桥面铺装早期病害产生原因及养护措施

2013年全国公路养护技术学术年会

桥面铺装早期病害产生原因及养护措施

魏金山

（凌源市公路管理段 122500）

摘 要：近年来，随着我国公路通车里程的不断增长，由于设计、施工、运营管理、车辆通行等因素的影响，公路桥面普遍存在着裂缝、变形、表面损坏、水损坏、粘结层损坏等不同程度的早期病害现象。特别是桥面铺装的早期破坏，大大缩短了桥涵的使用寿命，给养护工作带来很大压力，同时对行车安全也造成了隐患，甚至部分路段通车2～3年即产生“单板受力”现象，。现分别就公路桥面铺装的几种早期破坏简要介绍如下。

关键词：水泥混凝土桥桥面铺装病害原因防治措施

一直以来，桥面铺装层都是路面工程的重要薄弱环节，较为容易损坏。有的通车不久桥面铺装层即出现了裂缝、车辙、松散、唧浆、脱落、露骨等破坏现象，这不仅妨碍了交通安全，降低路面的服务质量，还影响了桥梁的美观。本文结合公路水泥混凝土桥桥面铺装层的调查研究，分析了桥面铺装层病害类型及产生的原因，并提出了病害的一些防治措施。

一、桥面铺装病害的类型

目前我省公路水泥混凝土桥桥面铺装基本都采用沥青混凝土铺装形式，桥面铺装的破坏形式主要表现为沥青混凝土路面的破坏形式，破坏形式主要有裂缝类、变形类、表面损坏类、水损坏以及粘结层损坏等。

（一）裂缝类

桥面铺装层裂缝破坏主要表现为横向裂缝，它是沥青路面最常见的一种裂缝，通常被看做是早期损坏现象之一。横向裂缝垂直于道路中心线，裂缝间隔不等，裂缝数量逐年增加。

（1）横向裂缝的主要成因是温度的变化以及桥梁结构的不均匀沉降及变形等造成。由于大部分桥梁为简支梁，桥面为连续结构，由于荷载的作用，梁体产生挠曲变形，使桥面支座处调平层混凝土承受负弯矩作用，由此引起调平层混凝土的开裂并反射到沥青铺装层中。另一方面，在行车荷载作用下，应力集中处的调平层混凝土反复承受较大的拉压应变而发生疲劳开裂，由此反射到沥青铺装层产生横向裂缝。

（2）温度裂缝水泥混凝土具有热胀冷缩的性能，而铺装层与梁、板顶是紧密联结的。在温度降低时，铺装层顶产生拉应力，底层产生压应力。当拉应力大于混凝土极限抗拉强度时就会产生温度裂缝。

（3）干缩裂缝当水泥混凝土铺装层中的水在混凝土硬化过程中失去时，受到水泥混凝土本身各种集料、预制板和上部沥青混凝土面层的限制，从而产生收缩应力，出现干缩裂缝。

（4）疲劳裂缝水泥混凝土材料内部和强度的不均匀性，在行车荷载作用下，桥面经常处于抖动变形

2013年全国公路养护技术学术年会论文集·桥隧卷状态，水泥混凝土会逐渐产生微裂缝。应力反复作用下，使裂缝逐步扩展，最终在车辆荷载的反复作用下形成破坏，使水泥混凝土出现疲劳裂缝。

（二）变形类

桥面沥青混凝土层的变形也是一种主要的早期损坏现象，车辙、推挤、拥包等路面破坏现象严重的降低了道路的平整度和服务水平，桥面不平整导致车辆荷载的冲击作用又会加剧桥面铺装层的破坏，严重的病害甚至还会影响车辆的行驶安全。

近年来超载车辆大量增加，加重了桥面铺装层的负荷。当沥青混凝土的矿料级配不合理，粗骨料偏少且强度不高，油石比过大，饱水率偏小时，容易造成沥青混凝土的高温稳定性差。另外，由于交通量逐渐增加，荷载增大，以及渠化交通，容易在桥面铺装层中产生车辙、推挤、拥包等变形类病害。（三）表面损坏类

泛油和磨光是两种常见的表面损坏现象。

泛油会造成路表构造深度逐步减小，抗滑性能逐步减低，从而影响行车安全。设计过程中，沥青用量过多以及设计空隙率过小都会使沥青混合料的饱和度过高而引起泛油。另外，混合料拌和、摊铺过程中，混合料离析也是导致泛油的重要原因。

磨光是指外露的集料颗粒表面逐渐变光滑的一种破坏现象，路面的抗滑性能随之逐步下降，成为交通安全的一大隐患。磨光的主要成因是集料的硬度和耐磨性比较差，选用优质的集料可以有效的防止此类病害的发生。

