公路早期破坏的原因分析

公路早期破坏的原因分析

冯腾跃1孙佳男2

1身份证号码：33068219890322XXXX；2身份证号码：33068219901009XXXX

摘要：近年来，由于道路车辆日趋大型化、重型化以及交通量迅猛增长，使桥梁经受的冲击力、荷载疲劳程度及应力超过频率不断提高，桥面铺装层损坏较为严重，维修周期也越来越短，桥面铺装的早期损坏已成为影响公路发挥正常使用功能的一大阻碍，并成为诱发交通事故的原因。为此，根据本人多年从事交通工程勘察设计、建设管理等方面的工作经验，以下从原因分析、治理方法等方面作简单的介绍。

关键词：公路桥面；早期破坏；铺装破坏；原因分析；治理方法

1、早期破坏的原因分析

1.1构造原因

（1）桥面板刚度不足。对于部分桥梁为了减轻恒载，以增加钢筋用量或采用高强度钢筋来减薄桥面板的厚度时造成桥面板刚度不够，在重荷载的作用下引起较大的形变，加上车辆的连续冲击震动，使桥面板及铺装层出现开裂，且发展迅速。

（2）铺装层与梁表面粘结弱。在桥面进行铺装前没有将结合表面清洗干净，凿毛的密度和深度不够，导致铺装层与梁面之间的粘结能力不足，在荷载作用下铺装层与主要承重构件不能以一个整体工作来承受外荷载，破坏了混凝土的整体性，在行车的剧烈冲击和荷载作用下容易使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。

（3）负弯矩的影响。对于连续梁桥、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容易产生裂缝，从而造成桥面铺装的损坏。

（4）桥面防水层的影响。由于防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异，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。

1.2施工原因

（1）铺装层的厚度偏小。由于施工因素造成梁表面高出设计标高，或由于整桥面纵横坡、施工工艺控制欠佳等原因，施工中主梁顶面标高与设计值相差较大，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，就会造成铺装层和都不均，使桥面铺装层局部过薄，削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力，这也是桥面早期损坏的原因之一。

（2）铺装层内钢筋网错位。钢筋网在进行绑扎和浇注混凝土的自重压力，导致其紧贴桥面板而改变原设计钢筋网位置，削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，容易因此而出现桥面裂缝等损坏现象。

（3）混凝土的干缩作用。对于泵送混凝土工艺，为满足坍落度的要求，除掺外加剂外，还常用加大水泥用量和适当加大水灰比的办法，这两者都是影响混凝土干缩的主要因素。水泥用量大时，水化热大，引起行车道板和桥面铺装的温差而产生变形约束。由于混凝土硬化出的抗拉强度小，若干缩和冷缩产生的拉应力超过其抗拉强度，则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。

（4）混凝土质量的影响。混凝土的施工质量直接影响桥面铺装层的寿命。混凝土的原材料、级配、拌合物的和易性较差或工艺控制不良混凝土中蜂窝、麻面、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、抗弯曲及耐磨的能力，使铺装层建成后经短期荷载作用容易发生混凝土的破坏。

2桥面铺装破坏的治理方法

2.1修补及更换铺装层。对于混凝土桥面铺装层局部出现的碎裂、脱落或洞穴等病害，修复时先对缺陷表面凿毛，并将破损的松散物全部凿除，凿毛应尽量深一些，使骨料露出，然后再用水泥混凝土或沥青混凝土修补。用水泥混凝土修补前，宜先将修补孔润湿，在涂刷上同标号的水泥砂浆或混凝土粘结剂，以加强新旧混凝土间的粘结性。修补前，应认真检查缺陷表面处理情况及混凝土胶剂的质量，修补时，应注意避免荷载或重力震动的干扰、避免高温、雨水冲淋。混凝土桥面铺装层出现大面积碎裂、脱落或洞穴等严重病害时，可凿除全部原破损铺装层进行重做处理。

2.2提高铺装层构造强度。旧混凝土桥面铺装层通常厚度较薄，而且由于施工等方面原因易造成厚度不均匀，混凝土原设计标号一般偏低，且钢筋网钢筋直径偏细。在不增加桥面标高及自重情况下，为提高承载力，宜增大钢筋直径，并适当提高混凝土强度等级。

