公路桥梁施工及桥面破坏原因分析

摘 要：本文作者结合自己在公路工作中的经验，分析了对桥面造成破坏的原因，并提出了解决措施。

关键词：公路桥梁；桥面破坏

1引言

随着国民经济的飞速发展,交通运输量大幅度增长,行车密度及车辆载重越来越大,尤其是推行拖挂运输后,重型车辆日益增多,公路桥梁的负担日趋严重,桥梁的安全度会有所下降,以致影响车辆运营的安全。同时,超重车辆的大量行驶,加之雨水及化冰盐等外界自然及人为条件的不断地侵蚀作用,导致桥梁的部分构件混凝土剥落、钢筋锈蚀的现象十分严重,影响了桥梁正常的使用寿命。而现有公路桥梁中有相当一部分是早期修建的桥梁已满足不了使用上的要求,有的桥梁由于原设计荷载等级偏低,不能适应现代交通增长的需要;有的桥梁由于采用桥型不当或计算假定不尽合理;有的桥梁存在施工质量隐患;有的桥梁养护不当或年久失修等等。因此,有必要对既有桥梁进行科学的检测,充分了解桥梁的实际状况,既可以为有效利用既有桥梁提供合理依据,又可以避免灾难性事故的发生。

某高速公路沥青混凝土面层结构：上面层为4cm细粒式改性沥青混凝土SUP-13、中面层为中粒式5cm普通沥青混凝土SUP-20、下面层为粗粒式7cm普通沥青混凝土SUP-25，基层为半刚性水泥稳定基层。该高速公路混凝土桥梁路面通车三年后便出现不同程度的早期损坏现象，主要损坏形式有坑槽、露骨、唧浆、弯沉超标和沉陷等，严重影响道路的使用功能。公路桥梁路面在长期使用过程中，不可避免地出现各种病害。在公路桥梁路面上加铺沥青混凝土面层是对路面病害加固处理的有效方法。也是目前国内高速公路桥梁路面改建的发展趋势。

2混凝土桥面破坏的主要原因及对策

2．1混凝土桥面铺装的病害及原因分析

调查研究发现混凝土桥面铺装损坏的主要原因有：厚度不足：强度不够：层间粘接不良，路面结构各层之间粘接不好。经过长时间调查，其沥青混凝土铺装层的病害及原因分析如下：

1)压实度不足。

由于过分追求平整度，而忽视了压实度，使路面强度低、渗水、引起早期损坏。另外摊铺宽度过宽引起边部材料的离析，也是边部压实度不足的原因。

2)厚度不足。

由于预拱度的差异和路基上三层沥青混凝土厚度的调整不当，都可能使得该层路面厚度不足或该层局部厚度不足，这也是引起桥面铺装早期损坏的主要原因之一。

3)层间结合不良，使得桥面发挥不了整体作用。

4)路面内部排水不良。

一般路面与桥面的区别在于：路面的雨水可以通过横坡排至路面边缘排向路肩，排出路基：而桥面边缘由于有护栏挡住了雨水，无法从横向排出，只能顺护栏墙沿纵向排至泄水孔。若不采用路面内部排水措施，排除渗入路面中的雨水，在高温(路面温度可达70℃)和高压(行车时的动水压力)作用下，就容易把沥青砼的膜剥落，使路面产生早期损坏。在调查中，通过开挖路面发现有的地方路表面虽有沥青膜，但下面的碎石料已经没有沥青膜的包裹，形成了裸状碎石。

2．2防治措施

2．2．1改善桥面系的结构设计

1)梁体顶层应设计与桥面牢固结合的预留钢筋，以中6cm~10cm为宜，预留高度根据桥面厚度而定，一般为4cm~6 cm。

2)预应力梁跨中起拱高度设计时要充分考虑所影响桥面厚度的因素，施工时一般按墩台、支座设计高度进行控制。大梁就位后跨中由于拱度影响桥面达不到设计厚度，又不能为达到桥面厚度而提高标高，造成人为的施工缺陷，设计时应以梁体跨中最小的厚度为桥面计算厚度。

