桥面铺装设计探讨

桥面铺装设计探讨

【摘 要】桥面铺装是车辆直接作用的部分，同时也是行车道系的组成部分。它的作用不仅体现在为车辆提供平稳舒适的行驶条件，更重要的作用是保护桥梁的梁板不受磨损和大气侵害并扩散车轮荷载，同时还对荷载进行横向分布。相对于桥梁全部造价，桥面铺装所占比例不大，但它的质量优劣却直接决定了桥梁的使用安全性、耐久性和行车舒适性。同时也是判断象征桥梁质量的第一外观。桥面铺装是桥梁的重要组成部分，设计及施工中应该给予足够的重视。桥面铺装的优劣直接影响着行车的舒适性和桥梁的安全使用。桥面铺装由于其结构的特殊性很容易产生各种病害。

【关键词】桥面铺装；病害；原因；设计

０．概述

随着交通事业的迅猛发展，特别是高等级公路建设力度的加大，对桥面铺装的性能也提出了更高的要求，由桥面铺装的受力分析可知，铺装层承受着较大的反复拉压应力和剪切应力，因此，桥面铺装要能够正常使用，必须具有足够的强度、平整度和耐磨性能，具体来讲，有以下几个方面：

(1)具有良好的抗荷载开裂与抗温度收缩的性能。

(2)具有良好的高温稳定性及较强的抗疲劳性与抗剪能力。

(3)具有足够的强度、刚度及良好的变形适应能力。

(4)桥面铺装各层必须具有良好的黏结力，使桥面铺装各层能够牢固的形成整体，才能保证在荷载作用或温度变化时共同受力，共同作用。

(5)有很好的防水性能。

(6)铺装表面应具有良好的平整度和构造深度，以减少车辆的冲击和提高铺装层的抗滑能力。

由此可见，桥面铺装的重要性不容忽视。近年来，虽然公路桥梁建设技术快速发展，但对桥面铺装的设计和施工仍沿用传统的做法，桥面铺装的过早损坏，不仅妨碍正常的交通秩序也影响到桥面的美观，同时也是诱发交通事故的因素，给使用期间的养护、维修工作带来了较大的困难，并且造成了巨大的直接或间接的经济损失。现行桥涵设计规范对桥面铺装的设计只有构造上的要求，主要从材料、做法及厚度等方面作了指导性的规定，具体的设计理论、方法还是空白，造成设计计算工作无章可循，桥面铺装只作为桥梁的附属结构，设计者对其重视的程度不够。过于简单化、模式化的设计方式也为桥面铺装层使用期间的质量埋下了隐患。

1.常见病害的表现形式

桥面铺装常见病害主要表现为四种形式，即横向裂缝、纵向裂缝、拥包和坑槽。

2.常见病害产生的原因

现实中大量的桥面铺装层远未达到设计寿命，就提前出现了影响正常使用的病害，特别是一些桥梁在只使用了几年，甚至刚建不久就出现了严重的桥面破损现象。究其原因，除了部分施工因素以外，更主要的问题还是因为设计不够精细，忽视了对总体构造和细部处理的关注，导致桥面铺装层达不到理想的效果。可归纳为以下几个方面：

2.1超载车辆的破坏

汽车超载有两种情况：其一是车辆轴重违规超载，另一种是桥梁通行的车流量超过原设计流量，前一种现象在我国公路运输中较为普遍，是一种客观存在。由于混凝土并非是均匀和连续的，内部存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成宏观裂缝，所以桥梁的超载一方面可能引起疲劳问题，使桥面铺装层疲劳应力幅度加大、损伤加剧，另一方面超载造成的混凝土内部损伤不能恢复，将使桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，使耐久性迅速降低。

2.2梁板表面预拱度，造成桥面铺装层厚薄不一

在实际施工中梁板顶面高程是很难与设计高程保持一致的，特别是以下两种情况：第一，处于超高渐变段的桥面；第二，跨径较大的预应力构件桥面。预应力技术的广泛应用，使得第二种情况较为普遍，梁板预应力张拉完成后，产生的反拱值，直接造成桥面跨中铺装较薄，而梁两端又往往较厚，如要保证跨中桥面的铺装厚度符合设计要求，势必增加两端的厚度，不仅加大自重，浪费了材料，又改变了原设计的荷载。局部铺装层过薄，也是造成桥面早期破坏的重要原因之一。