（四）水损坏类

水损害破坏主要表为：麻面，剥离、掉粒、松散、坑槽等。一般在其开始阶段，水分浸入沥青与集料的界面，降低了沥青与集料的粘附性，在外部重复荷载作用下，继而出现唧泥、网裂、龟裂、松散、坑槽等现象。

有关研究表明，离析等原因导致混合料不均匀是水损坏的重要原因之一，降低了沥青路面的物理力学性能，使本来满足要求的沥青混合料变为不合格。另一方面，混合料不均匀使得积留在路面中的水不能迅速排出，在夏季高温时可能达到60℃以上，沥青膜软化，在车辆荷载作用下，水不断冲刷沥青膜使其逐渐剥落，导致沥青剥落与细集料散失，进而形成松散、坑槽等破坏。

（五）粘结层损坏

桥面铺装层与桥面板是靠粘结层粘合在一起，共同承受荷载的作用，当车辆在桥面上行驶、刹车和启动时，粘结层内部会产生较大的剪应力。如果荷载的剪切应力超过了粘结材料的抗剪强度时，粘结层会发生剪切破坏，极易导致铺装材料的开裂和变形，并使得桥面板与铺装材料的分离，破坏整个铺装体系。

铺装层与调平层间的粘结防水层常采用普通沥青或乳化沥青，不能有效渗透到混凝土调平层，一般不具备优良的与混凝土层粘结的能力，高温极易软化成为一滑动层，从而造成粘结层破坏。

当然，桥面铺装病害产生的类型及原因是多方面的，这里只是分析了一些比较常见的，其他的应当针对具体情况具体分析。

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二、病害的防治

桥面铺装受力情况较为复杂，施工控制难度大，但只要从设计、施工到养护的各个阶段都全面考虑、重点处理，做到精心设计和精心施工，同样可以做出优质的桥面铺装的。

（1）采用优质原材料，保证砂石集料以及沥青、填料等的质量符合要求，从源头上确保沥青混凝土的质量。适当增加桥面铺装层厚度设计值，保证其有足够的强度，并有足够的抗变形能力。

（2）梁体伸缩缝处采取一定的措施加以处理。如铺设土工布、土工格栅、抗裂贴等防止或延缓反射裂缝的出现。纵向施工缝的位置应避开重型车轮迹带范围，应设在车道标线一侧。

（3）在铺装层混合料施工前应彻底清理梁（板）顶面混凝土，凿除松动砂石、浮浆及各种油渍，并人工凿毛，以保证铺装层混合料与混凝土粘结牢固。

（4）采用环氧封闭层溶剂型粘结剂等具有粘结强度高且对水泥混凝土桥面板微型裂缝有良好的渗透固结封闭作用的粘结料，这是实现桥面铺装层优良耐久的技术关键。

（5）严格控制施工质量，保证混合料的质量，确保铺装层厚度及压实度满足要求。施工过程中要保证混合料拌和均匀，尽量减少离析现象的发生。沥青混合料拌和不均匀就不能充分发挥沥青的胶结作用，导致水稳定性降低。铺装层的厚度均匀程度对其使用效果影响很大。若混凝土调平层厚薄不均，在薄层处将产生很大的内应力，调平层首先被压碎并反射到铺装层。调平层的标高控制不好会造成沥青铺装层厚薄不均，薄弱处应力集中首先损坏。

（6）为弥补沥青混合料施工中的缺陷，采用路面雾封层对整个铺面进行封水处理，能够进一步起到阻水作用，延长铺装层的使用。

三、桥面铺装早期损坏的养护措施

加强日常养护巡查力度，发现桥面出现裂缝，本着横缝横灌，纵缝纵灌，网缝网灌，有缝就灌的原则，及时采取用普通沥青进行灌缝，可以有效的防止雨，雪水的渗入，减少桥面铺装层水破坏的发生，延长桥面铺装层使用寿命。

四、结语

桥面铺装早期损坏现象与设计、施工、交通组成和气候条件等诸多因素有关。提高施工质量是防止各种病害产生的关键环节，如何保证施工质量减少施工误差，确保每一道工序都能认真按照规范施工是当前的首要问题。桥面铺装是桥梁行车系的重要组成部分，它直接承受车轮的压力、冲击和剪切作用，并在汽车荷载和气候变化的反复作用下被磨耗和风化。它的质量好坏和使用耐久性直接关系到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资效益。本文通过对公路部分桥面铺装病害进行调查，在此基础上分析了桥面铺装层的破坏原因，并提出了相应的预防措施。随着交通量以及铺装层使用条件严酷性的逐步增加，桥面铺装显得越来越重要。为了延长桥面铺装层的使用寿命，应对桥面铺装的设计和施工予以足够的重视。