3)适当增加桥面混凝土厚度和桥面钢筋网的密度。加大钢筋直径及等级标准，有沥青表面的桥面混凝土最小厚度不小于8 cm，直接行车的桥面水泥混凝土为12cm~16cm，钢筋宜为中12mm，间距l0cm×10 cm，特重车辆时可进行双层钢筋网设计。

4)由于伸缩缝处的混凝土破坏延至沥青混凝土出现坑槽，伸缩缝在设计上除在梁端留有足够的锚固钢筋外，还应设计不低于C50级的钢纤维混凝土。为保证其平整度，明确要求伸缩缝在沥青混凝土铺装完成后进行施工。

5)泄水孔收水口底部标高的设计低于水泥混凝土桥面顶至少lm，收水口周围做成15cm~20 cm倾斜收坡，保证渗入沥青混凝土路面的水能很顺畅地通过泄水孔排走，防止余水冻胀造成路面破坏。距沥青混凝土底部处，开2m左右的槽，以便排出进入路面的雨水。另外也可以在路边和桥梁护栏墙之间铺筑1 5cm宽与路面同厚的黑色碎石，以便排除进入路面内部的水分。

6)桥面沥青混凝土设计2层，每层4cm~5cm，不但可提高平整度，而且对耐久性也有可靠保证。

2．2．2提高桥面混凝土与大梁顶面混凝土的粘接能力

1)在预制梁体对其顶面进行刷毛处理，刷毛深度露出石子3mm~5mm，刷毛后及时清扫干净。

2)梁与梁之间如设计了绞缝混凝土，浇注混凝土时高度低于梁面3cm～5cm做成槽口。浇注桥面混凝土后每条槽口形成“小梁’ 加强桥面混凝土与梁的结合。

3)桥面钢筋绑扎前必须对梁项进行彻底清扫，凿除表层浮渣，必要时用气

泵高压水冲洗。浇注混凝土摊铺前洒水湿润梁项但不得有积水。

4)桥面全宽施工时一次完成。当桥面太宽分两幅施工时先浇注横坡较低的一幅，避免养生水对另一幅的二次污染。第二幅浇注混凝土前对粉尘杂物还必须进行一次清除，特别对接缝处更应细致地清理干净。

5)当桥面混凝土达到一定强度时，要对其特殊部位进行检查，发现工作缝裂纹有上翘现象时用小锤轻敲看是否有“空鼓 确定其范围。用切割机切至桥面钢筋处人工凿除并清除干净后重新浇注混凝土。

2．2．3确保桥面混凝土有足够的整体强度

1)确保桥面混凝土有足够的整体强度。混凝土拌合料级配要合理，具有良好的和易性，掺外加剂现场施工时坍落度一般为3cm~5cm，夏季施工可配制坍落度5cm~7cm。桥面如有积水用麻布沾水清除后再摊铺混凝土，用人工拉平板振动器振捣与振动梁振捣，然后用滚杠、刮杠人工抹面压实凿平。

2)及时进行遮盖洒水养生，大风或高温时对整平后的混凝土及时用塑料覆盖，防止水分蒸发过快造成混凝土裂纹，降低混凝土强度。

3)严格控制桥面混凝土冬季施工。桥面混凝土一般厚10cm左右，又暴露在空中，极易受冻。特别是气温突变的初冬更应引起高度重视。混凝土在初凝时一旦受冻，将成为“豆腐渣”而不能使用。

