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摘要l通过对公路桥梁桥面铺装层裂缝的实际调查研究，分析了桥面铺装层产生裂缝的原因并提出了防裂措施。
关键词l公路桥梁；桥面铺装层；裂缝；防治措施
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
1前言
水泥混凝土桥面铺装在高速公路的建设中广泛应用，但工程质量一直不尽人意，返工频率较高，导致施工成本大大增加。为了能更好地控制水泥混凝土桥面铺装的质量，针对高速公路上常见的水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的原因及防治，并结合多年来的施工管理经验作一探讨。
2桥面铺装层的功能
(1)铺装层的受力功能：
①传递车轮压力，对车辆轮重的集中荷载起分布作用；② 承受车轮的摩擦力；③直接承受阳光的照晒、风雨的侵蚀等；④不管设计上考虑与否，铺装层都在参与主梁的受力。有资料表明：裸梁铺上桥面后的对比试验表明，裸梁状态下的实测挠度比有铺装层的大12 ～2O 以上；
(2)铺装层的服务功能：设计合理、施工质量优良的铺装层，在设计使用年限内，能有效地为使用者提供舒适和安全的行车环境；由于铺装层的良好使用质量，从而大幅度地降低日常维修费用，为投资者带来可靠的经济效益。
1 桥面铺装混凝土常见病害及原因分析
公路路面和桥梁以混凝土路面为主。桥面铺装常见病害主要是不规则网状裂缝，或较长且比较规则的纵、横裂缝(或裂纹)，也有的是局部碎裂等病害。混凝土桥面铺装裂缝问题是一个非常复杂的问题，在全国范围内普遍存在，造成返工的也很多。分析其原因有：
1．1 ．温度收缩和干缩裂缝的发育造成收缩裂缝
桥面铺装层多采用CA0混凝土，水泥用量较大，是影响混凝土干缩(并成正比)的主要因素。且裸梁温度较低；水泥用量大会导致水化热大，引起裸梁和桥面铺装层的温差而产生变形约束。由于混凝土硬化初期的抗拉强度小，若干缩和冷缩产生的拉应力超出其抗拉强度，则将导致混凝土内部及表面产生裂缝。
1．2 负弯矩的影响
对于连续梁桥，由于负弯矩使桥面铺装层受到拉应力的作用也容易出现裂缝。如果在施工桥面铺装前没有完全解除梁底的支架，而是在其后解除，在体系转化过程中改变了铺装层的受力也是一个直接原因。对于拱桥、悬臂梁等桥型结构也是如此。
1．3 桥面铺装层钢筋网变位
目前桥梁施工项目中，桥面铺装层中多采用 或4,1o钢筋，网距一般为10 cm×10㎝、15 cm×15cm或20 cm×2Ocm。钢筋焊网在进行绑扎和浇筑混凝土时，受到施工人员、运输机具碾踏和混凝土拌合物的自重压力，导致其变位，削弱了钢筋网的分布筋作用和承受荷载的能力。尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，更容易出现桥面裂缝等损坏。
1．4 施工缝处理不当
桥面铺装时应力求少设施工缝。当桥面不宽时，以全幅一次浇筑为好；桥面较宽时候，也可以分幅浇筑。但不少施工队伍在进行桥面铺装时随意设置施工缝，且对施工缝的处理也不当(如不按规定凿毛等)，在浇筑混凝土过程中，出现间歇时间过长(一般不宜超过1 h)，这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。以浙江下埠溪河桥为例：该桥设计全长180 m，没有设置伸缩缝，限制了混凝土的自由膨胀，造成局部范围的混凝土铺装层与桥板分离。因为桥面铺装层较薄，仅7—17 cm，有的又要分两次进行浇筑，无法抵御由于温度变化造成的内部应力，也是混凝土出现裂缝的原因。
