摘要：本文分析了城市桥梁桥面铺装层病害原因，提出了具体的施工质量控制措施，供大家参考。
关键词： 城市桥梁,铺装层,病害,养护
1前言
桥面铺装层破损、开裂、麻面、翻浆和磨光不匀是水泥路面施工中较为常见的一种质量通病，其中桥面铺装层破损是损害面积最大而且危害最大的一种形式。桥面铺装层的修补也一直是道路施工中的一大难点，目前多采用局部或全部拆除重敷，或运用纤维材料及多种路面胶等进行修补，但都存在着工程造价高、费时及整体外观效果不好等问题。桥面铺装裂缝产生的原因机理涉及到材料及施工工艺等多个方面，现阶段在对桥面铺装裂缝的后期处理上比较重视，而对引发产生裂缝的其他因素重视不够。只有在弄清桥面铺装裂缝产生的机理之后，才能做到有的放矢，更好地避免和预防质量问题的发生。
2 铺装层病害的原因分析
2.1 结构理论与设计
2.1.1 桥梁的结构理论中的问题
桥梁的结构理论对桥面铺装层的计算分析论述很少。桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装层部分或全部参与主梁结构的变形和受力，因此桥面铺装层是一个受力复杂的动力体系，各种形式的主梁及铺装本身构造均影响其应力的分布。
2.1.2 桥面板刚度不够
为了减轻恒载，用加大钢筋用量或采用高强度钢筋来减薄桥面板的厚度，由于桥面板刚度不够在重载作用下引起较大的变形，加之车辆的不断冲击震动，容易使桥面板及铺装层出现裂缝，且发展较快。
2.1.3 负弯矩的影响
对于连续梁桥、拱桥、悬臂桥等桥型结构，由于负弯矩使桥面铺装层受到拉应力的作用而容易出现裂缝，造成桥面铺装层的损坏。
2.1.4 支承梁不均匀沉降的影响
对于空心板梁或T梁，由于梁体的不均匀沉陷或瞬间的下挠(活载引起的)，在桥面板及桥面铺装层上受到与梁轴相重直的附加弯矩，这种情况下产生的裂缝主要在沿主梁方向。
2.1.5 桥面铺装层的厚度过薄
早期桥面铺装层设计厚度大多小于8 cm，桥面铺装层过薄，削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力，这也是桥面早期损坏的原因之一。
2.1.6 交通组织管理中造成的偏载
在对城市道路进行交通组织管理中，由于车道功能不同，人为强制地使桥梁结构运营始终处于偏载状态，加快了主车道铺装层的疲劳。特别是超载车辆轴重成倍增加，使桥梁结构局部超载，加快了主车道铺装层的病害发展。因此，在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况，在明确了桥梁结构受力的基础上，对桥面铺装层进行受力计算。
2.2 施工工艺
2.2.1 桥面铺装层与梁表面混凝土未粘结好,在桥面铺装层施工前没有将梁表面的松散砂石粒、泥污等清冼干净;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结力，破坏了混凝土的整体性，车轮的冲击和荷载的作用容易使桥面出现脱皮、裂缝、剥落等现象。
2.2.2 桥面铺装层内的钢筋网变位,钢筋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，容易因此而出现桥面裂缝等损坏。
2.2.3 混凝土的干缩
目前，大桥桥面铺装层施工多采用泵送工艺，为满足泵送混凝土有较大坍落度，除掺外加剂外还常用加大水泥用量和适当加大水灰比的办法，这两者都是影响混凝土干缩的主要因素。水泥用量大时水化热大，引起行车道板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。况且目前普遍存在着忽视混凝土的正常养生，这更有利于温度收缩和干缩裂缝的发育，造成桥面的过早损坏。
2.2.4 混凝土质量的影响
原材料质量低劣、砂率过大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌合物和易性差以及施工时漏振、模板漏浆等都会造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷，这些缺陷破坏了铺装层的整体性，降低了铺装层抗裂、抗冲击、抗弯曲及耐磨的能力，因此也就直接影响桥面铺装层的使用寿命。