4)保证桥面钢筋的正确位置，特别强调桥面钢筋网与梁顶必须有一定的保护层。浇注混凝土采用吊车提升或泵送为宜。禁止混凝土运输直接碾压钢筋，必要时搭设简易过桥板车道。

5)桥面铺装分幅施工时，应对纵横向工作缝进行防渗水处理。连续梁高计时考虑了负弯矩的桥面开裂，设备二节六涂防渗水措施，而分幅施工的桥面工作缝的渗水也不可忽视。

2．2．4保证桥面水泥混凝土与沥青混凝土有较好结合面，水泥混凝土初凝时拉毛或压毛是桥面混凝土传统的制毛工艺，表层平整美观大方，但表层存有不密实的浮浆与沥青混凝土结合不理想。在长期超载车轮的碾压下，桥面混凝土浮浆便“未老先衰”形成的隔层而被损坏，进而引起沥青混凝土的损坏。因此刷毛工艺用普通的钢丝刷人工操作，重点是掌握刷毛时间，过早不均匀，容易刷掉石子，沾刷子不易操作，晚了则刷不动，一般掌握在初凝以后不沾刷子最好。必要时集中人力打突击战。刷毛二遍为宜，第一遍纵向刷，第二遍横向刷，深度以露出石子2mm~3mm即可，刷后即可用笤帚把粉末清扫出桥面范围。

2．2．5桥面沥青混凝士的铺装

由于桥面设置了护栏、伸缩缝，增加了沥青混凝土摊铺难度。在大跨径简支梁上工作时由于机身质量引起大梁挠度变化也可能影响其精度，沥青混凝土摊铺工作较路基基层上工作更为重要，主要做好如下工作：

1)在铺筑沥青混凝土之前，对水泥混凝土平整度、粗糙度进行检查。对伸缩缝处混凝土预留槽用黄砂等松散材料临时铺垫与两侧桥面混凝土平整，清扫水泥混凝土面层，保证清洁干燥。粘层油宜采用快裂洒布乳化沥青、机械喷洒工艺，用量为0．3L／m2～0．6L／m2。洒布要均匀，洒油过量局部积油量较多时应清理。粘层油喷洒后严禁行人或车辆通过，乳化沥青待破乳水份蒸发完后方可铺筑沥青混凝土，当气温低于1 0°或水泥混凝土潮湿时不得喷洒粘层油。

2)铺筑沥青混凝土要采用机械摊铺。大桥桥长及宽度范日应在较短时间内一次铺筑完成，前后2台摊铺机并排呈梯队摊铺，采用热接纵缝。安装伸缩缝隙装置前进行划线切割，并清除沥青混凝土及松散填充材料。

3)铺筑桥面混凝土应选晴天，运料车应用逢布覆盖，用以保温防尘。摊铺机应缓慢均匀连续不问断地摊铺，不得中途停顿或改变摊铺速度。速度控制在2m／min~6m／min，具体应根据供料能力、机械配套及摊铺的宽度厚度确定。摊铺后尽快进行碾压，施工车辆和机械不准停留在新铺筑的沥青混凝土面层上，也不准柴油之类的油料滴漏在沥青混凝土面层上，以免引起软化壅包而造成沥青混凝土返工或修补。

2．2．6桥面铺装破损与防水层的关系

桥面铺装早期破损与防水层材料选择不当及施工质量有关。过厚的防水层会引起沥青混凝土的泛油或推移、松散，导致桥面铺装破损。防止桥面铺装早期破损的关键：一是解决沥青混凝土铺装层渗水问题，二是防止由于防水层施工在沥青混凝土桥面铺装层和水泥混凝土桥面之间形成薄弱夹层或无粘结层。因此，在重交通下建议不要采用卷材和粘结性差的防水材料。SBS改性沥青防水层既解决了防水问题，且它在施工时与沥青混合料粘结成了一个整体，是一种经济、实用、效果良好的防水材料。

3结束语

在桥面检查中,一定要细心观察,发现缺陷后,应结合观察到缺陷的种类、部位、范围及严重程度,从设计、施工及使用年限,使用状态记录出发,进行综合分析,使之得到切合实际的初步判断。对公路混凝土桥梁的一些病害进行分析,找出产生病害的原因,提出加固处理的具体办法,实践证明此修补措施是可行有效的。这对以后的加固工作具有重要的现实意义,对我国大量既有混凝土梁式桥梁的加固改造有一定的参考价值。