2.3增强铺装层受力性能。许多旧桥为梁板结构，板块之间的横向联系通常较弱，特别是早期修建的T型梁桥，由于梁之间铰接横向刚度的不足，易出现顺桥向裂缝。维修时建议对横向连接处进行增设钢筋网或植筋加固。为使桥面铺装与梁板结合紧密，使桥面铺装共同参与受力，同时固定桥面铺装钢筋的位置，可采用"植筋"技术，增强铺装层与桥面板间的抗剪切能力，并在新旧混凝土之间喷涂高性能界面粘结胶以增强铺装层与梁板整体工作性能。

2.4铺装层补强。桥面铺装补强宜采用钢筋网与钢纤维混凝土，钢纤维混凝土用于桥面铺装层维修，能增强桥面抗裂性、抗弯曲性、耐冲击性和耐疲劳性。为增强铺装层与桥梁结构的整体工作性能，提高铺装层的抗渗性和抗开裂性能。钢纤维混凝土桥面加固施工工艺--钢纤维混凝土桥面加固施工的主要施工工序为：铣刨原桥面沥青混凝土（水泥砼）→测量放样→涂刷界面处理浆→整理原钢筋网→加设新钢筋网→浇筑钢纤维砼、公路经过多年的运营，现行标高同原设计标高存在一定误差。施工前需对整个施工段落进行统一测量放线，不满足设计要求的局部段落（如桥面铺装厚度不足）要进行人工修整，确保施工质量和道路的平整。铣刨机铣刨原沥青混凝土或人工凿除原桥面钢筋混凝土桥面铺装。在凿除过程中，要注意保护桥面底板、主梁以及原钢筋网的整体结构，避免其受损影响桥梁的寿命。在清理完桥面钢筋网同桥面底板间的杂物后，把尘土吹净，再用水把桥面冲净。

因此，在施工过程中，采取了以下保证措施。把好原材料质量关，对不符合设计规范要求的材料坚决不能使用。利用先进的自动配料拌和设备，保证计量的准确，供料及时，满足摊铺速度和施工进度的要求。拌和过程中，先把钢纤维均匀洒布于碎石沙锅进行干拌30s，再加水泥、黄砂干拌1min后进行干拌加水湿拌，搅拌时间较普通混凝土长1min左右，并加放适量的高效缓凝减水剂，保证运输和施工操作的需求。在选择拌和场地时，应该充分考虑运输距离和交通条件的便利，如距离较远或交通条件受限制，就需要用混凝土拌和车运输，保证钢纤维混凝土的整体质量。在浇筑钢纤维混凝土之前，要准备遮阳雨棚，预防突降大雨时急用；检查拌和设备、运输设备、振捣机具和供电设备能否正常运转；检查桥面是否干净，钢筋绑扎、焊接是否到位；所支边模的标高要复核，位置要固定牢靠，防止浇筑振捣时出现跑模漏浆现象。浇筑钢纤维混凝土采取整幅一次性浇筑，避免留下施工接缝影响桥面铺装的整体受力；浇筑过程中，振动棒的振动间距较普通混凝土的振动间距要减短，提升速度要缓慢，防止混凝土不密实或离析现象；由于振动梁过长，为防止变形，可在上方焊接钢结构桁架，确保桥面钢纤维混凝土的平整度和厚度符合设计要求；混凝土表面收浆抹面时，用硬钢刷进行微拉毛，便于沥青混凝土有良好的衔接。使用双层塑料薄膜进行淋水养生，保持相对大的湿度和较高的温度，可使钢纤维混凝土强度在短期内有很大的提高，缩短施工期限，保证公路车辆的安全通行。钢纤维混凝土达到设计强度的75%以后，可在桥面上直接加铺沥青混凝土，同原路面相辅。

3结论

桥面铺装早期破坏严重影响了交通通行的舒适性、安全性、给养护维修部门带来较大的治理维修难度，影响正常的交通运营畅通，为从根本上解决这一问题，应加快对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，并在铺装施工中切实保证质量，将桥面铺装作为重点工作之一引起足够的重视，从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。