2.3伸缩缝、连续缝处(简支梁桥面简支简易连续墩顶处)的损坏，设计和施工都有需要改进的地方

伸缩缝损坏的原因主要是有效伸缩量不够、预埋筋锚固能力不足，伸缩缝与相邻桥面高差超过容许范围，在车辆冲击下出现疲劳破坏。连续缝的纵向加强钢筋配筋量不够也是连续缝损坏的主要原因之一。

2.4桥面防排水设计不完善，桥面防水与排水是桥面铺装设计中不可忽视的两个重要方面

桥面防水能力不够，排水不畅，使得雨水渗透至梁板中，梁板混凝土经冻融破坏，出现钢筋锈蚀。设计中应首先考虑的因素是确保水可以沿桥面横坡和纵坡以及其他排水设施迅速排除。可以采取一些简单的措施，就可达到比较理想的效果。如设置合适的纵横坡，铺装层混凝土采用防水混凝土等。

2.5桥面防水层(梁板顶于桥面混凝土铺装之间的卷材防水层或聚合物)的影响

由于防水层的强度与梁板和铺装层的强度有差异，中间柔性夹层会引起铺装层脱壳和开裂，处于防水层上的铺装层一经开裂，在车轮的动力荷载以及雨雪水的侵蚀作用下，彼此间的缝隙会越来越大，直至松散脱落。

桥面铺装的损坏，表面现象是使得来往车辆行驶不适，实际上更大的危害是失去了对梁板的保护作用，不能够有效的保护梁板不受雨水侵蚀，也不能够传递、分布车轮的集中荷载，使整个桥梁的安全性、耐久性降低。

3.提高桥面铺装质量的方法

本人从设计角度结合施工过程，从以下几个主要方面提出减少桥面病害、提高桥面铺装使用性能的方法。

(1)桥面铺装混凝土是现浇在预制板上，对梁板顶面认真凿毛，是施工缝处理的传统方式，这种处理方式不仅工效低，花费大量人力与时间，而且难以保证结合面的强度达到要求。

(2)合理设计，减少铺装层厚度上的不均匀，采用适当的方法降低预应力施加产生的反拱值。

①张拉时间控制：设计单位一般明确混凝土强度达到设计强度的70%以上，才可进行张拉。

②大跨径预应力构件反拱值较大，采取以上措施还不能解决根本问题。由于大跨径梁板预应力一般采用后张法施工，可以在台座上设置预加负反拱，预反拱一般二次抛物线，故负反拱应按抛物线设置，这是最直接也是最有效的方法。

③预制梁板顶部在预制时增加凹槽。

(3)重视桥面铺装抗滑措施。沥青混凝土表面具有一定的粗糙度，一般都能满足抗滑要求，水泥混凝土表面一般采用压纹和刻纹方式来增加桥面摩擦系数，起到防滑作用，压纹方法构造深度不够，刻纹方法能够保证构造深度，但在雨天出现了汽车打滑现象。

(4)桥面防排水设计不完善，桥面防水与排水是桥面铺装设计中不可忽视的两个重要方面。桥面防水能力不够，排水不畅，使得雨水渗透至梁板中，梁板混

凝土经冻融破坏，出现钢筋锈蚀。设计中首先考虑的因素是确保水可以沿桥面横坡和纵坡以及其他排水设施迅速排除。可以采取一些简单的措施，就可达到比较理想的效果。如设置合适的纵横坡，铺装层混凝土采用防水混凝土等。

4.结语

本文对桥面铺装病害产生的原因进行了简单的分析和研究，同时也提出了一些简单的解决方法，对桥面横向裂缝可采用密封胶进行灌缝，桥面铺装的局部破坏可采用局部挖补的方法进行修补，对于梁板受力所造成的桥面纵向裂缝，应采用桥面铺装改造的方法进行彻底的根治。水和重载是造成桥面铺装破坏的主要原因，在桥面铺装的设计过程中，应完善桥面排水系统的设计。

【参考文献】

［１］公路桥梁设计通用规范，(JTGD60-2004).

［２］公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，(JTGD62-2004).

［３］李青春.整体式无伸缩缝桥梁桥台的概念设计，辽宁交通科技，2004(06).

［４］李洋海，程潮洋，鲍卫刚，郑学珍.公路桥梁伸缩装置实用手册，人民交通出版社，2007.