论文部分内容阅读
【摘要】随着我国高等级公路通车里程的不断增长，为保证高速公路行车的安全、快捷。必须及时对高速公路桥面铺装早期病害进行处治。本文通过对当前高速公路桥面铺装容易发生早期破坏的现状，从桥面铺装的设计理论、设计指标、施工质量、后期养护及管理等方面分析导致其破坏的原因，并就如何预防病害的发生，从设计、施工、养护管理、法规建设等方面提出具体措施和建议。
【关键词】高速公路；桥面铺装；破坏原因；预防措施
【中图号】U416.2【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)03-0074-01
1桥面铺装病害的类型
1.1裂缝沥青混凝土面层出现开裂，以横缝、纵缝、网状裂缝的形式出现，将面层除去后，发现桥面水泥混凝土铺装层上也出现裂缝。
1．2拥包桥面铺装中的沥青面层在位于行车道位置发生纵向拥起，有时拥起部分向两侧隆起，对行车的舒适性、安全性影响较大。
1．3坑槽一般在雨后容易形成，随着病害的发展，桥面唧浆、松散在得不到及时维修处理的情况，受雨水冲刷和行车的作用下，导致粗集料脱落，形成坑洞，面积在0．5～1．0m2之间，对行车的安全造成严重隐患。
1．4纵向通缝由于桥面铺装的渗水，在雨雪盐水的侵蚀和反复冻融作用下，水泥桥面铺装强度不足，在超重荷载作用下桥面铺装损坏，进而渗水进一步侵蚀绞缝致使绞缝损坏，从而反射到沥青路面表面层上。
2病害产生原因分析
沥青混凝土表面层，有粗骨料集中等不均匀现象，路面渗水在重荷载车辆作用下，局部风化层脱离或破坏，使透水性进一步加大。使路表水(雨雪水、盐水、油水等)较易浸人桥面铺装中。桥面铺装局部出现病害后，透水性进一步加大，严重的发展到整个桥面铺装层内蓄水，致使桥面铺装大面积破损。总之，桥面铺装过早破损产生的原因是大量重荷载车辆作用下的水损害，盐水的浸入加速了桥面铺装破坏的过程。
3桥面铺装破坏的预防措施
3.1重视对桥面铺装结构理论的研究桥面铺装混凝土是浇筑在行车道板上的一种厚度很小、面积较大的薄层结构，无论从混凝土拌和物塑性的丧失速度，混凝土表面水分的蒸发速度、还是铺装混凝土本身受力特点、受到的约束限制、承受变形等方面，都与普通结构的混凝土有很大不同，应该说是一种特殊结构的混凝土。理论研究工作者应对此进行专门研究，提出更适合于桥面铺装混凝土自身特点的理论计算模型，供设计人员使用。
3．2改进设计指标
3.2.1增加桥面铺装层厚度随着经济的发展，过薄的桥面铺装层已不适应车辆发展的需要，尤其是伸缩缝和桥头附近的桥面铺装层受到的荷载冲击更大。因此，在设计时应适当提高桥面铺装层厚度，并针对因梁板预拱度的不均可能出现的影响，提出明确的最小厚度要求。
3.2.2提高混凝土的设计强度由于铺装混凝土与一般的路面结构不同，其受力较复杂，且不利因素多。因此，在设计时应提高其强度，建议将其标号提高至C40，同时，适当提高混凝土的抗渗等级，并应在设计中进一步明确。另外，对桥面铺装钢筋建议作双层钢筋网设计，或加大钢筋直径至12，以适应日益增长的车辆荷载。
3.2.3强化行车道板间联接设计目前桥面板间联接多采用预埋钢筋锚固的方式联系，在铺装层及企口缝混凝土上未做专门的补强设计，导致桥面系整体性不好，容易形成单板受力。而单板不同的位移应力全部由桥面铺装层来承担，导致产生贯穿桥面铺装的纵向裂缝，加剧了桥面铺装的损坏，也不利于桥梁整体分散受力。
