施。
关键词：桥面铺装；病害原因；原因分析；处理技术
一、桥面铺装损害特点
（1）铺装层内部产生较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形，或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差，抗水平剪切能力较弱，在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏，产生推移、拥包等病害；
（2）因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙，在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏，常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况：一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量，加之沥青混凝土层厚度较薄，沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形：二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。剪切破坏是设防水层是沥青混凝土铺装损坏的主要原因，故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。
二、桥面铺装常见病害的产生原因
水泥混凝土桥面铺装病害产生的原因不外乎设计施工和超重车辆碾压三方面，但设计方面的原因多于其他方面的原因。在水泥混凝土桥面铺装的使用和养护过程中，最常出现的问题是铺装层的龟裂、破碎和漏筋，主要有以下几个方面的原因：
（1）前些年设计和施工的桥梁多数存在先天不足。有的桥面板横向连系薄弱，行车造成单板受力，空心板出问题。
（2）有的桥面砼钢筋仅使用盘条，没有投入Φ12螺纹钢，上下组合联合受力经不住大型重车振动．承载力达不到应有的要求造成早期破坏。
（3）铺装层厚度不够，由于在桥梁下部结构或预制梁施工时未能控制好标高，安装后致使梁顶标高偏高，为了保证路线总标高不变而减少了桥面铺装厚度，使得钢筋网上下保护层不够．强度严重不足而发生破损，严重时出现漏筋现象。
（4）大型超限超载车辆行驶也是桥面破坏的重要原因。汽车荷载通过车轮作用以桥面时，是一个局部移动荷载。在这一作用下，桥梁铺装随着梁体产生集中现象，这是造成桥面铺装层遭受破坏的根本原因，在这局部集中荷载的作用下，桥面铺装层一方面产生局部弯沉，是桥面局部产生向下弯曲和向上弯曲，致使产生了正弯距和负弯距，铺装层上下均出现应拉力，如遇到混凝土存在的微观空隙，微隙顶端会产生应拉力集中产生，造成微隙扩张。
三、混凝土桥面铺装病害分析
造成混凝土桥面铺装开裂的原因很复杂，包括设计、施工、用料等方面。
（一）结构理论与设计
1、在桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述很少，在现行的规范中一般推荐采用8cm厚的混凝土铺装层。桥面铺装是一个极其复杂的多向受力结构，各种结构形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布，由于直接承受车轮荷载的冲击，部分或全部地参与了主梁结构的变形。如箱梁结构的翘曲变形，预应力徐变及超静定结构的次应力均会引起铺装内混凝土应力的重分布。对铺装层本身的计算分析表明，铺装层厚4cm与8cm混凝土中应力大致相等，当厚8cm与12cm相比时，拉应力可以约高20％。
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对厚8cm铺装与主梁结合―起的分析表明，单纯考虑铺装施工后由于铺装与主梁混凝土收缩的不一致，造成铺装与梁的结合面内剪应力及法向上拔应力接近临界状态，局部已超出规范容许值，造成了铺装的病害隐患，应力大的部位在桥宽1／3处。
2、要在混凝土内布置钢筋，其作用是，当混凝土内应力较低时，使其应力分布均匀；当混凝土应力较高时，承担局部应力，使混凝土中应力重分布，以改善应力集中现象。但该配筋应有一个最小值，较小的配筋量又不足以抵抗混凝土本身收缩所产生的应力，防止混凝土结构表面因温度变化引起开裂的构造钢筋间距应小于14d（d为钢筋直径），由于构造钢筋太少而引起表面的收缩开裂在跨径为16m的普通钢筋混凝土T梁的腹板中较为常见。
3、纵向桥面铺装的施工分缝处是否有钢筋穿过是导致桥面病害的重要因素，对桥面铺装本身的分析表明，当桥面收缩完成（计算时按一15℃的温降）缝间拉应力值可达6．0―7．0MPa，若钢筋穿过缝，则钢筋附近混凝土应力值可降低约1／3。当重车轮作用于纵向施工缝边缘，当缝拉开后若铺装层底结合欠佳，则铺装层内最大拉应力产生于离缝边约18～22cm处，量值为4―5MPa。
4、由于材料工业的进步，桥梁承重结构的改进，使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求，桥梁的横向亦越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析，较少进行横向分析计算，对桥梁横向结构刚度重视不足，横向构造措施不力。使部分桥梁横向刚度过小，使混凝土桥梁铺装分担了过多的次应力，
（二）施工工艺
1、桥面铺装层混凝土浇筑厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测，或由于施工工艺控制欠佳，施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的，一般在测量主梁顶面标高后对桥梁进行调坡以保证桥面的厚度。
2、由于梁顶面清理不干净，未全面凿毛造成。主梁顶面由于施工组织中利用作为堆料场或临时通车造成污染，施工中仅采用高压水冲洗无法保证清理彻底，应采取措施对梁顶面进行凿毛，以确保铺装层主梁的良好结合。
3、混凝土配合比中水灰比偏大，造成混凝土干缩性大，少数混凝土质量控制不严。桥面铺装的施工均采用小型拌和机现场拌制，施工变异性大，难于保证均匀的质量，个别施工单位为图成型方便，片面加大混凝土的坍落度。
4、混凝土良好性能来自好的养生期，它需要合理的施工安排，一般来说混凝土桥面铺装是最后一个分部工程，其实际的施工计划常被某一目标工期所改变，造成混凝土本身的早期损伤，该损伤可能源自养生不当，工艺欠佳，早期通车等等。
四、桥面铺装设计与施工的改进建议
精心设计桥面铺装，要采取有效的措施，确保其耐久，可靠。因桥面铺装受力复杂，精心施工，设计时要不图节约。柔性铺装由于与主梁的变形分离使之受力明确，简单，设计相对容易，且较易达到运营中平整舒适的要求。
（一）对于柔性铺装采用以下设计
沥青铺装厚度也不应小于5cm，对于两层结构，下层采用7cm厚沥青混凝土，上层采用3cm厚细粒式沥青磨耗层。
（二）对于混凝土铺装
混凝土桥面铺装层受力比较复杂，应依主梁的结构形式分别采取不同的设计，设计须考虑一定的超载及安全储备。
施工时除认真按照《公路桥涵施工技术规范》进行施工外，还应注意以下几方面，混凝土的坍落度应小于5cm，其标号应等于或大于主梁标号一个等级，施工时对原梁顶面进行清凿、高压水冲、浇筑一幅后再凿除、清洗的程序，纵向分幅施工时将施工缝设置在分车道标线处，必须确保钢筋在铺装层中的位置并使所有的横向钢筋穿过施工缝。桥面铺装要有合理的工期和养生期。
结语
桥面铺装问题虽然不影响整个工程结构的安全，但却直接影响整座桥梁的外观质量与行车的安全与舒适。虽然造成桥面铺装损坏及病害的原因是多方面的，但处理不好一样会影响施工单位的信誉。所以在今后的桥梁施工中，同行须对桥面铺装项目严格质量控制，确保桥梁结构的使用寿命。
参考文献：
[1]闫东阳.道桥工程桥面铺装病害的原因及处理技术[J].中国科技投资，2017（5）.
[2]袁东，赵娉冉，王超.道路工程桥面铺装病害的原因及处理技术[J].工程技术：文摘版，2015（64）：00212-00212.
[3]刘磊.道桥工程桥面铺装病害的原因及处理技术[J].民营科技，2015（3）：138-138.
论文作者:李磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：桥面论文; 混凝土论文; 应力论文; 桥梁论文; 结构论文; 原因论文; 钢筋论文; 《防护工程》2018年第32期论文;