1．5 桥面铺装层与梁板表面混凝土未粘接好
在桥面铺装层施工前没有将梁板表面的松散砂石粒、泥污等冲洗干净；梁表面没有凿毛或者凿毛的密度不够，这些都大大降低了桥面铺装层与主梁表面之间的粘接力，破坏了混凝土的整体性，车轮的冲击和荷载的作用很容易使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。
1．6 混凝土振捣不密实
桥面铺装因为厚度小，所以在振捣时尽可能使用梁式振捣器进行振捣，确保混凝土的密实，不应单独使用插入式振捣器进行。
3 防止铺装层裂缝的措施
(1)设计方面措施：
①铺装层必须且有足够的厚度，以适应行车速度高、载重量大和车流量大的需要。因为厚度大，则刚度大，车辆局部集中荷载作用下所产生的桥面铺装局部拉应力亦相应减少，铺装层就越难发生拉伸破坏。就目前的情况看铺装层厚度应适当加厚，建议一级公路和高速公路应根据车速、载重量、车流量情况，铺装层厚度应加大为1O～16cm；
②铺装层钢筋不应单纯按构造钢筋配置，而应更多地考虑按受力筋配置。必须具有足够的含筋率，大桥和特大桥考虑配置上下层纵横方向的钢筋，以承受铺装层因局部集中荷载作用下所产生的拉应力。建议一级公路和高速公路采用双层钢筋网，钢筋直径8～ 10㎜，上层网距15cm×15cm，下层网距20cm X20cm，纵横向尽可能保证连续；
③ 由于桥面铺装层中任何缝隙都会激发更严重的应力集中，因此这些缝隙便成了桥面的薄弱环节，是桥面铺装混凝土破缝隙，在铺装层钢筋网间距较密的情况下，可减少各种假缝数量，纵向工作缝应设置在车道分界线及车道之外，以减少荷载对缝隙的作用次数；
④ 目前，桥梁上部结构设计为了追求节省材料、降低造价，多采用空心板梁，虽然结构整体能满足强度需求，但由于梁体刚度较小，产生的挠度较大，在车辆荷载作用下，梁体的反复挠曲变形加上反复的局部弯沉变形，必然会加快桥面铺装层的破坏。因此，应设法增大梁体刚度；
⑤梁体必须设置足够的预埋钢筋，以与桥面铺装层钢筋焊接相连接，确保梁体与桥面铺装紧密结合，连成一体，共同作用。
(2)施工方面措施：
①彻底冲洗桥面板，凿除桥面板上浮浆、油污，使表面粗糙；用洁净无污染的水，反复冲洗，清除梁体上的一切杂物，使新老砼粘接牢靠，这是必须认真执行的。原因是砼在凝结硬化时，会发生向上翘曲，粘接不良的铺装层在温度逐日变化下，将形成永久变形，与梁体脱空，在车辆冲击荷载的反复作用下，发生早期开裂破碎；
②洒水湿润桥面板，在铺装层砼浇注前数小时，用洁净的水浇洒桥面板，尤其是在气温高的季节，提早洒水，使梁体上表面温度降低，梁体内储蓄的部分热量，随着水分的蒸发不断传导出来，这样避免了梁体因本身干燥，内温高将过多吸收砼中水分，而导致下层砼提早硬化干缩产生裂缝；
③改进施工工艺，增设二次振动梁。以往对扩张网的定位，采用架立钢筋或加设水泥砂浆垫块，或用人工反复整平砼后再摆放，很难保障扩张网安放的质量，这主要是因振捣及施工人员踩踏，使扩张网出现沉底、上浮或波浪式起伏，达不到防止砼不规则开裂的作用，形同虚设。施工中可通过改进工艺，增设二次振动梁，解决扩张网准确定位问题；
④在温差较大季节及炎热天气，要避开中午高温时施工，安排下午开始至夜间施工为宜。这样可避免产生温差拉应力而引起裂缝；
⑤ 为了确保梁体与铺装紧密结合，共同作用，铺装层钢筋与梁体预埋钢筋最好用搭接焊方式相连，焊缝长度及质量等应满足施工规范要求；
⑥铺装层纵横钢筋必须穿过各种缝隙，并保持每根纵横钢筋连续，以承受由于混凝土收缩变形或变温作用以及车辆荷载作用下引起的拉应力，避免缝隙的过早破坏；
