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关于桥面铺装病害产生原因及防治探讨

来源:用户上传      作者: 郑家呈

  摘要:近年来,沥青混凝土复合桥面铺装使用较多,沥青混凝土铺装破损现象比较严重,如出现局部铺装脱落、严重车辙破损等,这些病害比较普遍,直接影响了行车舒适性、交通安全及桥梁耐久性。文通过分析桥面铺装损害特点,针对常见病害的产生原因提出防治措施。
  关键词:桥面铺装;常见病害;防治措施
  随着我国公路桥梁建设快速发展,桥梁结构不断创新,而桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法,在桥梁结构设计时,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,桥面铺装问题普遍。这不仅影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来了很大困难。
  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、桥面铺装病害的防治措施
  1、设计有的放矢
  (1)铺装结构的形式、厚度和材料。针对桥面铺装层与主体结构存在的差异,把铺装层设计为防水混凝土,或适当掺加纤维,通过改善主梁结构和选择合理铺装结构形式,降低铺装层中荷载应力,选择抗疲劳性能和抗裂性能良好的材料来延长纤维混凝土铺装层的寿命,对于沥青层应验算结构层中剪应力是否满足容许剪应力的要求,这都是减缓和避免桥面铺装破换的基础性工作。
  (2)铺装层中的构造钢筋布置。桥面铺装层在与主梁的联合作用中,需承受部分轴向应力或弯矩应力,设计时宜选用Φ12mm~16mm的螺纹钢筋,以增加铺装层的抵抗能力;在保证其有足够顶面净保护层的前提下,宜将钢筋网尽量上置,使钢筋网与主梁顶面有至少2倍于混凝土粗骨料最大公称直径的净距;适当考虑桥面受力状况,设立一定数量的受力钢筋和构造钢筋;对于受力结构刚度较小、振动较大、面层剪应力较大的桥梁宜采用柔性路面或其他强度、耐磨性更好的新材料,如纤维混凝土等;充分考虑预应力梁上拱度对铺装层混凝土厚度的影响,采取必要的防范措施,确保桥面铺装层混凝土的强度及耐久性。
  2、严格施工程序,保证工程质量
  (1)在浇注铺装层混凝土前应彻底清理梁(板)顶面混凝土,凿除松动砂石、浮浆及各种油渍、凿毛表层混凝土并清洗干净,保证新老混凝土粘结牢固。铺设接缝钢筋网或桥面钢筋网时,采取适当的措施保证受力钢筋和构造钢筋的位置准确,符合设计要求,如有必要可采取桥面板中预埋连接钢筋的形式。
  (2)施工中严格按配合比施工,严把原材料质量关。特殊季节防护措施要得当,以保证砂石料的人模温度。并采取适当的养护措施,防止养护不当造成的开裂。混凝土强度达不到规范要求时,不得开放交通。
  (3)保证桥面铺装厚度。梁跨中上拱度值与梁跨径、预应力设计值及梁体混凝土施工龄期等有关,因此,在梁体混凝土施工及桥面施工时,应采取如下措施,确保桥面铺装厚度及施工质量:首先,对于跨径大于20m的梁板,在台座设计时,跨中必须考虑设计2cm~3cm左右的反拱度;对于跨径小于20m的梁板,如果跨中上拱度大于2cm~3cm,造成桥面混凝土铺装厚度不足时(但不小于6cm),可采用提高桥面混凝土强度等级,并在跨中局部加密钢筋网的办法处理;对于预应力梁,生产完毕后应尽快组织架梁,然后施工桥面铺装整体混凝土,其存放时问不宜超过60d,以防止梁板跨中上拱度随时问增长而增大,影响到桥面铺装混凝土的厚度。其次,要加强特殊位置的处理。伸缩缝的位置、构造按设计要求施=T=。安装时定位值经计算确定,梁体温度应测量准确,伸缩体横向高度符合桥面线形,装设伸缩装置的缝槽应清理干净。
  四、重视缺陷责任期内管理
  项目实施完成后,实体质量已经定型,合理使用及时修补处理质量缺陷仍是提高路面使用寿命的重要环节。在缺陷责任期内应承包人注意定期检查,及时处理施工缺陷。如混合料不均匀、施工碾压不足造成局部泛油;车辙车道凹陷,局部雨天积水、路面坑洞等等。
  总之,桥面铺装的质量将直接影响整条公路的行车安全和运营管理,因此在施工和养护过程中切不可掉以轻心,只有严格按技术规范施工,不断摸索,总结经验,发现问题及时解决,才能防患于未然,保证公路桥梁的畅通无阻。营造出良好的公路交通环境。
  参考文献
  [1] 梁志标,何惠红.桥面铺装过早损坏的原因分析及处治对策[J].中南公路工程,1997,22(2):25-29.
  [2] 凌坚,李志能.对桥面裂缝及铺装层破坏的讨论[J]公路,1996,(9):7-9.


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