桥面铺装混凝土病害的成因分析及防治措施

　　摘 要：中小桥梁桥面铺装病害是近年来公路桥梁病害中最为严重的形式之一，结合实践探求中小桥梁桥面铺装的设计、施工及运营管理良方，采取必要的技术手段和管理措施，建设好、改造好、维护好现有中小桥梁，保持好中小桥梁的完好工作状态，延长其使用寿命。

　　1 前言

　　桥面铺装层作用是防止车轮直接磨耗桥梁板，保护桥梁板免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。桥面铺装层应有一定的强度，并有抗裂、抗冲击、耐磨性能等要求。目前，随着交通量和重型车辆的增加，浙江省桐庐县中小桥梁桥面铺装层损坏比较严重，有的甚至通车不久即出现了开裂、碎裂、露骨、脱落等现象，不仅影响行车安全、公路的正常运营和桥面美观，对桥梁维修带来了很大困难。笔者对县内中小桥梁多个损坏的桥面进行观察分析，对其维修方法以及设计、 施工应注意的几个问题作了论述，以供参考。

　　2 病害的成因分析

　　2.1 桥面铺装层的厚度太薄

　　经常因施工因素，梁板表面标高高出设计标高，或者调整桥面纵横坡等原因造成了桥面铺装层厚度局部过薄(一般不宜小于8cm)，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。

　　2.2 负弯矩的损坏作用

　　连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥，由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力，桥面铺装层受到拉应力的作用，因此产生裂缝，从而造成桥面铺装的损坏。

　　2.3 桥面铺装层与主梁表面混凝土粘结力差

　　施工前，如果未将梁表面的松散砂石、泥污等清除干净，如果桥面铺装主梁表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够，都会降低了桥面铺装层与梁面之间的粘结力，使水泥混凝土层的整体性遭到破坏，车轮的剧烈冲击和荷载的作用使通车后桥面铺装层出现脱皮、裂缝、剥落等现象。

　　2.4 桥面铺装层内的钢筋网走位

　　对于出现负弯矩的桥面铺装层，在进行绑扎钢筋网和浇筑水泥混凝土时，受到施工人员操作质量、运输机具碾踏和水泥混凝土的自重压力等影响，导致其紧贴梁面的走位，削弱了钢筋网承受荷载的能力，容易因此而出现桥面裂缝等损坏现象。

　　2.5 混凝土质量的影响 　　混凝土的原材料质量低劣、例如混凝土浇筑砂率过大、水灰比控制不好、原材料砂石级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷，会破坏了铺装层的整体性、降低了其抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力。

　　目前很多桥梁桥面铺装采用泵送混凝土工艺，为满足泵送混凝土较大坍落度的要求，除掺入添加剂外，还加大水泥用量和水灰比。水泥用量和水灰比的越大，砼的干缩就越大。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过其抗拉强度，则将导致混凝土内部及表面产生裂缝。再加上忽视混凝土早期养生，这更加促使温度收缩和干缩裂缝的发育、造成桥面的过早损坏。

　　2.6 施工缝处理不当

　　桥面铺装应力求少设施工缝，需设置施工缝的也应设在墩台顶的位置。桥面不宽时以全幅一次性浇注为好，桥面宽度大的可以分隔带为分界面。但不少施工单位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(如不按规范凿毛等)。此外，浇注混凝土过程中出现的间歇时间太长(一般不宜超过1h)，又没有按规定设置施工缝。这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。

　　2.7 过早通车

　　为了达到提前通车或“献礼”所需，有些建设单位往往在桥面铺装完成几天后即开放通车，造成桥面在强度不高、变形未稳定的情况下过早承受外来重载的作用，这也是造成桥面过早损坏的原因之一。

　　2.8 荷载过大及冲击影响

　　高密度重交通以及超载车辆的增加，加重了桥面铺装层的负荷，并且车轮荷载的大型化会产生大的冲击，而在路面不平整或桥面伸缩等有高差的地方，冲击则更大。

　　桥面铺装的损坏一般是上述某几种因素综合作用(影响)的结果，因而寻找原因时要从各个方面进行综合分析。

　　3 砼桥面病害防治措施

　　3.1桥面铺装层设计方面

　　桥面铺装层能否铺好、桥面损坏部分能否修补好，设计方面尤为关键，应着重做好如下几点工作：

　　3.1.1铰缝设计：为克服铰缝处的缺陷，由于铰缝本身引起的开裂问题就必须对有类型的铰缝形式进行改进，建议采用大绞缝或悬臂湿接缝形式，并对接缝间采用钢筋加强连接。

　　3.1.2桥面铺装的设计：从铺装层的应力计算结果来看，一般钢筋混凝土桥面的厚度在100mm以上已能满足要求，考虑超载、偏载和变应力疲劳对桥面使用年限的影响，桥面铺装厚度一般应在100mm～150mm之间。桥面铺装层不仅承受正应力与层间剪力的作用，还要承受剪扭力与疲劳应力的作用。所以建议采用双层钢筋网的布置是较符合桥面铺装的实际受力状况的。

　　3.1.3设计层间联接构造钢筋：为防止桥面铺装与桥面梁板顶面间发生剪切破坏，必须加强桥面钢筋网与主梁桥面板混凝土间的联结。在桥梁板顶面混凝土中预埋联结“Ω”型构造筋，每平方米按8～10个布置，这些钢筋同时可以作为桥面铺装钢筋网的架立筋。铰缝混凝土浇筑时同样埋设层间联结“Ω”型构造筋，防止铰缝间成为桥面铺装层剪切的薄弱部位。

