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摘要：本文分析了桥面铺装早期病害产生的原因，提出了针对性的养护维修措施。
关键词：桥面铺装 病害成因 维护对策
0 引言
桥面铺装是桥梁行车道系的重要组成部分，直接承受车辆荷载、梁体变形、和环境因素的综合作用，其受力和使用条件较一般路面更为复杂。近年来我国公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装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，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装问题普遍。这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。近年来，人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期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。
1 桥面铺装病害原因分析
1.1 构造原因 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，现行规范中只给定了厚度的推荐值，工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大，现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形，因此桥面铺装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。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。从众多箱梁的设计来看，大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面，又有异于T梁的一面，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，就越来越不适宜了。
1.2 施工原因 其一铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测，或由于施工工艺控制欠佳，施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的，一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好，就会造成铺装层厚度不均，使有的地方厚度偏小。施工中主梁顶面标高与设计值相差较大，一般应在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度，如果调整不好，就会造成桥面铺装层厚度不均，使桥面铺装层局部过薄，消弱了桥面铺装的刚度和承载能力。其二铺装层内钢筋网错位。钢筋网在进行绑扎和浇注混凝土时，受到施工人员、机械和混凝土自重的压力，导致其紧贴桥面板而改变了原设计钢筋位置，消弱了钢筋网的分布筋作用承受荷载的能力，尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，容易因此出现桥面裂缝等损坏现象。其三混凝土的温缩和干缩作用。由于混凝土硬化初期抗拉强度低，若温缩或干缩产生的拉应力超过其抗拉强度，将导致混凝土内部及表面产生早期裂缝，造成桥面的过早损坏。其四是混凝土质量的影响。混凝土的原材料、级配，拌合物的和易性较差或施工控制不良造成混凝土蜂窝，局部过振或欠振，强度降低等缺陷。这些缺陷破坏了铺装层的整体性，降低了铺装层抗裂、抗冲击、抗弯曲的能力，使铺装层建成后经短期荷载作用容易发生混凝土的破坏。
1.3 外界环境的影响 其一是过早通车。桥面铺装完成后过早开放交通，造成桥面铺装在强度未达到设计强度，形变未稳定的情况下过早承受外来荷载作用，容易造成桥面铺装的早期损坏。其二是荷载过大及冲击影响。对于目前增长较快的重载交通及超载，加重了桥面铺装层的负荷，并且轴重的增加形成较大的冲击荷载，在路面不平整或桥面伸缩缝、施工缝位置，冲击作用更为明显，造成桥面铺装层特殊位置或局部先期破坏，并促使破坏向其他部位扩展恶化。其三是交通组织的影响。在公路交通组织管理中，由于车道的功能划分，使桥梁结构运营始终处于偏载状态，加快了主车道铺装层的疲劳，使主车道铺装层容易发生各种病害并以较快的速度发展。
2 桥面铺装维护对策
2.1 灌缝 当前，受设计水平、铺装材料和经济性的制约，桥面铺装开裂具有一定的不可避免性，在桥面铺装开裂后，分析裂缝产生的原因、选择合适的修补方法和处理的最佳时机显得尤为重要。对由于温缩应力或支座顶面负弯矩所造成的横向开裂，一般选择在冬季气温降低后进行灌缝。对纵向裂缝，应作详细的原因分析，对由于单板受力所造成的纵向开裂，一般宜采用桥面铺装改造的方法进行处理，从根本上改善桥梁的整体受力性能，灌缝不能从根本上消除此类裂缝。
2.2 局部挖补 面层沥青混凝土损坏时，将损坏部位切成规则的矩形，水泥混凝土桥面上要认真清理。喷洒足量的粘层沥青确保联接良好，用路面养护车进行加热，铺筑沥青混合料与原桥面标高保持一致碾压成型。适用于桥面局部拥包、坑槽等病害，病害程度较轻微。