⑦ 混凝土坍落度控制在3～5cm。由于塑性混凝土拌和物在硬化过程中收缩，水灰比(坍落度)越大，收缩越大，水泥混凝土收缩产生的拉应力越大，桥面铺装层就越容易产生收缩裂纹。因此严禁使用泵送混凝土浇筑桥面，因为泵送混凝土一般坍落度较大，常达13～18cm。在使用塑性混凝土浇筑桥面时，应采取真空吸水法施工，尽可能把多余水分吸出；
⑧必须保证铺装层混凝土全面覆盖洒水养护，在不少于7d养护期间内连续保持混凝土的湿润状态，以保证混凝土強度正常增长；
4 桥面铺装层破损的处理
4．1 钢纤维锕筋砼修补法
当采用此方法时，应首先将破损的铺装层整板凿除，对所处理板块周边的梁面砼进行凿毛，以利于两部分砼联结紧密。然后在梁面以40cmX 60cm间距打人抗剪钢钉。具体做法是用直径lOmm钻头钻孔，孔深6cm，打人12cm长，直径12mm钢筋，并与直径lOmm、间距lOcm×lOcm的钢筋网焊牢，防止钢筋网下沉和移动。此外在板角处还要加设5条直径12mm放射状钢筋。钢筋网保护层为2．5cm。最后用高压水枪冲洗桥面，浇注钢纤维砼。
根据有关资料和工程实践显示，钢纤维砼不但可以提高砼的抗折强度，还可以大大提高砼的抗裂性、耐冲击性、抗疲劳性。为达到设计要求的坍落度，砼采用现场搅拌，搅拌工艺与普通砼相同。钢纤维砼铺装层施工方法基本与普通砼摊铺相同，只是不宜采用插人式振棒振捣，因为这样会影响钢纤维在砼中分布的均匀性，所以钢纤维砼摊铺应采用振动梁进行振捣。
4．2 加铺沥青修补法
首先采用化学浆液灌注的方法对破损的铺装层进行补强处理，然后在处理过的裂缝上面贴一层土工布，避免以后沥青表面产生反射裂缝。对破损严重，不能用注浆法处理的部分，则采用钢纤维钢筋砼修补法作局部处理，最后在原铺装层面加铺一层4cm厚AK一13B改性沥青。
5 结束语
桥面铺装层虽然在桥梁中所占的体积并不大，但它对交通的影响是非常大的。针对钢筋混凝土桥面铺装产生早期病害的原因在设计和施工中采取相应措施，在一定程度上是可以延长桥面铺装层的使用寿命。
关键词l公路桥梁；桥面铺装层；裂缝；防治措施
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：
1前言
水泥混凝土桥面铺装在高速公路的建设中广泛应用，但工程质量一直不尽人意，返工频率较高，导致施工成本大大增加。为了能更好地控制水泥混凝土桥面铺装的质量，针对高速公路上常见的水泥混凝土桥面铺装产生裂缝的原因及防治，并结合多年来的施工管理经验作一探讨。
2桥面铺装层的功能
(1)铺装层的受力功能：
①传递车轮压力，对车辆轮重的集中荷载起分布作用；② 承受车轮的摩擦力；③直接承受阳光的照晒、风雨的侵蚀等；④不管设计上考虑与否，铺装层都在参与主梁的受力。有资料表明：裸梁铺上桥面后的对比试验表明，裸梁状态下的实测挠度比有铺装层的大12 ～2O 以上；
(2)铺装层的服务功能：设计合理、施工质量优良的铺装层，在设计使用年限内，能有效地为使用者提供舒适和安全的行车环境；由于铺装层的良好使用质量，从而大幅度地降低日常维修费用，为投资者带来可靠的经济效益。
1 桥面铺装混凝土常见病害及原因分析
公路路面和桥梁以混凝土路面为主。桥面铺装常见病害主要是不规则网状裂缝，或较长且比较规则的纵、横裂缝(或裂纹)，也有的是局部碎裂等病害。混凝土桥面铺装裂缝问题是一个非常复杂的问题，在全国范围内普遍存在，造成返工的也很多。分析其原因有：
1．1 ．温度收缩和干缩裂缝的发育造成收缩裂缝
桥面铺装层多采用CA0混凝土，水泥用量较大，是影响混凝土干缩(并成正比)的主要因素。且裸梁温度较低；水泥用量大会导致水化热大，引起裸梁和桥面铺装层的温差而产生变形约束。由于混凝土硬化初期的抗拉强度小，若干缩和冷缩产生的拉应力超出其抗拉强度，则将导致混凝土内部及表面产生裂缝。
