桥面铺装层病害及其防治对策研究49939

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1、桥面铺装层病害及其防治对策研究49939　　一、前言　　目前，在公路桥梁中，桥面行车道铺装一般采用水泥混凝土，高等级公路的大中桥则多采用水泥混凝土和沥青混凝土双结构层铺装。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，在主梁顶面上采用8～10cm厚的水泥混凝土或5～7cm沥青混凝土铺装作为磨耗层。　　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，一般在柔性路面的公路桥梁中考虑采用沥青混凝土铺装层，在刚性路面的公路桥梁中采用水泥混凝土铺装层，铺装层的厚度套用标准图8cm，内置网格为

2、20cm×20cm的ф8钢筋网，混凝土强度等级为C30或C35号。　　二、桥面铺装层的常见病害　　（一）平整度欠佳　　混凝土桥面铺装层的病害之一是平整度欠佳，平整度不佳会导致行车舒适度差。　　（二）铺装层裂缝　　混凝土铺装层的另一病害是铺装层裂缝。该病害的典型表现为：纵横角部约45度的斜裂、纵向施工缝的啃边以及纵裂等。主要有以下几种类型：　　1.沿板（梁）接缝纵向开裂。中小跨径的板（梁）桥面铺装的裂缝以纵桥向板缝处的开裂最为严重，裂缝宽可达1～5mm。其危害在于极大地削弱了桥梁的横向刚度，使得荷载分布不均匀，严重时造成单板受，同样的荷载等级，单板承受的最大活荷载增加40％

3、～70％，导致桥梁整体承载能力严重下降。此外，因桥面开裂而雨水下渗，导致主梁受腐蚀，降低结构的耐久性。　　2.桥面铺装层横桥向开裂。桥面铺装层的横向开裂类似刚性路面的“断板”，主要发生在铺装层伸缩缝1～2m范围内，以距伸缩缝20～50cm发生一道为多，几乎位于主梁支座中心处；对于跨径较大的梁桥，跨中部位也有发生横向开裂的现象。铺装层发生横向开裂后，一般经过5～8年的运营，在不断受的车辆垂直荷载、水平冲击、剪切的作用下，横向裂缝影响逐步扩散，以致出现数道横向裂缝，直至出现局部坑槽。　　3.局部网状开裂、坑槽。桥面铺装层网状开裂是铺装层破坏最为严重的情况之一，若不及时采取措施

4、，可导致桥面出现坑槽，严重时破坏桥梁结构。　　桥面铺装层破坏造成的危害结果是严重的，它直接影响桥梁正常功能的发挥，造成冲击、跳车，产生噪音，影响工车的舒适性，降低了运营水平。严重的桥面破坏降低了结构的耐久性和承载能力，甚至危及行车安全。桥面铺装层一旦发生破坏，正常的维修养护，局部修补或盖被均不能从根本上解决问题，因而增加了养护维修的难度和养护费用。造成桥面铺装破坏的主要原因是结构层偏薄、混凝土强度低及施工偏差，结合面强度不足。另外，超载作用也是原因之一。解决问题的方法是将桥面铺装作为结构受力层考虑，采用适当的结构层厚度及必要的构造钢筋。　　三、桥面铺装层病害产生的原因　　

5、（一）设计方面的原因　　1.铺装层的计算理论缺乏。桥面铺装直接承受车轮荷载的冲击，且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。但在桥梁的结构理论中，对桥面铺装层的计算分析论述几近于零。　　2.设计厚度规定值偏小。对铺装层本身的计算表明，铺装层厚4cm与8cm混凝土的拉应力大致相等，当12cm与8cm相比时，拉应力约高20％。薄弱的桥面铺装层注定难以抵抗日益增大的荷载作用，以至于桥面层破坏成为影响公路桥梁正常使用的主要病害之一。　　3.混凝土配筋量偏小。在混凝土内布筋的作用是，当混凝土

6、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，以改善应力集中的现象。若配筋量过于偏小，则不足以抵抗混凝土本身的收缩所生的应力。一般来说，防止混凝土结构表面因温度变化引起开裂的构造钢筋，其间距应小于14d（d为钢筋直径）。据调查表明，由于构造钢筋太少而引起表面的收缩开裂的现象，在跨径16m的普通钢筋T梁的腹板中较为常见。　　4.纵向施工缝处理不当。施工分缝处是否有钢筋穿过是引起桥面铺装病害的重要因素，当桥面铺装收缩完成时（计算时按－15t温降），缝间拉应力值可达6.0～7.0Mpa。若缝间无约束钢筋，则缝显然要被拉开。缝断开后的铺装

7、层再经过雨水侵蚀，会进一步削弱层间结合，造成破坏。　　5.横向刚度分析重视不足。随着材料工业的发展，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，桥梁的横向越来越宽。但在设计计算中主要侧重于主梁纵向的计算分析，而较少进行横向分析计算，对桥梁的横向结构刚度重视不足。造成横向构造措施不力，使部分桥梁的横向刚度过小，而由混凝土桥梁铺装层分担了过多的次应力，导致裂缝的产生。　　6.车道划分的影响。高速公路为便于交通组织管理，划分了超车道、主车道及路肩，人为强制地为桥梁的荷载横向分布划定了某一比例，并使桥梁结构运营终处于偏