　　3.2 施工方面

　　在进行桥面铺装层新铺和修补施工中应着重做好以下工作：

　　3.2.1对梁板表面的凿除清理。如果是沥青混合料铺装层，则务必全部凿除，然后再凿去梁板表面混凝土约2cm左右。凿后混凝土应表面粗糙、成齿形、箍筋外露。此外还需将凿后的混凝土松散粒、砂石、泥污等杂物清除干净。来保证铺装层与梁板顶面的良好结合。

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　　3.2.2 严格控制原材料的质量。原材料集料级配要好，含泥量合格。混凝土的水灰比控制是关键，砼要有良好的和易性，浇筑前必须进行坍落度试验。修补桥面宜优先采用干硬性混凝土或钢纤维混凝土，以减少新浇混凝土的收缩，从而减少新旧混凝土之间产生的差动收缩力、提高补强效果。配合比各原材料计量要准确，拌和机械应采用强制性搅拌机。

　　3.2.3 加强钢筋网加工和铺设。严格控制 桥面钢筋网加工、焊接和安装精度的质量要求，最好采用焊接网或预制冷轧带肋钢筋网，不宜使用绑扎钢筋网。钢筋网过去常用碎石垫块定位，当受到人或机具的踩踏和混凝土拌和物的自重压力时，垫块易走位和压坏而失去定位的作用。采用短钢筋支撑定位法可克服这一缺点。钢筋长度约6-12cm，双向间距均约75cm。定位筋一端与钢筋网焊接， 另一端竖立支撑在梁面之上，对钢筋网实行多点支撑。

　　3.2.4加强桥面铺装养护。桥面铺装浇筑或修补后，应湿养，避免过早通车。

　　3.3注重桥面系的防水设计

　　钢筋混凝土结构产生劣化的主要原因是钢筋锈蚀、冻融循环、碱骨料反应和硫酸盐侵蚀，而高度的水饱和是混凝土发生膨胀和开裂机制的先决条件。桥面裂缝直接导致水的渗入，从而引起桥梁破坏。

　　3.3.1桥面铺装防水

　　桥面混凝土防水除了提高混凝土自身的水密性，使用高强、高性能混凝土外，目前普遍的做法是在面板上铺筑一层防水材料，形成防水层，将混凝土与水隔离开，以达到桥面防水的效果。

　　3.3.2伸缩缝部位的防水

　　桥梁防水的另一个重要部位就是桥梁伸缩缝，必须达到牢固、防水的要求。台帽或盖梁的破坏，主要原因就是伸缩缝漏水造成的、所以伸缩缝的防水对桥面板裂缝的防护同等重要。

　　4 砼桥面病害处治维修措施

　　对于砼桥面病害处治的修补，目前采用的通常有三种方法，即灌浆法，植筋法和返修法。 修补前为有利于新旧混凝土之间粘结牢固，可采用下述两个措施：一是在凿毛后的混凝土面上涂抹一层薄的胶结剂， 例如1:0.4铝粉水泥浆、1:1铝粉水泥砂浆、环氧胶液等;二是加设新旧混凝土之间的联系钢筋。可在旧混凝土层上设置钢筋锚，也可把补强层钢筋网与底层钢筋焊接。

　　4.1 灌浆法。将高分子弹性有机材料用压力灌入混凝土裂缝中的一种自治方法。灌缝材料一般具有粘结强度高、抗拉、抗压、抗冲击强度高、渗透性强、塑性强、不易老化的优点。根据裂缝的宽度和深度不同，一般有压注灌浆法、扩缝灌浆法和直接灌浆法。

　　4.2 植筋法。目前对裂缝修补的常用方法，通常有斜孔植筋和绑带植筋法。

　　4.2.1斜孔植筋法。这种裂缝方法具有对桥面破坏小、耐久、能恢复桥面整体性、施工简单、快速等优点。

　　4.2.2绑带植筋法。对贯穿全板厚的开裂状的单条裂缝，宜采取绑带植筋法。修补混合料选用高早强、高韧性、微膨胀、快速修补材料。

　　4.3返修法。对于桥面纵向裂缝损坏比较严重，呈现破碎或网状开裂时，应凿除重新进行返修，重新铺筑水泥混凝土桥面时应注意以下几个问题。

　　4.3.1水泥混凝土桥面铺装的厚度应符合设计规定，使用的材料、铺装层结构、混凝土强度、防水层设置等均应符合设计要求。

　　4.3.2必须在对原有桥梁横向联结钢筋焊接工作完成后，才可进行桥面铺装工作，以免后焊的钢筋引起桥面水泥混凝土在接缝处发生裂纹。

　　4.3.3浇筑桥面水泥混凝土前使原桥面面板表面粗糙，清洗干净，按设计要求铺设纵向接缝钢筋网或桥面钢筋网，然后浇筑。

　　5 结语

　　目前，普遍对桥梁检查工作应保证重视。特别的是对建成十年桥梁应做一次系统的全面检查，桥梁在使用期间，对各结构部位应定期检查，发现病害及时处理，病害越发现得早、维修工作量就越小，反之则越大。所以，勤检查、细检查，随时掌握桥梁结构的技术状况和安全状态，是桥梁建成后能否得到正确使用、管理及维修的关键所在。