浅谈沥青混凝土桥面铺装层的破损原因

摘要：沥青混凝土桥面铺装层属于于柔性铺装层，在桥梁设计及施工中桥面铺装只作为桥梁附属工程，不被重视，但其破损后所产生危害却很大。在总结沥青混凝土桥面铺装层的破坏形式的基础上，通过理论分析，提出了几点易引起沥青混凝土桥面铺装层损坏因素，并提出今后对桥面铺装需要重视的几个问题；

关键词：沥青混凝土；桥面铺装层；损坏形式；原因分析

中图分类号：u44.23

文献标识码：C

文章编号：1008 3383(2006)03*0062-01

近年来我国公路桥梁建设迅猛发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装层的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般很少有专门的设计。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装层破损问题也愈加普遍。这不公影响了桥面的美观，妨碍了正常交通，更易造成交通事故，桥面铺装层的损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。

沥表混凝土桥面铺装层属于柔性铺装层，大大缓和行车对桥面板的冲击，与正常路面和水泥混凝土桥面铺装层相比，其损坏形式有所不同。

(1)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作用下产生表面松散和坑槽破坏；

(2)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，抗剪切能力水平较弱，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。

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用，其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关，一方面可分荷载并参与桥面板的受力，另一方面起联结各主梁共同受力的作用；桥面铺装层既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层，所以桥面铺装层应具有足够的强度和良好的整体性，并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。现在工程规范中对桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构，所以在设计和施工中不是很被重视，从而使桥面铺装层容易被损坏，造成其破损原因很多，下面从结构理论设计、及施工工艺等方面影响因素进行分析。

(1)桥规规定：如无精确的计算方法时，箱形梁可参照T形梁的规定处理。从众多箱梁的设计来看，大部分对箱梁构件设计是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际承受力不近于与T梁受力完全相同，对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽，桥跨与桥宽之比越来越小，箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋，就越来直不适宜了，导致按T梁设计的箱梁骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以，设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。导致按同等方法设计的桥面铺装层受力变形状态不同，对桥面铺装层造成不同程度的损坏。

(2)桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装层部分或全部参与了主梁结构的变形，因此，桥面铺装层是一个受力复杂的动力体系，各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。现行桥梁规范中对桥面铺装层只给了厚度的要求，随着交通量的增大，现行铺装层厚度与重型、超重型汽车的增长率多和车速的增快已不相适应。

(3)对于连续梁、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构，由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力，使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩区裂缝，从而造成桥面铺装的损坏。

(4)随着桥梁技术的发展，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，高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。但在设计中侧重于主梁纵向的计算分析，对桥梁横向刚度重视不够，横向构造措施不利使桥面铺装分担了过多的次内力。

(5)在公路工程施工中一些施工单位不规范施工造成铺装层偏小，或由于施工工艺控制欠佳，造成铺装层厚度不均，再有铺装时梁顶清理不到位，使铺装层与主梁结合不好，都会使沥青混凝土铺装层出现不同程度破损。

(6)在对高速公路行车中，由于车道功能的不同，人为强制地使桥梁结构始终处于偏载状态，即主车道的铺装层承担了比超车道高得多的应力水平，因此，加大了主车道铺装层的疲劳。特别是随着私营运输业的发展，货运业主为追求短期经济利益，通过改变车厢结构如加长车厢和加高车轴弹簧等使汽车的载重、轴重及轮载成倍增加。这些车辆对铺装层具有严重的毁坏作用，并使桥梁结构局部超载，加大了主车道铺装层的损坏。

(7)桥面铺装的约束条件，桥墩面铺装受桥梁结构的约束，受荷后其边界条件与一般路面相差甚大，加之梁体的挠度、扭曲等形变，给铺装层的工作性能造成不利影响。

(8)近年来在桥面铺装中广泛使用防水层，随着交通量的增加，出现了一些新问题如面层的开裂、坑槽、防水层与面层和桥面粘结强度不足而产生推移等病害。由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异，它的存在使上部结构按模量形成刚柔刚的板体受力体系，中间柔性夹层会增大桥面板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂，在车轮的动力荷载作用下，彼此间的缝隙越来越大，直到松散脱落。另外，防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。

综上对沥青混凝土桥面铺装的损坏形式及其原因进行了简单的分析与研究，桥面铺装层损坏的危害是很大的，应得到进一步的重视与研究，为桥面铺装层的设计与施工提供指导；同时，也应加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究，开发适应桥面破坏机理的新材料；另外，更要改进铺装技术及提高施工质量，从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。