2.2.5 施工缝处理不当
桥面铺装层应力求少设施工缝。每作业的浇筑长度应以施工缝设在墩台顶位置来确定，当桥面不宽时，以全幅一次性浇筑为好;桥面较宽时，可以分隔带为分界面。但不少施工单位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，在浇筑混凝土过程中，出现间歇时间过长，又没有按规定设置施工缝。这些都严重地影响混凝土的连续性和整体性。
2.2.6 铺装层的厚度在施工时达不到设计要求
桥梁上部结构在施工中由于支架沉降及预应力反拱无法十分准确地预测桥面标高，施工中一般用桥面铺装层来调整，容易造成铺装层厚度不均，有的地方厚度偏小，结果削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力，这也是桥面早期损坏的原因之一。
2.3 外界影响因素
2.3.1 过早通车
一些桥梁工程，往往在桥面铺装层完成后很短时间内即通车，造成桥面在强度不高的情况下过早承受外来重载荷的作用。
2.3.2 荷载过大及冲击影响
近年来汽车的大型化及超载车辆的增加，加重了桥面铺装层的负荷，并且，轮荷载的大型化当然会生大的冲击，而在路面不平整或桥面伸缩缝处等有高差时，冲击就更大了。
3 施工质量控制措施
3.1 确保桥面铺装层厚度
桥面铺装层设计与普通混凝土路面设计基本一样，但由于其是在刚性预制板上浇筑的混凝土，受力情况发生了很大变化，使得桥面铺装层裂缝，产生的原因较为复杂，根据裂缝产生的原因分为干缩裂缝、温度裂缝和疲劳裂缝，对裂缝产生的影响因素主要有厚度、外掺料、集料、层间粘结状况及养护等。施工中，由于梁体的拱度，梁顶面并不是一个理想的平面，致使桥面铺装层混凝土厚度不均，因此，设计时应考虑，满足规范要求的结构最小厚度，在施工时严格控制预应力梁的存放时间，超出规范要求存放时间的应采取预压措施，从而保证梁体拱度的均匀性，减少铺装层厚度差异。
3.2 施工中的几项措施
桥面铺装层能否铺好，最为关键的是新老混凝土面能否粘结好，在进行桥面铺装层施工中应着重作好以下几点工作：
3.2.1根据理论分析可知，提高层间接触程度可以显著提高结构层的疲劳寿命，在施工中尽可能采取措施，保证各层粘结良好，避免滑动，桥面铺装前，应先凿除梁体表面浮浆，使表面粗糙，成齿形，且均匀，此外，还需将凿后的混凝土松散粒，砂石泥土等清除干净，有利于层间粘结牢固，可采用以下措施：① 在凿毛的清除干净的表面涂抹一薄层胶结剂;②加设新旧混凝土之间联系钢筋。
3.2.2原材料质量要好。粗骨料最大粒径应不大于20mm，粗骨料的含量在混凝土中的体积含量高，能减少混凝土的收缩，骨料弹性模量热膨胀系数对混凝土干缩也有影响，骨料弹性模量高，使混凝土的干缩和徐变就会受阻。
3.2.3设置定位钢筋及保证钢筋保护层厚度。桥面铺装层的钢筋网在施工中常用混凝土垫块定位，而垫块易走位而失去定位作用。在现场可参与定位钢筋，如Ф1O或Ф12钢筋，长度约6～12cm，双向间距约75cm，定位钢筋一端与钢筋焊接，另一端竖立支撑于梁面上，对钢筋网实行多点支撑。同时，施工时，应尽量避免人和机具在钢筋网上碾压，以防钢筋网出现大的变形。
3.2.4确保养护期。混凝土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造成的，因此要注意施工期间的养护，保持一定的湿度。
3.2.5适当使用外掺料。根据工程具体情况，适当参与外掺料，如：①粉煤灰，可降低混凝土水化热，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。②钢纤维，在混凝土中加入体积掺量为1.2 ～2 钢纤维，可以在混凝土中形成乱向分布的网状结构，从而控制混凝土干缩。③外加剂，适当的加入膨胀剂和引气剂对于提高混凝土抗干缩和抗折强度也具有一定的明显作用。
4 桥面铺装养护对策分析
4.1 灌缝
当前，受设计水平、铺装材料和经济性的制约，桥面铺装开裂具有一定的不可避免性，在桥面铺装开裂后，分析裂缝产生的原因、选择合适的修补方法和处理的最佳时机显得尤为重要。对于温缩应力或支座顶面负弯矩所造成的横向开裂，一般选择在冬季气温降低后进行灌缝。对纵向裂缝，应作详细的原因分析，对于单板受力所造成的纵向外裂，一般宜采用桥面铺装改造(凿除原铺装层，全部采用钢筋混凝土重新铺筑铺装层)的方法进行处理，从根本上改善桥梁的整体受力性能，灌缝不能从根本上消除此类裂缝。