3．3改进施工工艺，保证铺装混凝土质量
3.3.1层间粘接与梁体表面混凝土的处理桥面铺装施工前应先凿除梁体表面浮浆，并均匀凿毛梁体表面，同时，还应对凿后的混凝土松散颗粒、砂石、泥污等清除干净，确保联接面干净、粗糙。为进一步提高粘结能力，还可采取在凿毛的梁体上涂抹界面粘结剂(如环氧树脂液等)，或采用植筋的方法，即在梁体上植入锚筋，并将其与铺装层钢筋网连结等，以增强桥面铺装与梁板的整体性，共同地参与受力，提高整体刚度。
3.3.2选用合适的原材料和配合比由于混凝土具有抗压强度高、抗折(拉)强度低的特点，因此，如何提高其抗折强度是保证混凝土在剪切应力和温度应力作用下，有较好的抗疲劳能力的重要保证。在施工中应注意粗骨料的粒径，有实验表明，随着粒径的增大，混凝土的抗折强度降低，作为铺装层的粗骨料最大粒径不能超过2cm。
3.3.3准确定位钢筋网施工中可采取设置定位钢筋的方法，以保证钢筋网定位准确。定位钢筋可埋设于梁板中，并与钢筋网连结。施工时采用铺设垫板等措施，避免施工人员和机具在钢筋网上直接碾压，以防止钢筋网出现较大的变形。
3．4适当掺入其它材料，改善混凝土结构性能
3.4.1掺粉煤灰粉煤灰不仅可以改善混凝土的工作性能，还可以利用石灰吸收效应减少混凝土中的氢氧化钙的含量，从而提高混凝土的耐久性。粉煤灰的内比表面积和烧失量对水泥混凝土的干缩影响大，而且粉煤灰的加入可降低混凝土水化热，降低混凝土出现拉应力的起点温度，减小混凝土降至环境温度时温差，有效防止温度裂缝的发生。
3.4.2掺入钢纤维钢纤维能有效抑制干缩的发展，在混凝土中掺人1．5％左右的钢纤维，可以在混凝土中形成乱向分布的三维网状结构，从而抑制混凝土干缩。
3.4.3掺外加剂适当的膨胀剂和引气剂对于提高混凝土抗干缩能力和抗折强度有十分明显的作用，这对于减少因混凝土自身性能产生的各种裂缝十分有利。
【关键词】高速公路；桥面铺装；破坏原因；预防措施
【中图号】U416.2【文献标示码】A【文章编号】1005-1074(2009)03-0074-01
1桥面铺装病害的类型
1.1裂缝沥青混凝土面层出现开裂，以横缝、纵缝、网状裂缝的形式出现，将面层除去后，发现桥面水泥混凝土铺装层上也出现裂缝。
1．2拥包桥面铺装中的沥青面层在位于行车道位置发生纵向拥起，有时拥起部分向两侧隆起，对行车的舒适性、安全性影响较大。
1．3坑槽一般在雨后容易形成，随着病害的发展，桥面唧浆、松散在得不到及时维修处理的情况，受雨水冲刷和行车的作用下，导致粗集料脱落，形成坑洞，面积在0．5～1．0m2之间，对行车的安全造成严重隐患。
1．4纵向通缝由于桥面铺装的渗水，在雨雪盐水的侵蚀和反复冻融作用下，水泥桥面铺装强度不足，在超重荷载作用下桥面铺装损坏，进而渗水进一步侵蚀绞缝致使绞缝损坏，从而反射到沥青路面表面层上。
2病害产生原因分析
沥青混凝土表面层，有粗骨料集中等不均匀现象，路面渗水在重荷载车辆作用下，局部风化层脱离或破坏，使透水性进一步加大。使路表水(雨雪水、盐水、油水等)较易浸人桥面铺装中。桥面铺装局部出现病害后，透水性进一步加大，严重的发展到整个桥面铺装层内蓄水，致使桥面铺装大面积破损。总之，桥面铺装过早破损产生的原因是大量重荷载车辆作用下的水损害，盐水的浸入加速了桥面铺装破坏的过程。
3桥面铺装破坏的预防措施
