車(chē)小磊 劉楊

【摘 要】橋面鋪裝層直接承受行車(chē)荷載、因此橋面鋪裝既是橋面保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層。隨著交通量的快速增長(zhǎng)和重型車(chē)輛的不斷增加，橋面在荷載反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂縫、沉陷、坑槽等病害及單板受力現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了車(chē)輛的安全行駛和橋梁的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；橋面鋪裝；成因分析；防治措施

0.引言

隨著交通量和重型車(chē)輛的增加， 橋面鋪裝損壞問(wèn)題越來(lái)越多。橋面鋪裝的破壞嚴(yán)重影響了車(chē)輛行駛的舒適性及安全性，橋面鋪裝早期破壞的發(fā)生，與橋梁的結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)方面，荷載作用下的受力方面，混凝土鋪裝的性能及施工質(zhì)量密切相關(guān)，橋面鋪裝的破壞不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來(lái)了很大困難。 已成為影響使用功能發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。

1.橋面鋪裝常見(jiàn)病害及其成因分析

1.1設(shè)計(jì)方面。現(xiàn)代公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)是，行車(chē)速度高、載重量大、車(chē)流量大。因此，作為橋梁直接承載層的橋面鋪裝的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)這一運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，鋪裝層必須具有較高的強(qiáng)度和足夠的厚度，以及合理的鋼筋空間分布，以防止混凝土開(kāi)裂破壞，并保證耐磨。橋面鋪裝設(shè)計(jì)多為8cm左右，厚度偏薄，在交通量及車(chē)輛荷載日益加重的情況下，易造成破壞。施工中鋪裝混凝土強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，配合比掌握不當(dāng)，鋼筋位置固定不準(zhǔn)確。

1.2汽車(chē)荷載通過(guò)車(chē)輪作用于橋面時(shí)，是一個(gè)局部移動(dòng)集中荷載，在這一荷載作用下，橋面鋪裝隨著梁體產(chǎn)生正彎距和負(fù)彎距，這一局部集中荷載作用的局部區(qū)域還產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，正是這一局部應(yīng)力集中現(xiàn)象造成橋面鋪裝層遭受破壞的根本原因。

1.3原材料質(zhì)量不合格。石料壓碎值指標(biāo)不符合要求，細(xì)集料中雜質(zhì)含量過(guò)高，粗骨料粒徑不合格等均可影響到混凝土的整體強(qiáng)度，使其達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，難以滿足使用要求，從而發(fā)生龜裂破碎現(xiàn)象。作為構(gòu)成工程實(shí)體的材料，是工程質(zhì)量的命脈，沒(méi)有合格的材料，就不可能建造出合格的工程。

1.4水泥混凝土鋪裝與橋梁行車(chē)道板未能很好地連結(jié)成為整體，有“空鼓”現(xiàn)象。另外，橋面鋼筋網(wǎng)下沉，上保護(hù)層過(guò)大，鋼筋網(wǎng)未能起到防裂作用，這樣橋面不能適應(yīng)反復(fù)荷載引起的振動(dòng)而發(fā)生破壞。

1.5施工中，澆注鋪裝混凝土前對(duì)梁板頂板面鑿毛及清理不當(dāng)，鋪裝層與梁板之間有夾層，未能緊密結(jié)合成整體，形成“兩張皮”，在行車(chē)振動(dòng)作用下發(fā)生疲勞破壞。

1.6由于橋面鋪裝面積大而厚度薄，鋪裝層厚度不夠，在施工中若混凝土坍落度過(guò)大或振搗過(guò)度，易造成上部浮漿較厚，粗集料沉積在下層。在雨，雪水滲入腐蝕及行車(chē)碾壓產(chǎn)生的動(dòng)水壓力作用下，將其表面層壓碎，從而造成坑槽和唧漿。由于在橋梁下部結(jié)構(gòu)或預(yù)制梁施工時(shí)未能控制好標(biāo)高，安裝后致使梁頂標(biāo)高偏高，為了保證路線總標(biāo)高不變而減少了橋面鋪裝厚度，使得鋼筋網(wǎng)上下保護(hù)層不夠，強(qiáng)度嚴(yán)重不足而發(fā)生破損，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象。

