水泥混凝土桥梁桥面沥青铺装技术研究

王家涛

摘要：通过对桥梁桥面沥青铺装技术的研究，可以降低水损害对桥面沥青铺装整体路用性能的威胁，延长桥梁寿命，提高其使用耐久性，对避免黑龙江省省内桥梁建设由于桥面沥青铺装层遭到水损害破坏而带来的行车安全和交通事故有着很大的现实意义。

关键词：桥梁桥面；沥青；铺装技术；

桥面沥青铺装层，一般主要受到来自桥面上行驶车辆的车辆荷载冲击与磨耗的直接接触部分，而且随时受到桥梁结构变形以及所处地区气候环境等诸多因素的作用和影响。其主要功能是避免车辆轮胎荷载对桥梁主梁行车道板的直接磨耗、是桥上行车舒适性的前提保障、同时规避雨水对主梁结构的直接侵蚀作用。因为其一旦破损则可能导致交通的中断、成为路网结构中最薄弱的一环、同时会对桥梁的正常安全运行和耐久性等方面带来很大的危害。所以，在实际工程中，桥面铺装层相比较于一般路面而言具有更加重要的作用，需要具备更高的使用寿命和更好的质量。

1、桥面铺装破坏类型

1.1变形类

铺装层发生变形类的损害包括车辙、拥包和推移。车辙产生是因为沥青铺装层在夏季高温条件下上部通行车辆对面层的不断长时间反复作用的结果，桥面行车轮印区域是车辙现象频繁发现的部位，经由车辆反复多次作用会使行车轮印位置处造成变形下凹的现象发生，并同时形成两条纵向的沟槽即为车辙。推移以及拥包是指在上部行车作用下对铺装面层产生持续的较大水平力冲击后，造成铺装上层发生有规律的变形且主要产生于车辆轮迹区域的现象。

1.2裂缝类

裂缝类破坏发生在面层的类型包括网裂，横、纵向裂缝。超重载荷作用容易造成桥面沥青铺装层出现开裂现象，但是裂缝发生的主要原因在于桥面沥青铺装结构体系的不合理性，良好的桥面铺装结构组合形式必须考虑到上、下面层材料选择，面层厚度选取，所用面层材料的物理力学性质及其路用性能等要求。

1.3损耗类

上部行车荷载的冲击会削弱面层中骨料的抗剥落能力，从而进一步导致更加严重的损害产生。经由雨水长时间浸泡情况下，以及上部通行车辆不断重复作用，使得雨水可能到达防水粘结层，进而造成桥面板腐蚀状况，最终对桥梁营运年限的威胁增大。

2、桥面铺装破坏原因分析

2.1铺装层设计

2.1.1结构设计

由于水泥混凝土桥面板的力学性质与桥面沥青混凝土铺装的性质相差较大，前者刚度要远远大于后者，两者所分担来自桥面上部车辆荷载作用的剪应力差异明显。在桥面铺装结构分析计算中，若对铺装层的约束条件假定不好，则会导致与实际工作状态相差甚远，以至于造成铺装层的性能无法满足路用性能。同时随着桥梁建设水平的不断提高，桥面的横向宽度也越来越宽，跨度越来越大，桥面的某些部位会产生负弯矩，导致铺装结构层同时承受压应力、剪应力和拉应力的共同复杂作用，但相关的设计分析和铺装层厚度的推荐值并没有随着桥型的多种多样、交通荷载的持续增长、桥梁横向宽度和跨度的改变而及时改善。

2.1.2材料设计

国内大多数地区材料设计一般借鉴道路材料规范来进行的，在沥青混合料级配设计方面主要参考国内外相关经验和方法；油石比设计方法常见的有Superpave法、CAVF法、贝雷法等。但是最大的不同点在于桥面沥青铺装和沥青路面相比，由于桥面铺装层薄，导致前者所受到外界气候环境的影响更加显著。

2.2防水层材料选取

防水粘结层作为水泥混凝土桥面板与桥面沥青铺装结构面层的衔接层面，所以防水层力学性质、结构形式设置以及材料的选取均会直接影响到其实际路用性能。在实际桥面铺装受损病害的实例中，因为铺装结构下面层所用多为粗级配的沥青混合料，在施工作业阶段对防水层造成刺破的情况也屡有发生。

2.3施工工艺控制

施工方面的因素对其早期破坏的发生又有着十分显著的助推作用。施工作业时各方面的因素都会对病害的发生带来不同程度的影响。在前期，桥梁在浇筑施工处理不当时带来的桥面板不平整，如果在桥面调平层施工时，由于施工工艺或者施工控制不当带来其设计厚度没有按照要求来施工，对调平层处理不好则会导致铺装层局部相对薄弱，其厚度无法抵抗行车荷载的持续冲击，最终使桥面处于破坏边缘。

2.4气候环境影响

在诸多的影响因素中，雨水和温度等气候因素对其性能的影响不容忽视。一方面，沥青混合料性能部分无法满足要求会导致其孔隙率的变大，铺装面层中将会滞留大量的雨水，蒸发无法散去的水分在车辆轮胎作用下会造成层间压力的急剧增大，带来桥面沥青铺装结构层和水泥混凝土桥面板之间聚集的水分越来越多，加速其路用性能的失效，危害桥梁通行安全。另一方面，当桥面排水出现问题时，将会导致桥面两侧出现大量积水，水将会随着时间的推移逐渐渗入铺装结构层，加上受到桥上通行车辆的持续冲击，容易造成在铺装层的空隙中形成动水压力，沥青和石料之间则会因此而产生剥离，随着动水压力的持续不间断作用，则很快会造成铺装层出现坑槽等病害。

2.5运维管理

在桥梁运营维护管理阶段，存在为了追求因提前通车而带来一定的效益，在施工结束后，养护时间不满足相应要求，导致铺装层的路用性能还不足以抵抗来自上部通行车辆的不断冲击，最终导致一系列的病害发生的现象。

3、结语

桥面铺装是作为上部通行车辆荷载不断冲击力的部位，再通过铺装层将受到的力间接的传到水泥混凝土桥面板上；桥面铺装的好坏直接影响到桥梁运营、养护和维修所投入的人力、物力和财力，甚至直接威胁到桥梁自身的使用寿命。

参考文献：

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[3]杨文明.桥面铺装病害研究[D].西安，长安大学，2014.

[4]邸跃峰.浅谈桥面沥青混凝土铺装层的设计与施工[J].科技信息，2014，21（05）：229.

作者简介：

王家涛，男，工程师