瀝青混凝土橋面鋪裝病害成因

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近年來我國公路橋梁建設快速發(fā)展，橋梁結構不斷創(chuàng)新，大跨橋梁已很普遍，但橋面鋪裝的設計與施工仍沿用傳統(tǒng)的習慣做法，在進行橋梁結構設計時，對橋面鋪裝層一般不作專門的計算分析。隨著交通量和重型車輛的增加，橋面鋪裝病害普遍存在，如開裂，壅包和面層分離等，這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來了很大困難。

　　1.概述

　　隨著橋梁建設快速發(fā)展，橋梁結構不斷創(chuàng)新，大跨橋梁已很普遍，但橋面鋪裝的設計與施工仍沿用傳統(tǒng)的習慣做法，在進行橋梁結構設計時，對橋面鋪裝層一般不作專門的計算分析．隨著交通量和重型車輛的增加，橋面鋪裝病害時有發(fā)生．這不僅妨礙了正常交通，影響了橋面的美觀，更易造成交通事故，也給維修工作帶來了很大困難．近年來，人們對于因橋面鋪裝病害造成的直接和間接的經(jīng)濟損失給予了足夠的重視．橋面鋪裝的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的主要因素。

　　橋面柔性鋪裝能大大緩和行車對橋板的沖擊，較易達到運營中平穩(wěn)舒適的要求，隨著瀝青材料性能的改進，應用將更加廣泛，但現(xiàn)行規(guī)范對瀝青鋪裝結構的設計主要從所用材料、做法及厚度等方面作了指導性的說明，這就造成了在實際設計，橋面鋪裝層只作為橋梁工程的附屬結構，設計者對其甚少花費精力，從而為橋面鋪裝的損壞埋下了隱患。

　　2.橋面鋪裝層病害分析

　　2.1 結構理論與設計

　　橋梁的結構理論中對橋面鋪裝層的計算分析論述幾近于零，現(xiàn)行規(guī)范中只給定了厚度的推薦值，工程界一一直在備等級公路中運用了幾十年。隨著交通量的增大．現(xiàn)行鋪裝與重型超重型汽車的增多和車速的增快已不相面鋪裝層直接承受車輪荷載的面鋪裝部分或全部參與了主梁形 因此橋面適應。橋沖擊橋結構的變鋪裝是一個受力復雜的動力體系，各種形式的主梁及鋪裝本身的構造均影響其應力的分布。

　　粱設計的箱粱骨架鋼筋在實際受力狀態(tài)下難以像T梁主筋那樣發(fā)揮應有的作用。所以．設計的假設狀態(tài)與箱梁的實際受力狀態(tài)不一致。從眾多箱梁的設計來看 大部分設計者對箱梁構件是按T形梁進行處理的。

　　而箱梁的實際受力雖有近于T梁的一面又有異于T梁的一面，對于連續(xù)箱梁差別更大。尤其是近年來箱梁的橋面越來越寬，橋跨與橋寬之比越來越小 箱梁仍按T梁那種長細桿件設計配筋．就越來越不適宜。

　　2.2 施工工藝

　　2.2.1 鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結構在施工中支架的沉降及預應力反拱無法十分準確地預測，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標高與設計值相符是比較困難的，一般在測量主梁頂面標高后對其進行調整以保證橋面的厚度。如果調整不好，就會造成鋪裝層厚度不均，使有的地方厚度偏小。

　　2.2.2 梁頂清理不利，造成鋪裝層與主梁結合欠佳。

　　2.3 橋面防水層的影響由于柔性防水層的強度與主板和鋪裝層的強度有差異，它的存在使上部結構按模量形成剛一柔一剛的板體受力體系，中間柔f生夾層會增大橋面板板中部的板底拉應力。

　　處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動力荷載作用下，彼此間的縫隙越來越大，直到松散脫落。另外，防水層的使用使鋪裝層發(fā)生剪切破壞的機率大大提高。

　　2.4 橋面鋪裝的約束條件橋面鋪裝受橋梁結構的約束，受荷后其邊界條件與一般路面相差甚大，加之梁體的撓度、扭曲等形變的耦合作用，給鋪裝層的工作性能造成不利影響。

　　3.橋面鋪裝設計方法的討論

　　橋面鋪裝層是一種特殊的路面結構，如何合理簡化荷載模型，以及如何進行橫向和縱向布載，也直接關系到計算結果的精確程度。文獻中在計算剪應力時參照路面設計中的荷載模型，荷參數(shù)為BZZ=100，P=0、7MP，=10．65cm，水平荷載與垂直荷載同時考慮。黃曉明在文獻中，則對不同的橋跨截面在橫向不同位置進行布載，找出最不利的荷位。只有將橋梁結構分析和路面理論結合起來，才能較好的解決這一問題。

　　另外需要研究的一個重要問題是，橋梁在荷載作用下產生撓度及其它形變，這些因素對鋪裝層的力學特性有何影響，如何考慮這些影響，這也是橋面鋪裝不同于一般復合路面的一個方面。目前，國內還沒有專門針對這方面的討論。

　　合理解決橋面鋪裝問題需要從理論分析和結構計算兩方面入手，正確的理論基礎是根本，合理的力學模型是關鍵。通過計算分析與實測對比，較好的解決如上述的接觸模型、荷載簡化等問題，搞清其它因素的影響；還要加強對模型尺寸及收斂條件的研究；在條件允許的情況下，加強對其動力性能的研究。在分析鋪裝層破壞形式的基礎上，確定關鍵因素，提出控制指標并建立相應的破壞準則，為設計提供依據(jù)，要達到這一目標需要做大量的基礎性研究工作。

　　4.結束語

　　合理解決橋面鋪裝問題需要從理論分析和結構計算兩方面人手，正確的理論基礎是根本，合理的力學模型是關鍵。通過計算分析與實測對比，較好地解決如上述的接觸模型、荷載簡化等問題，搞清其它因素的影響；還要加強對模型尺寸及收斂條件的研究；在條件允許的情況下，加強對其動力性能的研究。在分析鋪裝層破壞形式的基礎上，確定關鍵因素，提出控制指標并建立相應的破壞準則，為設計提供依據(jù)，要達到這一目標需要做大量的基礎性研究工作。

　　橋面鋪裝早期破壞嚴重影響了交通通行的舒適性、安全性、給養(yǎng)護維修部門帶來較大的治理維修難度，影響正常的交通運營暢通。為從根本上解決這一問題，應加快對橋面鋪裝的進一步研究，以明確橋面鋪裝層各結構層計算模型、力學特性及相關參數(shù)，為橋面鋪裝的設計提供指導，并在鋪裝施工中切實保證質量。