1.7未按規(guī)定要求進(jìn)行養(yǎng)生及交通管制，橋面車(chē)道鋪筑完成后養(yǎng)生不及時(shí)，在混凝土尚未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)即開(kāi)放交通，允許車(chē)輛通行，從而造成了鋪裝的早期破壞。公路冬季除雪灑鹽，鹽水通過(guò)瀝青路面滲透橋面鋪裝中，對(duì)水泥混凝土產(chǎn)生腐蝕作用，在車(chē)輛反復(fù)碾壓作用下，形成坑槽和唧漿破壞。在多孔連接結(jié)構(gòu)墩頂負(fù)彎曲矩區(qū)，橋面鋪裝頂面開(kāi)裂，雨水及鹽水滲入裂縫，加劇破壞。

2.橋梁防水系統(tǒng)缺陷對(duì)橋梁損害的機(jī)理分析

一般來(lái)說(shuō)，水泥混凝土材料是耐水材料，在潮濕環(huán)境或水中能保持強(qiáng)度和穩(wěn)定性，潮濕條件也是水泥混凝土材料早期強(qiáng)度形成和發(fā)展不可缺少的條件。但是長(zhǎng)期處于潮濕條件下，尤其在干濕交替循環(huán)狀態(tài)下，混凝土的耐久性問(wèn)題是不容樂(lè)觀的。很多橋梁墩臺(tái)，在水位浮動(dòng)的部位首先被破壞就是證明。

水泥混凝土在塑性期或硬化初期會(huì)因?yàn)樗终舭l(fā)造成塑性開(kāi)裂。一般而言，橋面混凝土厚度小，和空氣的接觸面積大，產(chǎn)生塑性開(kāi)裂的幾率也大。加強(qiáng)橋面混凝土施工中的質(zhì)量管理和早期養(yǎng)護(hù)可以減少開(kāi)裂，但難以完全消除。

混凝土堿一骨料反應(yīng)是指來(lái)自水泥混凝土中的堿性物質(zhì)和環(huán)境中的堿金屬離子與砂石等材料中的活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在水泥砂漿與石子的界面處生成白色凝膠物質(zhì)，這種物質(zhì)在潮濕環(huán)境中吸水膨脹，從而造成混凝土結(jié)構(gòu)從內(nèi)部開(kāi)始的漲裂，甚至破壞。這種病害稱為混凝土的“ 癌癥”，堿一骨料反應(yīng)少則幾年，多則十幾年就可以使混凝土結(jié)構(gòu)喪失安全性。這種破壞具有不斷發(fā)展和不可修復(fù)性。具體表現(xiàn)為混凝土表面龜裂、突出、酥松，然后剝離。堿一骨料反應(yīng)的發(fā)生和對(duì)混凝土的破壞需要三個(gè)條件：混凝土中的高堿性、碎石中的富含堿活性成分以及水，以前所用的水泥及外加劑均為高堿性。堿一骨料反應(yīng)，鹽腐蝕、凍融作用是混凝土結(jié)構(gòu)的三大主要破壞因素，都是因?yàn)樗M(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)里面引起的。

所以必須設(shè)置完善的防水系統(tǒng)，將混凝土與水隔離開(kāi)來(lái)，使其不具備發(fā)生反應(yīng)的條件，就將達(dá)到延長(zhǎng)橋梁使用壽命的要求。

3.橋面鋪裝破壞防治措施

根據(jù)橋面鋪裝破壞的成因，可采取以下幾種處理措施。

3.1橋面鋪裝防水混凝土標(biāo)號(hào)提高到40號(hào)，厚度增大到10-12cm，鋼筋直徑加大至12，提高鋪裝層的整體強(qiáng)度，以適應(yīng)交通量及車(chē)輛荷載的增長(zhǎng)。

