桥面铺装病害分析及修补方法
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摘要:随着公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，桥跨越来越大，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法。随着重载、大交通的到来，桥面铺装出现了一些较为普遍的病害，如开裂、破碎等。如何确保桥面铺装耐久、平顺，需要改进桥面铺装设计与施工方法。关键词:桥面铺装 病害分析 修补 公路桥梁建设 施工方法 桥梁结构 大交通
一、传统的设计与施工
桥梁结构理论对桥面铺装本身的受力与计算甚少论述，普遍是桥面铺装层不参与梁体的结构受力，而在主梁内力分析中只将其作为恒载，在主梁顶面采用8-lOcm厚的水泥砼或沥青砼铺装作为磨耗层。桥面铺装层在设计中只作为桥梁工程的附属结构，设计者对它甚少花
费精力，一般是在柔性路面的公路桥梁中考虑采用沥青砼铺装层，在钢性路面的公路桥梁中采用水泥砼铺装层。或者是下层采用水泥砼铺装层、上层铺筑沥青路面。无论是钢性路面还是柔性路面，几乎所有的桥面水泥砼铺装层厚度均套用标准图为8-lOcm，内置20×20cm的Φ8钢筋网，砼标号一般采用30号或35号。桥面砼铺装层作为施工中的最好一道工序，在规范中为保证行车要求。普遍采用的工艺流程如下：
测量梁顶面标高→调坡或局部凿低→清理梁顶面污物及浮浆→绑扎钢筋→安装侧模→再次清除→洒水湿润工作面→摊铺砼和初步振平→捣实→养生。
二、桥面铺装病害
砼桥面铺装层的病害之一是平整度欠佳导致行车的舒适性差，但随着施工工艺的日趋完善，只要精心施工，克服平整度的缺陷并不困难。随着重载，大交通的出现，砼桥面铺装层的另一病害――铺装局部开裂、破碎等越来越突出，该病害的典型表现为纵、横缝或角偶部约450斜裂。纵向施工缝啃边及纵裂，伸缩缝附近砼过渡段破坏等。该病害对行车安全危害较大，矛盾日趋突出，成为困扰公路运营管理部门的一大难题。经调查，铺装的开裂大致经过以下几个阶段：施工缝或角隅处渗水，既雨后较长时间干燥；施工缝或角隅处局部唧水、啃边；施工缝左、右20～30cm出现裂缝；裂缝增大或增多，横向间距15～30cm；开裂的铺装层局部碎裂。铺装开裂有以下特点：开裂的程度与车辆密度特别是大吨位车辆呈正相关关系；绝大多数开裂集中于主车道施工缝左右1～1.5 范围内；连续箱梁和空心板式结构较其它结构开裂严重；斜、弯、坡桥较其它桥严重；修复后沿修补施工缝处原铺装又出现新的开裂；桥面横向开裂极少且较少引起碎裂；从修复情况看，开裂与铺装厚度无明显的规律性，但开裂后，铺装较薄的易碎裂。
三、桥面铺装病害的修补方法及措施
桥面铺装裂开后，在不中断交通的情况下，对开裂的桥面采取挖补；其主要技术措施如下：
(1)砼要求采用满足施工技术规范要求的1～2cm集配碎石，优质的含量少的砂及普硅水泥拌制干硬性砼，塌落度小于5cm。砼中加入JK一24砼路面修补剂及钢纤维，提高砼的早期强度和品质，要求砼强度48h达到35MPa以上，以便开放交通。
(2)修复工作按照一次到位，彻底修复的原则进行，凡发现开裂的铺装均须凿除重修。开凿必须在原桥面上锯缝后进行，最小开凿边不小于1.5m，且桥面上任一锯缝与另一锯缝的间距必须保证在1.5m 以上(即最小边长大于1.5m)。跨横缝的桥面修复完成后及时恢复锯缝。
(3)修复的桥面铺装中设置10 x lOcm的Φ8钢筋网或7 x 7cm的Φ6钢筋网。确保对原有桥面清凿干净，要求所有修复中在原梁顶面上加间距50×50cm带弯钩的锚筋，与桥面钢筋网连接在一起。
(4)砼铺装层修复后，全桥加铺不小于5cm厚的沥青砼铺装层，以减缓车辆的冲击震动。
四、砼桥面铺装病害分析
造成砼桥面铺装病害的原因较复杂，包括设计、施工、用料及工程监督管理等多方面。
1．结构理论与设计。
