1、沥青混凝土桥面铺装层损坏防治措施探讨摘要：本文分析了沥青混凝土桥面铺装层的破坏形式和原因，提出对桥面铺装层破损的防治措施，供大家参考。 关键词：沥青混凝土铺装层损坏防治措施 中图分类号： TU416 文献标识码： A 1 前言 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
2、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。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散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，既是桥面保护层，又是桥面结构的共同受力层所以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。桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥面板的冲击，较易达到运营中平稳舒适的要求随着沥青材料性能的改进，应用将更加广泛。但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明关于具体的设计理论与方法还是空白铺装层的设计无章可循。这就造成了在实
3、际设计中桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构，设计者对其甚少花费精力从而为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此，应加快对桥面铺装特别是结构破坏机理和设计理论方面的研究。 2 桥面铺装的损坏形式及其原因 2.1 损坏形式 沥青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。a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； b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
4、，产生推移、拥包等病害。 2.2 损坏原因 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 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：亡程规范中对桥面铺装层只作为桥梁丁程的附属结构，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。 a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
5、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 粱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，没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。 b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
6、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。 c 由于连续粱、拱桥及悬臂粱桥等桥型结构，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。 d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。 e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
7、，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。 f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。 g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
8、，加之梁体的挠度、扭曲等形变，给铺装层的 T 作性能造成不利影响。 h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一柔一刚的板体受力体系，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。 3 防治措施 31 设计措施 目前，很多设计单位在设计时，没有考虑桥面铺装参与结构受力，亦 口没有按主受
9、力截面要求配筋，只是要求配置少量的构造钢筋而已，笔者认为，这是影响桥面铺装质量的因素之一。在设计方面可以采用以下措施： (1)适当考虑桥面铺装的实际受力状况。不仅要在全面积上设置一定数量的钢筋网，还应重点考虑受拉区钢筋的布置，在受拉区部分的桥面铺装应将钢筋加密。 (2)严格控制铺装层沥青混凝土的厚度。理论分析表明，铺装结构层层间最大剪应力主要取决于面层厚度和防水层模量；在防水层模量相同的情况下，增加面层厚度是降低层问剪应力的最有效手段。铺装层浇筑的厚度以 810 cm 为宜。由于梁(板)顶面高程控制不好造成铺装层局部厚度偏小时，要采取措施，可以采用局部加强，也可以用调坡处理。 (3)优化桥面排
10、水设计。排水设计时充分考虑路表排水和层问排水，排水孔上口应略低于桥面铺装层表面，在桥面铺装层的横坡下侧边部可设计一条纵向碎石育沟，使桥面排水通畅。 (4)设置防水粘结层。防水粘结层作为桥面的一个结构层，必须满足层间抗剪要求和结构层之间粘结性好的要求，同时作为防水层，它必须具有很好的不透水性，此外，还要有足够抵抗水侵害的能力。 32 材料措施 桥面铺装问题的解决，主要依赖于设计出能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料。因此，针对不同的桥梁类型，使用相应的铺装材料，是解决桥面问题的关键。为防止病害的发生，在铺装层混凝土材料的选择上，应该注意以下几个方面： (1)铺装层所有的石料应是经过筛选的优质石料
11、。石料中严格控制表面光滑和扁平、针状石的含量。此外，要保证集料表面的清洁。矿料表面洁净程度直接影响沥青与矿料的粘附性，施工过程中有些集料表面裹覆着泥土、粉尘，泥土、粉尘吸水软化，造成混合料的剥落、松散等。(2)确定合理的沥青混合料配合比。配合比不宜过大，也不宜偏小。 (3)提高沥青混合料的低温抗裂性。对于寒冷地区，选用针入度大、粘度低、感温性好的优质沥青，最好能使用改性沥青。对于寒冷地区，桥面铺装层采用纤维加筋沥青混凝土是一个不错的选择。 (4)选取优良的防水粘结层材料。防水粘结层材料通常要满足以下要求：一是要有良好的不透水性能和良好的耐高温和低温性能；二是混凝土桥面和沥青面层要有足够的粘结力
12、；三是面层碾压后无破损现氦四是对桥面铺装状况有广泛的适应性；五是能抵御桥面裂缝的影响和不低于面层设计寿命的耐久性。 33 施工措施 笔者认为，桥面铺装的病害很大程度上都是由于施工因素造成的，所以，要想解决好桥面铺装的病害问题，首先要从施工工艺上入手，从施工方面寻求解决铺装层病害的方法和措施。 (1)严格控制施工配合比。施工配合比控制不严是导致唧浆、坑槽等病害发生的个重要原因。 (2)杜绝混合料离析现象。在运输、摊铺时要保证沥青混合料的均匀，尽量杜绝混合料离析现象的发生。 (3)严格控制桥面沥青面层压实度。主要通过增加碾压遍数，并且尽可能在高温时段碾压，使沥青混凝土现场空隙率符合要求。所以，压实
13、时要注意压实机具的搭配和压实遍数的严格控制。 (4)保证桥面清除干净。在防水粘结层施工之前，首先铣刨掉桥面表层的砂浆，接着用空压机吹除浮尘，再用水清洗表面，然后撒布沥青粘结层。 34 科技措施 为改善和提高桥面铺装沥青凝混土的性能，道路科研工作者也进行了广泛而深入的研究。这些研究主要集中在沥青胶结料性能的改善、优化级配、确定合适的沥青混合料的空隙率及高性能的层间粘结材料。桥面铺装问题的解决主要依赖于设计出能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料，因此，针对不同的桥梁类型，设计出相应的铺装材料是解决桥面问题的关键。 4 结束语 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： 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， 才是解决早期病害的根本途径。