3.2嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，梁板頂面鑿毛露出骨料3-5cm，并用高壓氣泵水槍清理干凈；嚴(yán)格控制混凝土配合比及坍落度，使混合料具有良好的和易性，混凝土須采用低收縮配方以減少收縮裂縫。

3.3為使橋面鋪裝與梁板結(jié)合緊密，使橋面鋪裝共同參與受力，同時(shí)固定橋面鋪裝鋼筋的位置，可采用“植”筋技術(shù)。即在空心板頂按一定間距鉆孔，孔深要大于錨固長(zhǎng)度，孔徑略大于鋼筋直徑，用高壓氣泵將孔清理干凈后，灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹(shù)脂膠液并植入鋼筋，待膠液固化并達(dá)到強(qiáng)度后，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋牢固焊接后，再澆注防水混凝土。

3.4在混凝土中摻加鋼纖維或聚丙烯纖維，以提高混凝土的整體性，防止開(kāi)裂。

3.5在墩頂負(fù)彎矩區(qū)，設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，減少鋪裝層頂開(kāi)裂。

3.6可取消鋪裝層上的瀝青路面，將鋪裝層加厚，并設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)或在鋪裝層與瀝青路面之間鋪設(shè)防水材料，以改善橋面層的破壞。

3.7冬季采用專用除雪劑或機(jī)械手段進(jìn)行除雪，減少鹽水對(duì)混凝土的腐蝕。

4.加強(qiáng)橋面鋪裝施工質(zhì)量控制

4.1嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，各類粗細(xì)骨料必須分批檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)合格后方可使用，混凝土配料時(shí)砂子應(yīng)過(guò)篩。石料也應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行篩分試驗(yàn)，拌合時(shí)各種衡器應(yīng)保持準(zhǔn)確，以保證混凝土質(zhì)量。

4.2為使橋面鋪裝混凝土與行車(chē)道板緊密結(jié)合成整體，在進(jìn)行梁板預(yù)制時(shí)其頂面必須拉毛，一般應(yīng)垂直跨徑方向劃槽，槽深0.5—l.0cm橫貫全寬，在綁扎橋面鋼筋網(wǎng)之前必須用鋼絲刷清除梁頂結(jié)合面上的浮漿，用空壓機(jī)吹凈，沖洗干凈，以保證梁板與橋面鋪裝的結(jié)合。在澆筑橋面混凝土之前必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)重新布設(shè)鋼筋網(wǎng)，以保證鋼筋網(wǎng)上下保護(hù)層，從而減少裂縫。

4.3在進(jìn)行橋梁上、下部結(jié)構(gòu)施工時(shí)要嚴(yán)格控制標(biāo)高，以保證橋面鋪裝層的厚度，如果標(biāo)高有問(wèn)題，按原設(shè)計(jì)不能保證鋪裝層厚度，要通過(guò)設(shè)計(jì)部門(mén)適當(dāng)提高路線標(biāo)高以確保鋪裝的厚度。在澆筑橋面混凝土?xí)r振搗要充分，保證密實(shí)，初凝前要按規(guī)范拉毛，以保證橋面摩擦系數(shù)。

4.4水泥混凝土橋面鋪裝施工完成后必須及時(shí)覆蓋和養(yǎng)生，并須在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后才能開(kāi)放交通。

5.結(jié)束語(yǔ)

橋面鋪裝早期破壞的發(fā)生，與橋梁的結(jié)構(gòu)型式、混凝土鋪裝的性能及施工質(zhì)量密切相關(guān)。如何科學(xué)合理的組織施工，減少橋面鋪裝的病害，延長(zhǎng)使用年限，充分發(fā)揮橋面鋪裝在橋梁結(jié)構(gòu)中的作用，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)、施工人員的重視。