1．2 负弯矩的影响
对于连续梁桥，由于负弯矩使桥面铺装层受到拉应力的作用也容易出现裂缝。如果在施工桥面铺装前没有完全解除梁底的支架，而是在其后解除，在体系转化过程中改变了铺装层的受力也是一个直接原因。对于拱桥、悬臂梁等桥型结构也是如此。
1．3 桥面铺装层钢筋网变位
目前桥梁施工项目中，桥面铺装层中多采用 或4,1o钢筋，网距一般为10 cm×10㎝、15 cm×15cm或20 cm×2Ocm。钢筋焊网在进行绑扎和浇筑混凝土时，受到施工人员、运输机具碾踏和混凝土拌合物的自重压力，导致其变位，削弱了钢筋网的分布筋作用和承受荷载的能力。尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层，更容易出现桥面裂缝等损坏。
1．4 施工缝处理不当
桥面铺装时应力求少设施工缝。当桥面不宽时，以全幅一次浇筑为好；桥面较宽时候，也可以分幅浇筑。但不少施工队伍在进行桥面铺装时随意设置施工缝，且对施工缝的处理也不当(如不按规定凿毛等)，在浇筑混凝土过程中，出现间歇时间过长(一般不宜超过1 h)，这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。以浙江下埠溪河桥为例：该桥设计全长180 m，没有设置伸缩缝，限制了混凝土的自由膨胀，造成局部范围的混凝土铺装层与桥板分离。因为桥面铺装层较薄，仅7—17 cm，有的又要分两次进行浇筑，无法抵御由于温度变化造成的内部应力，也是混凝土出现裂缝的原因。
1．5 桥面铺装层与梁板表面混凝土未粘接好
在桥面铺装层施工前没有将梁板表面的松散砂石粒、泥污等冲洗干净；梁表面没有凿毛或者凿毛的密度不够，这些都大大降低了桥面铺装层与主梁表面之间的粘接力，破坏了混凝土的整体性，车轮的冲击和荷载的作用很容易使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。
1．6 混凝土振捣不密实
桥面铺装因为厚度小，所以在振捣时尽可能使用梁式振捣器进行振捣，确保混凝土的密实，不应单独使用插入式振捣器进行。
3 防止铺装层裂缝的措施
(1)设计方面措施：
①铺装层必须且有足够的厚度，以适应行车速度高、载重量大和车流量大的需要。因为厚度大，则刚度大，车辆局部集中荷载作用下所产生的桥面铺装局部拉应力亦相应减少，铺装层就越难发生拉伸破坏。就目前的情况看铺装层厚度应适当加厚，建议一级公路和高速公路应根据车速、载重量、车流量情况，铺装层厚度应加大为1O～16cm；
②铺装层钢筋不应单纯按构造钢筋配置，而应更多地考虑按受力筋配置。必须具有足够的含筋率，大桥和特大桥考虑配置上下层纵横方向的钢筋，以承受铺装层因局部集中荷载作用下所产生的拉应力。建议一级公路和高速公路采用双层钢筋网，钢筋直径8～ 10㎜，上层网距15cm×15cm，下层网距20cm X20cm，纵横向尽可能保证连续；
③ 由于桥面铺装层中任何缝隙都会激发更严重的应力集中，因此这些缝隙便成了桥面的薄弱环节，是桥面铺装混凝土破缝隙，在铺装层钢筋网间距较密的情况下，可减少各种假缝数量，纵向工作缝应设置在车道分界线及车道之外，以减少荷载对缝隙的作用次数；
④ 目前，桥梁上部结构设计为了追求节省材料、降低造价，多采用空心板梁，虽然结构整体能满足强度需求，但由于梁体刚度较小，产生的挠度较大，在车辆荷载作用下，梁体的反复挠曲变形加上反复的局部弯沉变形，必然会加快桥面铺装层的破坏。因此，应设法增大梁体刚度；