4.2 局部挖补
面层沥青混凝土损坏时，将损坏部位切成规则的矩形，水泥混凝土桥面上要认真清理。喷洒足量的黏层沥青确保联接良好，用路面养护车进行加热，铺筑沥青混合料与桥面标高保持一致碾压成型。适用于桥面局部拥包、坑槽等病害，病害程度较轻微。
4.3 桥面铺装改造
4.3.1凿除桥面铺装层重新铺筑。改变桥面铺装结构，将防水混凝土的厚度增加，用以增大桥面板的计算厚度和实际的横向联系作用。出于美观和功能性的考虑。在防水混凝土铺装层再加铺一层0.5 cm或1 cm厚的稀浆封层或改性沥青防水层等。
加粗、加密钢筋网，即加大钢筋的直径和减小钢筋之间的距离;当防水混凝上足够厚时(14 cm左右)，通常设置上下两层钢筋网来增强桥面铺装的横纵向整体性。提高防水混凝土的标号，并在其中适量掺加聚内烯纤维，改善混凝土的抗裂、抗渗性能。在梁板顶面植筋，锚固筋顶部与上层铺装钢筋网焊接，加强桥面铺装与梁板的共同作用。
4.3.2凿除铰缝混凝土重新浇筑。提高铰缝混凝土的标号为40号;对于跨径不小于8 m的桥涵构造物，在铰缝中增设铰缝钢筋以及铰缝顶面增加铰缝连接钢板，加强粱板的横向联系;而对跨径小于8 m的桥涵构造物，在铰缝顶面增设铰缝联结钢板，加强粱板的横向联系。
4.3.3板底粘贴碳纤维布或钢板。单板受力的桥梁如果得不到及时加固处照，其单板的承载能力势必下降，为提高桥梁单板的承载能力，在行车道板底粘贴一层碳纤维布或钢板用以提高单板的承载能力，提高桥梁的安全度。
这种桥面铺装的使用方案经实际工程的检验，使用效果较为理想，但也存在一些不足之处，这种桥面铺装层在使用过程中存在的问题主要是：与路面沥青层连接处产生啃边现象高;由刚性铺装突变至柔性路面，引起高速行驶的车辆跳动;刚性桥面铺装也存在开裂现象，导致渗水现象，导致渗水。
4.4 改造完善桥面排水系统
水是造成桥面铺装拥包、坑槽的主要原因。因此，必须设置完善的桥面排水系统，迅速排除桥面水，防止水分下渗，桥面排水采用防、排结合的原则，当前，大多数桥面排水系统的设置仅考虑了桥面表面水的排除，对桥面内部的排水重视不足，而桥面渗水具有一定的不可避免性。这就造成了桥面铺装早期破坏的隐患。
铺装层内渗入水的排出较为困难， 目前尚无十分有效的措施，要彻底解决该问题必须从材料着手，如要用排水性铺装层，同时结合边缘盲沟排水系统等。
5 修补措施
5.1掺加钢纤维、聚合物和膨胀剂试验和计算机模拟在混凝土基体中掺加一定数量的膨胀剂、早强剂、聚合物和钢纤维对混凝土进行改性，从而提高了初裂强度、韧性指数及界面粘结强度，可较好阻止裂缝的产生，试验采用的配合比为水泥：砂：碎石=1：1.81：2.71，水泥用量为400kg/㎡。实验表明，掺和20%、体积掺量1.5%钢纤维， 早强微膨胀剂R一24为8%的混凝土弯曲韧性是普通混凝土的45倍，界面粘结强度提高了一倍，有效阻止干缩，抗弯初裂强度达到9.10MPa.
5.2引入引气剂对于砼这种刚性路面而言，降低材料的刚性，增加其柔韧性，但不降低抗折强度，是科研部门追求的路用砼品质之一。引气剂的加入，可显著改善道路混凝土的工作性，抗折强度、变形性能及耐久性等多项指标提高。引入2%～5%的含气量，抗折强度可提高10%～15%，适量的含气量可获得高抗折强度和抗折弹性模量，因此，在对桥面铺装层进行修补时，引入适量引气剂，含气量控制在3%，可以显著减少砼的干缩变形和温度变形，提高铺装层的使用寿命。
5.3对预制板进行预处理 为了提高铺装层与预制板的界面粘结力，主要采用预制钢筋网和添加连接筋的办法，但是，由于桥面铺装层一般较薄，有的厚度仅为4cm，因此不能采用添加连结筋的办法。研究发现，采用预制板上涂刷聚合物与水泥按1：1比例配置的界面粘结的方法，新旧混凝土层间粘结强度增加了近1.5倍， 此法对桥面铺装层的修补可产生十分理想的效果。
6结束语
桥面铺装层虽然在整个桥梁工程中所占的体积并不大，但它对交通影响是非常大的。针对钢筋混凝土桥桥面铺装产生早期病害的原因，如果在设计和施工中采取相应措施，可以在一定程度上是延长桥面铺装层的使用寿命。