3.1重视对桥面铺装结构理论的研究桥面铺装混凝土是浇筑在行车道板上的一种厚度很小、面积较大的薄层结构，无论从混凝土拌和物塑性的丧失速度，混凝土表面水分的蒸发速度、还是铺装混凝土本身受力特点、受到的约束限制、承受变形等方面，都与普通结构的混凝土有很大不同，应该说是一种特殊结构的混凝土。理论研究工作者应对此进行专门研究，提出更适合于桥面铺装混凝土自身特点的理论计算模型，供设计人员使用。
3．2改进设计指标
3.2.1增加桥面铺装层厚度随着经济的发展，过薄的桥面铺装层已不适应车辆发展的需要，尤其是伸缩缝和桥头附近的桥面铺装层受到的荷载冲击更大。因此，在设计时应适当提高桥面铺装层厚度，并针对因梁板预拱度的不均可能出现的影响，提出明确的最小厚度要求。
3.2.2提高混凝土的设计强度由于铺装混凝土与一般的路面结构不同，其受力较复杂，且不利因素多。因此，在设计时应提高其强度，建议将其标号提高至C40，同时，适当提高混凝土的抗渗等级，并应在设计中进一步明确。另外，对桥面铺装钢筋建议作双层钢筋网设计，或加大钢筋直径至12，以适应日益增长的车辆荷载。
3.2.3强化行车道板间联接设计目前桥面板间联接多采用预埋钢筋锚固的方式联系，在铺装层及企口缝混凝土上未做专门的补强设计，导致桥面系整体性不好，容易形成单板受力。而单板不同的位移应力全部由桥面铺装层来承担，导致产生贯穿桥面铺装的纵向裂缝，加剧了桥面铺装的损坏，也不利于桥梁整体分散受力。
3．3改进施工工艺，保证铺装混凝土质量
3.3.1层间粘接与梁体表面混凝土的处理桥面铺装施工前应先凿除梁体表面浮浆，并均匀凿毛梁体表面，同时，还应对凿后的混凝土松散颗粒、砂石、泥污等清除干净，确保联接面干净、粗糙。为进一步提高粘结能力，还可采取在凿毛的梁体上涂抹界面粘结剂(如环氧树脂液等)，或采用植筋的方法，即在梁体上植入锚筋，并将其与铺装层钢筋网连结等，以增强桥面铺装与梁板的整体性，共同地参与受力，提高整体刚度。
3.3.2选用合适的原材料和配合比由于混凝土具有抗压强度高、抗折(拉)强度低的特点，因此，如何提高其抗折强度是保证混凝土在剪切应力和温度应力作用下，有较好的抗疲劳能力的重要保证。在施工中应注意粗骨料的粒径，有实验表明，随着粒径的增大，混凝土的抗折强度降低，作为铺装层的粗骨料最大粒径不能超过2cm。
3.3.3准确定位钢筋网施工中可采取设置定位钢筋的方法，以保证钢筋网定位准确。定位钢筋可埋设于梁板中，并与钢筋网连结。施工时采用铺设垫板等措施，避免施工人员和机具在钢筋网上直接碾压，以防止钢筋网出现较大的变形。
3．4适当掺入其它材料，改善混凝土结构性能
3.4.1掺粉煤灰粉煤灰不仅可以改善混凝土的工作性能，还可以利用石灰吸收效应减少混凝土中的氢氧化钙的含量，从而提高混凝土的耐久性。粉煤灰的内比表面积和烧失量对水泥混凝土的干缩影响大，而且粉煤灰的加入可降低混凝土水化热，降低混凝土出现拉应力的起点温度，减小混凝土降至环境温度时温差，有效防止温度裂缝的发生。
3.4.2掺入钢纤维钢纤维能有效抑制干缩的发展，在混凝土中掺人1．5％左右的钢纤维，可以在混凝土中形成乱向分布的三维网状结构，从而抑制混凝土干缩。
3.4.3掺外加剂适当的膨胀剂和引气剂对于提高混凝土抗干缩能力和抗折强度有十分明显的作用，这对于减少因混凝土自身性能产生的各种裂缝十分有利。