浅议桥面铺装层病害及防范措施

摘　要：针对混凝土桥面的广泛应用, 笔者对桥面面铺装混凝土常见病害进行阐述，并从设计、施工的角度分析铺装层裂缝产生的原因，同时提出了防范措施，以确保行车舒适安全 ,达到桥面铺装层经久耐用的目的，为营运提供良好的道路条件。

关键词：桥面铺装;裂缝原因;防范措施

随着公路桥梁建设的不断发展，车辆的增加, 桥面铺装层破损越来越普遍。桥面铺装层是桥梁系的一部分,直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。在桥梁施工中，混凝土桥面铺装裂缝问题是一个非常复杂的问题，桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文介绍了桥面铺装易出现的病害及原因分析，为营运提供良好的道路条件。

1　桥面铺装混凝土常见病害及原因分析

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C40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。如若忽视混凝土的正常养护,将导致温度收缩和干缩裂缝的发育, 造成桥面出现裂缝。

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Φ8或Φ10钢筋, 网距一般为10 cm ×10 cm、15 cm ×15 cm或20 cm ×20 cm。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。另外, 在施工过程中禁止混凝土罐车直接送混凝土到作业面, 造成钢筋网片的保护层变得很大, 这也是造成裂缝的直接原因。

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。以某桥为例:该桥设计全长180 m, 没有设置伸缩缝, 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。

2　减少裂缝产生的防范措施

2．1设置定位钢筋及保证钢筋保护层的厚度

桥面铺装层的钢筋网过去常用混凝土垫块定位, 但垫块容易走位而失去定位作用。采用钢筋段支撑定位则克服了这一缺点。定位钢筋采用Φ10或者Φ12的钢筋, 长度约6～12 cm, 双向间距约75 cm。定位钢筋一端与钢筋网焊接, 另一端支撑于梁面上, 对钢筋网实行多点支撑。同时,施工中应避免人和机具在钢筋网上碾压, 防止钢筋网出现大的变形。对封闭行人很困难的桥梁, 应采取半幅施工的方法, 避免行人在已绑扎好的钢筋网上面通行。

2．2确保养护期

混凝土的干缩裂缝属于早期裂缝, 它的产生在很大程度上是由于养护不当所造成的。其中, 温度与湿度对养护的影响最大。因此应注意施工期间的养护, 高温条件下施工,要注意不但保持一定的湿度而且要注意避免由于阳光直接照射使桥面温度太高, 造成混凝土迅速膨胀出现开裂。

2．3适当使用外掺料

根据工程具体情况, 适当使用外掺料有非常好的效果。

(1) 粉煤灰: 粉煤灰不仅可以改善混凝土的工作性能,还可以提高混凝土的耐久性。粉煤灰可以降低混凝土水化热, 降低混凝土出现拉应力的起始点温度, 减少混凝土降至环境温度的温差, 防止温度裂缝的产生。粉煤灰的掺量一般为水泥用量的15%左右。

(2) 钢纤维: 钢纤维能有效抑制干缩的发展。在混凝土中加入体积掺量为1.2% ～2.0%的钢纤维, 可以在混凝土中形成乱向分布的三维网状结构, 因而抑制混凝土的干缩。实验表明, 在混凝土脆性材料中加入1.5%的冷板切削钢纤维, 其抗折强度可以提高30% , 混凝土的弯曲韧性指数可以提高22倍, 混凝土抗折疲劳性能也可以大量提高, 能有效防止重复荷载作用产生裂缝。

(3) 外加剂: 适当的膨胀剂和引气剂对提高混凝土抗干缩和抗折强度有十分明显的作用。根据有关文献记载, 在混凝土中引入2% ～5%的含气量, 抗折强度可提高10% ～15%, 抗折弹性模量略有降低, 研究表明, 掺加8%的微膨胀剂, 可使混凝土150 d干缩率由65 ×10- 6变为52 ×10- 6。

(4) 在施工过程中严格按照施工顺序作业, 确保桥梁的体系转换。在拆除临时支座、支架后再进行桥面铺装。

(5) 严格按照设计进行施工。铺装采用抗渗混凝土,不得采用普通混凝土。在施工前应对梁体表面的污染物和松散混凝土清理干净, 在浇筑混凝土过程中控制振捣程序加强振捣, 使混凝土密实, 避免由于混凝土不密实造成的渗透。

(6) 合理设置伸缩缝, 在桥面铺装完工24 h内宜在横向和纵向用混凝土切割机切出假缝, 防止温度和收缩裂缝的出现。在文献中没有明确要切纵向假缝, 但根据笔者施工经验和大多裂缝的实际情况, 纵向切缝也是必要的。

3  结束语

　 桥面铺装层虽然在桥梁中所占的体积并不是很大, 但其对交通的影响是非常大的, 如果出现裂缝或起皮, 对上面的沥青混凝土路面的寿命产生较大的影响, 交工后的营运阶段的养护费用会大幅地增加, 所以加强施工阶段的控制意义重大。针对钢筋混凝土桥桥面铺装产生早期裂缝病害的原因在设计和施工阶段采取相应措施, 在一定程度上是可以延长桥面铺装层的使用寿命。

参考文献：

[1]JTG F30 - 2003 公路水泥混凝土路面施工技术规范[S]. 

[2] JTJ 041 - 2000 公路桥涵施工技术规范[S]. 

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[4]《对桥面裂缝及铺装层破坏的讨论》.公路,1996,(9):7-9,