⑤梁体必须设置足够的预埋钢筋，以与桥面铺装层钢筋焊接相连接，确保梁体与桥面铺装紧密结合，连成一体，共同作用。
(2)施工方面措施：
①彻底冲洗桥面板，凿除桥面板上浮浆、油污，使表面粗糙；用洁净无污染的水，反复冲洗，清除梁体上的一切杂物，使新老砼粘接牢靠，这是必须认真执行的。原因是砼在凝结硬化时，会发生向上翘曲，粘接不良的铺装层在温度逐日变化下，将形成永久变形，与梁体脱空，在车辆冲击荷载的反复作用下，发生早期开裂破碎；
②洒水湿润桥面板，在铺装层砼浇注前数小时，用洁净的水浇洒桥面板，尤其是在气温高的季节，提早洒水，使梁体上表面温度降低，梁体内储蓄的部分热量，随着水分的蒸发不断传导出来，这样避免了梁体因本身干燥，内温高将过多吸收砼中水分，而导致下层砼提早硬化干缩产生裂缝；
③改进施工工艺，增设二次振动梁。以往对扩张网的定位，采用架立钢筋或加设水泥砂浆垫块，或用人工反复整平砼后再摆放，很难保障扩张网安放的质量，这主要是因振捣及施工人员踩踏，使扩张网出现沉底、上浮或波浪式起伏，达不到防止砼不规则开裂的作用，形同虚设。施工中可通过改进工艺，增设二次振动梁，解决扩张网准确定位问题；
④在温差较大季节及炎热天气，要避开中午高温时施工，安排下午开始至夜间施工为宜。这样可避免产生温差拉应力而引起裂缝；
⑤ 为了确保梁体与铺装紧密结合，共同作用，铺装层钢筋与梁体预埋钢筋最好用搭接焊方式相连，焊缝长度及质量等应满足施工规范要求；
⑥铺装层纵横钢筋必须穿过各种缝隙，并保持每根纵横钢筋连续，以承受由于混凝土收缩变形或变温作用以及车辆荷载作用下引起的拉应力，避免缝隙的过早破坏；
⑦ 混凝土坍落度控制在3～5cm。由于塑性混凝土拌和物在硬化过程中收缩，水灰比(坍落度)越大，收缩越大，水泥混凝土收缩产生的拉应力越大，桥面铺装层就越容易产生收缩裂纹。因此严禁使用泵送混凝土浇筑桥面，因为泵送混凝土一般坍落度较大，常达13～18cm。在使用塑性混凝土浇筑桥面时，应采取真空吸水法施工，尽可能把多余水分吸出；
⑧必须保证铺装层混凝土全面覆盖洒水养护，在不少于7d养护期间内连续保持混凝土的湿润状态，以保证混凝土強度正常增长；
4 桥面铺装层破损的处理
4．1 钢纤维锕筋砼修补法
当采用此方法时，应首先将破损的铺装层整板凿除，对所处理板块周边的梁面砼进行凿毛，以利于两部分砼联结紧密。然后在梁面以40cmX 60cm间距打人抗剪钢钉。具体做法是用直径lOmm钻头钻孔，孔深6cm，打人12cm长，直径12mm钢筋，并与直径lOmm、间距lOcm×lOcm的钢筋网焊牢，防止钢筋网下沉和移动。此外在板角处还要加设5条直径12mm放射状钢筋。钢筋网保护层为2．5cm。最后用高压水枪冲洗桥面，浇注钢纤维砼。
根据有关资料和工程实践显示，钢纤维砼不但可以提高砼的抗折强度，还可以大大提高砼的抗裂性、耐冲击性、抗疲劳性。为达到设计要求的坍落度，砼采用现场搅拌，搅拌工艺与普通砼相同。钢纤维砼铺装层施工方法基本与普通砼摊铺相同，只是不宜采用插人式振棒振捣，因为这样会影响钢纤维在砼中分布的均匀性，所以钢纤维砼摊铺应采用振动梁进行振捣。
4．2 加铺沥青修补法
首先采用化学浆液灌注的方法对破损的铺装层进行补强处理，然后在处理过的裂缝上面贴一层土工布，避免以后沥青表面产生反射裂缝。对破损严重，不能用注浆法处理的部分，则采用钢纤维钢筋砼修补法作局部处理，最后在原铺装层面加铺一层4cm厚AK一13B改性沥青。
5 结束语
桥面铺装层虽然在桥梁中所占的体积并不大，但它对交通的影响是非常大的。针对钢筋混凝土桥面铺装产生早期病害的原因在设计和施工中采取相应措施，在一定程度上是可以延长桥面铺装层的使用寿命。