混凝土桥面铺装设计与施工2008.2.29.doc

浅谈公路桥梁桥面铺装设计与施工 张彦 王建彬 （南京先行交通工程设计有限公司，江苏南京，210018） 摘 要：目前在公路桥梁中，桥面铺装层的损坏现象较为普遍，严重影响了桥面的平整度、行车人的舒适度和行车安全性。本文从桥面铺装设计和施工工艺入手，分析了桥面铺装结构损坏的几点原因，并针对桥面铺装的设计和施工提出了几点改进性意见。 关键词：桥面铺装 病害 设计与施工 桥面铺装是公路桥梁影响工程质量状况及行车舒适程度的重要分部工程，是人们对桥梁工程质量的直接评价。随着高等级公路建设的发展，桥梁结构不断创新，桥跨也越来越大，但桥面铺装的设计与施工仍沿用原有的许多习惯性做法，在车流量大量增加，载重标准不断提高的情况下，桥面铺装出现了一些较为普通的病害，如开裂、破碎、沉陷等。 根据江苏省公路局养护调查资料表明，正在使用的大中桥80%以上桥面存在不同程度的病害，20%以上已严重影响使用，本文就其中较普遍的问题进行分析，并结合自身的设计与施工经验探讨一些行之有效的预防改进措施。 1、桥面铺装常见的病害原因及分析 目前公路桥梁中，桥面铺装层主要采用两种形式：水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装。造成桥面损坏的原因是多方面的、综合的，涉及到设计、施工、材料、气候、交通条件等方面。目前车辆超载严重是主要原因之一，轴载高达200～300kN，而路面设计标准轴载为100kN，超载是桥面严重损坏的一个重要方面。因此，一方面应严格限制大型超载车上桥，另一方面要提高铺装层的性能等级与设计标准。除了超载的客观因素外，桥面铺装常见的病害原因主要有以下几个方面： 1.1水泥混凝土桥面铺装结构损坏原因分析 （1）原材料质量不合格。石料压碎值指标不符合要求、细集料中杂质含量过高、水泥质量不合格、粗骨料粒径不合格等原因均可影响到混凝土的整体强度，使其达不到设计强度，难以满足使用要求，从而发生龟裂破碎现象。 （2）水泥混凝土铺装与桥梁行车道板未能很好地连结成为整体，有“空鼓”现象，另外，桥面钢筋网下沉，上保护层过大，钢筋网未能起到防裂作用，这样桥面不能适应反复荷载引起的振动而发生破坏。 （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）未按规定要求进行养生及交通管制，桥面铺装完成后养生不及时，在混凝土尚未达到设计强度时即开放交通，允许车辆通行，从而造成了铺装的早期破坏。 1.2沥青混凝土桥面铺装结构损坏原因分析 　　（1）水所引起的损坏。由于沥青的粘附性差，空隙率过大或铺装层开裂导致水分渗入，水渗入到沥青面层内部和水泥混凝土桥面与沥青面层的界面之间，在行车荷载及温度变化下产生水损害，从而出现唧浆、网裂、剥落、松散、坑洞等现象，另一方面由于界面之间存在水压力，降低了界面之间的联结强度，造成沥青层脱落、起皮等现象，使铺装层失去强度和防水能力。 　　（2）温度条件所引起的损坏。桥面结构直接承受气候条件的影响，同正常路面结构相比，铺装层材料夏季温度更高，冬季温度更低，即相同的气候条件对铺装结构材料的影响更苛刻。因此，在普通路面中使用良好的材料，用在桥面铺装结构中往往会由于温度产生损坏。 　　（3）沥青混凝土铺装层结构受力所引起的损坏。沥青混凝土桥面铺装层同桥梁结构在材料性能上差异较大，即一柔一刚，因此在外力作用下会导致应力与变形的不连续。在刚度大得多的桥梁结构上，铺装层内部容易产生较大的剪应力，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以致剪切破坏，产生车辙、推移、拥包、波浪等病害。 （4）在桥梁结构与柔性铺装层之间的粘结层设计施工不当所引起的损坏。粘结层应能起到承上启下的过渡作用，同时还应能防水。但一些研究表明，许多的损坏是由这一层诱发的，其原因是通常采用普通沥青作为粘结层，软化点较低，高温条件下易产生推移、拥包、波浪和车辙，由于沥青洒布量难以控制，更加剧了界面剪切损坏。 2、桥面铺装设计与施工的改进建议 一个好的桥面铺装层系统应能满足下列要求：具有高耐久性、低渗透性、高抵抗脱空或剥离的性能、使用寿命能达到10年以上。桥面铺装的主要目的是保护桥面板，提高桥面板的耐久性。因此，桥面铺装设计应主要考虑如何确定出合适的铺装层厚度，避免和减少裂缝的出现，而不必考虑其能为桥梁结构分担多少荷载。桥面铺装层所承担的应力应变，只是为满足于梁板的协同作用，即自身变形所产生的应力应变。 2.1桥面铺装设计的改进建议 2.1.1结构性设计 桥面铺装层的形式有沥青混凝土、普通水泥混凝土、钢纤维混凝土、连续配筋混凝土、扩张网混凝土等。我国对不考虑设置防水层的小跨径桥梁，直