混凝土桥面铺装与设计和施工

混凝土桥面铺装质量问题与质量保证措施

张凤

武汉汉交路桥有限责任公司

桥面铺装是公众接触与了解公路桥梁工程质量状况及行车舒适程度最直接的分部工程，它直接决定了公众对桥梁工程质量的评价。近年来我国公路桥梁的建设快速发展，桥梁结构不断创新，桥跨也越来越大，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法。随着重载、大交通的到来，桥面铺装出现了一些较为普通的病害，如开裂、破碎等。因此，如何改进桥面铺装的设计与施工方法，确保桥面铺装耐久、平顺，是我们必须认真对待的课题。

1设计与施工的习惯做法

桥梁的结构理论对桥面铺装本身的受力与计算甚少论述，普遍是桥面铺装层不参与梁体的结构受力，而在主梁内力分析中只将其作为恒载，在主梁顶面上采用8-10cm厚的砼或沥青砼铺装作为磨耗层。

桥面铺装层在设计中只作为桥梁工程的附属结构，设计者对它甚少花费精力，一般地在柔性结构路面的公路桥梁中考虑采用沥青砼铺装层，在刚性路面的公路桥梁中采用水泥砼铺装层。湖北省较普遍地采用刚性路面，因此大部分桥面铺装均为水泥砼铺装。

混凝土铺装层在施工中作为最后一个施工工序，在规范中为保证

行车舒适的要求，对桥面层平整度要求很高。近年在工艺方面一直在改进以满足平整、舒适的行车要求。较普通的工艺是将铺装层纵向分幅施工，分幅宽 3.5-5m，横桥向施工完后锯缝，人工摊铺，施工工艺及技术重点放在确保达到或靠近规范规定的平整度控制值。普通采用的工艺流程如下：

测量梁顶面标高调坡或局部凿低清理原梁顶面污物及浮浆绑扎钢筋安装侧模再次清除洒水湿润工用面摊铺砼和初步振平行夯捣实二遍表面成活压纹养护（强度达5-10MPa时锯缝）嵌缝。

2 铺装层质量问题

砼桥面铺装层的病害之一是整度欠佳导致行车舒适度差。但近年来随着施工工艺日趋完善，只要精心施工，克服平整度差的缺陷并不困难。随着重载、大交通的到来，砼铺装层的另一病害—铺装局部开裂、破碎等正越来越突出，该病害的典型表现为纵、横缝角部约45°的斜裂，纵向施工缝的啃边及纵裂等，且该病害一旦形成后修复极为困难。在高速公路的桥梁中该病害对行车安全危害很大，矛盾更为突出。养护部门往往是坏了补，补了坏，没完没了。砼桥面铺装的病害在高速公路的桥面铺装中表现突出。

桥面铺装的开裂大致经过下述几个阶段：①施工缝或角隅处渗水，即雨后较长时间才干燥或冒水；②施工缝或角隅处垢出石灰水（膏）发黑或局部唧水，啃边；③施工缝左、右20-30cm出现纵向裂

缝或角隅开裂；④裂缝增大或增多，横向间距15-30cm；⑤开裂的铺装层局部碎裂。

经统计：铺装开裂有以下特点：

①开裂的多少与车辆密度特别是重载车呈正相关关系；②绝大多数的开裂集中于主车道纵向施工缝左右1-1.5m范围内，超车道基本完好；③连续箱梁结构（30-125m）较其它结构开裂严重；④空心板式结构较其他结构开裂严重；⑤修复后沿纵向修补施工缝，原铺装又出现开裂或局部角隅开裂；⑥桥面横向开裂极少且较少引起碎裂；⑦从修复的情况看，开裂与铺装厚度无明显的规律性，但开裂后，如铺装较薄则易碎裂。

3 桥面铺装病害的处治措施

桥面开裂采取挖补的修复原则，其主要技术措施如下：

（1）混凝土要求采用满足施工技术规范要求的1-2cm级配石，优质的含量少的砂及普通硅酸盐水泥拌制干硬性砼，坍落度小于5cm。砼中加入JK-24砼路面修补剂及钢纤维，提高砼的早期强度和品质，要求砼强度48H达到35MPa以上，以便开放交通。

（2）修复工作按照一次到位，彻底修复的原则进行，凡发现开裂的铺装均须重修。开凿必须在原桥面上锯缝后进行，最小的开凿边长不小于1.5m，且桥面上任一锯缝与另一缝（包括原有锯缝，分缝）的间距必须保证在1.5m发上（即啊小边长大于1.5m）。跨横缝的桥面修复完成后应及时恢复锯缝。

（3）修复的桥面铺装中设置φ8钢筋网格为10cm×10cm或φ6钢筋网格为7cm×178cm的钢筋网。确保对原有桥面清凿干净，要求所有修复中在原梁顶面上加间距50cm×50cm带弯钩的锚筋，与桥面钢筋网连接在一起。

4砼桥面铺装病害分析

造成砼桥面铺装开裂的原因很复杂，包括设计、施工、用料及工程监督管理等方面。

4.1结构理论与设计

⑴桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零，现行规范中推荐采用8cm厚的砼铺装层，工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交能量的增大，现行铺装与重型、超重型汽车的增多和车速增快已不相适应。桥面铺装层直接承受四轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部地参与了主梁结构的变形，因此桥面铺装地一个极其复杂的多向受力结构，各种结构型式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。如箱梁结构的翘曲变形，预应力徐变及超静定结构的次应力均会引起铺装内砼应力的重分布。

对厚8cm铺装与主梁结合一起（20m空心板及T梁）的分析表明，单纯考虑铺装施工后由于铺装与主梁砼收缩的不一致，造成成铺装与梁的结合面内剪应力及法向上拔应力接近临界状态，局部已超出规范容许值，造成了铺装的病害隐患，应力大的部位在桥宽1/3处，而纵横锯缝的交角处产生严重应力集中。

⑵在砼内布置钢筋的作用是，当砼内应力较低时，使其应力布均匀；当砼应力较高时；承担局部应力，使砼中应力重分布，以改善应力集中现象。但该配筋应有一个最小值，较小的配筋量又不足以抵抗砼本身收缩所产生的应力，防止砼结构表面因温度变化引起开裂的构造钢筋间距应小于14d（d为钢筋直径）。由于构造钢筋太少而引起表面的收缩开裂在跨径为16m的普通钢筋砼T梁的腹板中较为常见。

高速公路采用金属扩张网时，一般含筋量是φ8钢筋网格为20cm×20cm钢筋网的1/2.5—1/3,中上面所述合理配筋量的1/5。显然改用金属扩张网对含筋率降低太多，对横向收缩的约束几近于零。砼收缩完成后留下开裂的隐患，为运营特别是重车的冲击提供了破坏的诱因。

⑶纵向桥面铺装的施工分缝隙处是否有钢筋穿过是引致桥面病害的重要因素。桥面收缩在施工分缝缝隙间产生较大的拉应力，若钢筋穿过纵缝，则钢筋附近砼应力值可大为降低。若缝间无钢筋穿过，缝隙显然要拉开。

重车轮作用于纵向施工缝边缘，当缝拉开后若铺装层底结合欠佳，则铺装层内最大拉应力产生于离缝边约18-22cm处，使桥面开裂碎。

当砼桥面分二幅施工、缝间无钢筋穿过时，砼收缩完成后纵缝隙必然断开，再经雨水侵蚀后，削弱了层间结合，而高速公路车道的划分，正好使纵缝位于主车道运营车辆的左轮附近，增加了冲击频率，使离纵缝20-30cm处较早地产生了纵裂乃至破坏。