2.3 桥面铺装改造 ①凿除桥面铺装层重新鋪筑a改变桥面铺装结构，将防水混凝土的厚度增加，用以增大桥面板的计算厚度和实际的横向联系作用。出于美观和功能性的考虑，在防水混凝土铺装层上还加铺一层0.5或1cm厚的稀浆封层或改性沥青防水层等。b加粗、加密钢筋网，即加大钢筋的直径和减小钢筋之间的距离；c提高防水混凝土标号，并在其中适量掺加聚丙烯纤维，改善混凝土的抗裂、抗渗性能；d在梁板顶面植筋，锚固筋顶部与上层铺装钢筋网焊接，加强桥面铺装与梁板的共同作用。②凿除铰缝混凝土重新浇筑a提高铰缝混凝土的标号为40号；b对于跨径不小于8米的桥涵构造物，在铰缝中增设铰缝钢筋以及铰缝顶面增加铰缝连接钢板，加强梁板的横向联系；而对跨径小于8米的桥涵构造物，在铰缝顶面增设铰缝联结钢板，加强梁板的横向联系。③板底粘贴碳纤维布或钢板。单板受力的桥梁如果得不到及时加固处理，其单板的承载能力势必下降，为提高桥梁单板的承载能力，在行车道板底粘贴一层碳纤维布或钢板用以提高单板的承载能力，提高桥梁的安全度。
2.4 改造完善桥面排水系统 水是造成桥面铺装拥包、坑槽的主要原因，因此，必须设置完善的桥面排水系统，迅速排除桥面水，防止水分下渗。桥面排水采用防、排结合的原则，当前，大多数桥面排水系统的设置仅考虑了桥面表面水的排除，对桥面内部的排水重视不足，而桥面渗水具有一定的不可避免性，这就造成了桥面铺装早期破坏的隐患。铺装层内渗入水的排出较为困难，目前尚无十分有效的措施，要彻底解决该问题必须从材料着手，如要用排水性铺装层，同时结合边缘盲沟排水系统等。
3 结束语
公路沥青路面设计规范只对桥面铺装的材料选择、施工方法和厚度等方面作了指导性说明，缺乏具体的设计理论和施工规程，沥青混合料的设计更是无章可循，仍沿用传统的路用沥青混合料的做法，这都为沥青铺装层的使用埋下了隐患。当务之急是加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究，以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装的设计提供指导；同时，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，还要改进铺装技术及提高施工质量，保证设计模型的准确性，从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。
参考文献：
[1]黄卫，钱振东.高等沥青路面设计原理与方法[M].北京:科学出版社.2001.
[2]钟鸣，黄成造.桥面铺装设计方法探讨[J].中南公路工程.2004.
关键词：桥面铺装 病害成因 维护对策
0 引言
桥面铺装是桥梁行车道系的重要组成部分，直接承受车辆荷载、梁体变形、和环境因素的综合作用，其受力和使用条件较一般路面更为复杂。近年来我国公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装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，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装问题普遍。这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。近年来，人们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视。桥面铺装的早期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。
1 桥面铺装病害原因分析
1.1 构造原因 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，现行规范中只给定了厚度的推荐值，工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的增大，现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速的增快已不相适应。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形，因此桥面铺装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。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。从众多箱梁的设计来看，大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面，又有异于T梁的一面，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，就越来越不适宜了。