(1)桥面的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几乎近于零，现行规范中推荐采用8～lOcm厚的砼铺装层，在各等级公路桥梁中使用了几十年。随着交通量的增大，现行铺装结构与重型、超重型车辆的增多和车速增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部地参与了主梁结构的变形，因此桥面铺装是一个极其复杂的多项受力结构，各种结构型式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。对铺装层本身的计算分析表明，铺装层厚4cm与8cm砼中应力大致相等，当厚8cm与12cm相比时，拉应力约高20％。
(2)在铺装层砼内布置钢筋的作用是当砼内应力较低时，使其应力均匀分布；当砼内应力较高时，承担局部应力，使砼中应力重分布，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砼本身收缩所产生的应力， 防止砼结构表面因温度变化引起开裂的结构钢筋间距应小于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的普通钢筋砼T梁腹板中较为常见。
(3)纵向桥面铺装的施工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 -l5度的温降)缝问拉应力值可达6.0～7.OMPa。若钢筋穿过缝，则钢筋附近砼应力值可降低约1／3。如缝间无钢筋约束，则缝显然要拉开，缝断开后铺装层底面与梁顶面间如结合良好剪应力可达2.5 MPa，若结合差仅为0.2 MPa。
重车轮作用于施工缝边缘，当缝拉开后若铺装层结合欠佳，则铺装层最大拉应力产生于离缝边缘约18～22cm处，量值为4―5 MPa。
2．施工工艺。
(1)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，施工中主粱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。但由于后期工期紧，任务重，赶工、控制不严，仍有少数铺装厚度不足。
(2)梁顶面清理不干净，未全面凿毛。主梁顶面由于施工组织中利用作为堆料场或临时通过等造成严重污染，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，以确保铺装层与主梁顶面结合良好。但规范中未明确要求应凿毛，故存在着凿毛执行不力的情况。
(3)混凝土配合比水灰比偏大，造成混凝土干缩性大，少数混凝土质量控制不严。桥面铺装混凝土的施工往往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。个别施工单位图成型方便，片面加大混凝土的坍落度。
(4)混凝土良好的运营服务性来自良好的养生期，而实际在施工过程中对于混凝土的后期养生都做的很不到位，因此造成混凝土本身的早期损伤。
五、桥面铺装施工的改进建议
桥面铺装是一个极其复杂的受力结构，应采取一切有效的措施，确保其耐久、可靠。应精心设计、精心施工，不图节约。建议在施工中采取下列处理措施：
(1)桥面铺装应采用干硬性混凝土，坍落度应小于5cm，其标号应等于或大于主梁标号一个等级。施工时应严格认真地对主梁顶面进行清凿。凿除后用高压水冲洗、浇筑一幅后再凿除清洗的程序。施工中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，建议在钢筋绑扎时采用混凝土垫块或塑料垫块对钢筋进行支垫，以确保钢筋顶面混凝土保护层厚度。工程管理各方面应当认识到桥面铺状须有一个合理的工期和养生气期并予以保证。
(2)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，随着沥青材料性能的改进，应予推广应用。
六、结束语
混凝土桥面铺装的良好使用性能，来自于可靠的结构设计，优良的施工工艺和可操作的控制标准以利监督管理，通过设计的有效改进，施工的良好实施我们一定能消除桥面铺装的病害。
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