1.2 施工原因 其一铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及预应力反拱无法十分准确地预测，或由于施工工艺控制欠佳，施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的，一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好，就会造成铺装层厚度不均，使有的地方厚度偏小。施工中主梁顶面标高与设计值相差较大，一般应在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度，如果调整不好，就会造成桥面铺装层厚度不均，使桥面铺装层局部过薄，消弱了桥面铺装的刚度和承载能力。其二铺装层内钢筋网错位。钢筋网在进行绑扎和浇注混凝土时，受到施工人员、机械和混凝土自重的压力，导致其紧贴桥面板而改变了原设计钢筋位置，消弱了钢筋网的分布筋作用承受荷载的能力，尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，容易因此出现桥面裂缝等损坏现象。其三混凝土的温缩和干缩作用。由于混凝土硬化初期抗拉强度低，若温缩或干缩产生的拉应力超过其抗拉强度，将导致混凝土内部及表面产生早期裂缝，造成桥面的过早损坏。其四是混凝土质量的影响。混凝土的原材料、级配，拌合物的和易性较差或施工控制不良造成混凝土蜂窝，局部过振或欠振，强度降低等缺陷。这些缺陷破坏了铺装层的整体性，降低了铺装层抗裂、抗冲击、抗弯曲的能力，使铺装层建成后经短期荷载作用容易发生混凝土的破坏。
1.3 外界环境的影响 其一是过早通车。桥面铺装完成后过早开放交通，造成桥面铺装在强度未达到设计强度，形变未稳定的情况下过早承受外来荷载作用，容易造成桥面铺装的早期损坏。其二是荷载过大及冲击影响。对于目前增长较快的重载交通及超载，加重了桥面铺装层的负荷，并且轴重的增加形成较大的冲击荷载，在路面不平整或桥面伸缩缝、施工缝位置，冲击作用更为明显，造成桥面铺装层特殊位置或局部先期破坏，并促使破坏向其他部位扩展恶化。其三是交通组织的影响。在公路交通组织管理中，由于车道的功能划分，使桥梁结构运营始终处于偏载状态，加快了主车道铺装层的疲劳，使主车道铺装层容易发生各种病害并以较快的速度发展。
2 桥面铺装维护对策
2.1 灌缝 当前，受设计水平、铺装材料和经济性的制约，桥面铺装开裂具有一定的不可避免性，在桥面铺装开裂后，分析裂缝产生的原因、选择合适的修补方法和处理的最佳时机显得尤为重要。对由于温缩应力或支座顶面负弯矩所造成的横向开裂，一般选择在冬季气温降低后进行灌缝。对纵向裂缝，应作详细的原因分析，对由于单板受力所造成的纵向开裂，一般宜采用桥面铺装改造的方法进行处理，从根本上改善桥梁的整体受力性能，灌缝不能从根本上消除此类裂缝。
2.2 局部挖补 面层沥青混凝土损坏时，将损坏部位切成规则的矩形，水泥混凝土桥面上要认真清理。喷洒足量的粘层沥青确保联接良好，用路面养护车进行加热，铺筑沥青混合料与原桥面标高保持一致碾压成型。适用于桥面局部拥包、坑槽等病害，病害程度较轻微。
2.3 桥面铺装改造 ①凿除桥面铺装层重新鋪筑a改变桥面铺装结构，将防水混凝土的厚度增加，用以增大桥面板的计算厚度和实际的横向联系作用。出于美观和功能性的考虑，在防水混凝土铺装层上还加铺一层0.5或1cm厚的稀浆封层或改性沥青防水层等。b加粗、加密钢筋网，即加大钢筋的直径和减小钢筋之间的距离；c提高防水混凝土标号，并在其中适量掺加聚丙烯纤维，改善混凝土的抗裂、抗渗性能；d在梁板顶面植筋，锚固筋顶部与上层铺装钢筋网焊接，加强桥面铺装与梁板的共同作用。②凿除铰缝混凝土重新浇筑a提高铰缝混凝土的标号为40号；b对于跨径不小于8米的桥涵构造物，在铰缝中增设铰缝钢筋以及铰缝顶面增加铰缝连接钢板，加强梁板的横向联系；而对跨径小于8米的桥涵构造物，在铰缝顶面增设铰缝联结钢板，加强梁板的横向联系。③板底粘贴碳纤维布或钢板。单板受力的桥梁如果得不到及时加固处理，其单板的承载能力势必下降，为提高桥梁单板的承载能力，在行车道板底粘贴一层碳纤维布或钢板用以提高单板的承载能力，提高桥梁的安全度。
2.4 改造完善桥面排水系统 水是造成桥面铺装拥包、坑槽的主要原因，因此，必须设置完善的桥面排水系统，迅速排除桥面水，防止水分下渗。桥面排水采用防、排结合的原则，当前，大多数桥面排水系统的设置仅考虑了桥面表面水的排除，对桥面内部的排水重视不足，而桥面渗水具有一定的不可避免性，这就造成了桥面铺装早期破坏的隐患。铺装层内渗入水的排出较为困难，目前尚无十分有效的措施，要彻底解决该问题必须从材料着手，如要用排水性铺装层，同时结合边缘盲沟排水系统等。
3 结束语
公路沥青路面设计规范只对桥面铺装的材料选择、施工方法和厚度等方面作了指导性说明，缺乏具体的设计理论和施工规程，沥青混合料的设计更是无章可循，仍沿用传统的路用沥青混合料的做法，这都为沥青铺装层的使用埋下了隐患。当务之急是加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究，以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装的设计提供指导；同时，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，还要改进铺装技术及提高施工质量，保证设计模型的准确性，从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。
参考文献：
[1]黄卫，钱振东.高等沥青路面设计原理与方法[M].北京:科学出版社.2001.
[2]钟鸣，黄成造.桥面铺装设计方法探讨[J].中南公路工程.2004.