混凝土桥面铺装与设计和施工

1、混凝土桥面铺装质量问题与质量保证措施张凤武汉汉交路桥有限责任公司桥面铺装是公众接触与了解公路桥梁工程质量状况及行车舒适 程度最直接的分部工程，它直接决定了公众对桥梁工程质量的评价。 近年来我国公路桥梁的建设快速开展， 桥梁结构不断创新， 桥跨也越 来越大，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法。 随着重载、 大交通的到来，桥面铺装出现了一些较为普通的病害，如开裂、破碎 等。因此，如何改进桥面铺装的设计与施工方法， 确保桥面铺装耐久、 平顺，是我们必须认真对待的课题。1 设计与施工的习惯做法桥梁的结构理论对桥面铺装本身的受力与计算甚少论述， 普遍是 桥面铺装层不参与梁体的结构受力， 而在主梁

2、内力分析中只将其作为 恒载，在主梁顶面上采用 8-10cm 厚的砼或沥青砼铺装作为磨耗层。桥面铺装层在设计中只作为桥梁工程的附属结构， 设计者对它甚 少花费精力，一般地在柔性结构路面的公路桥梁中考虑采用沥青砼铺 装层，在刚性路面的公路桥梁中采用水泥砼铺装层。 湖北省较普遍地 采用刚性路面，因此大局部桥面铺装均为水泥砼铺装。混凝土铺装层在施工中作为最后一个施工工序， 在标准中为保证行车舒适的要求，对桥面层平整度要求很高。近年在工艺方面一直在 改进以满足平整、舒适的行车要求。较普通的工艺是将铺装层纵向分 幅施工，分幅宽3.5-5m，横桥向施工完后锯缝，人工摊铺，施工工 艺及技术重点放在确保到达或靠

3、近标准规定的平整度控制值。普通采用的工艺流程如下：测量梁顶面标高调坡或局部凿低清理原梁顶面污物及浮 浆一绑扎钢筋一安装侧模一再次去除一洒水湿润工用面一摊铺 砼和初步振平一行夯捣实二遍一外表成活一压纹养护强度达 5-10MPa时锯缝嵌缝。2 铺装层质量问题砼桥面铺装层的病害之一是整度欠佳导致行车舒适度差。但近年来随着施工工艺日趋完善，只要精心施工，克服平整度差的缺陷并不 困难。随着重载、大交通的到来，砼铺装层的另一病害一铺装局部开 裂、破碎等正越来越突出，该病害的典型表现为纵、横缝角部约45。的斜裂，纵向施工缝的啃边及纵裂等，且该病害一旦形成后修复极 为困难。在高速公路的桥梁中该病害对行车平安危

4、害很大，矛盾更为突出。养护部门往往是坏了补，补了坏，没完没了。砼桥面铺装的病 害在高速公路的桥面铺装中表现突出。桥面铺装的开裂大致经过下述几个阶段：施工缝或角隅处渗 水，即雨后较长时间才枯燥或冒水；施工缝或角隅处垢出石灰水膏发黑或局部唧水，啃边；施工缝左、右 20-30cm出现纵向裂缝或角隅开裂；裂缝增大或增多，横向间距15-30cm;开裂的铺装层局部碎裂。经统计：铺装开裂有以下特点：开裂的多少与车辆密度特别是重载车呈正相关关系； 绝大多 数的开裂集中于主车道纵向施工缝左右 1-1.5m 范围内，超车道根本 完好；连续箱梁结构30-125m较其它结构开裂严重；空心板 式结构较其他结构开裂严重；

5、 修复后沿纵向修补施工缝， 原铺装又 出现开裂或局部角隅开裂； 桥面横向开裂极少且较少引起碎裂； 从修复的情况看，开裂与铺装厚度无明显的规律性，但开裂后，如铺 装较薄那么易碎裂。3 桥面铺装病害的处治措施 桥面开裂采取挖补的修复原那么，其主要技术措施如下： 1 混凝土要求采用满足施工技术标准要求的 1-2cm 级配石， 优 质的含量少的砂及普通硅酸盐水泥拌制干硬性砼，坍落度小于5cm。砼中参加 JK-24 砼路面修补剂及钢纤维，提高砼的早期强度和品质， 要求砼强度48H到达35MPa以上，以便开放交通。2修复工作按照一次到位，彻底修复的原那么进行，凡发现开裂 的铺装均须重修。 开凿必须在原桥面

6、上锯缝后进行， 最小的开凿边长 不小于1.5m，且桥面上任一锯缝与另一缝包括原有锯缝，分缝 的间距必须保证在1.5m发上即啊小边长大于1.5m。跨横缝的桥 面修复完成后应及时恢复锯缝。3修复的桥面铺装中设置 8钢筋网格为10cm x 10cm或 6 钢筋网格为7cmx 178cm的钢筋网。确保对原有桥面清凿干净，要求 所有修复中在原梁顶面上加间距 50cmx 50cm带弯钩的锚筋，与桥面 钢筋网连接在一起。4 砼桥面铺装病害分析 造成砼桥面铺装开裂的原因很复杂，包括设计、施工、用料及工 程监督管理等方面。4.1 结构理论与设计 桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零， 现行标准中推

7、荐采用 8cm 厚的砼铺装层，工程界一直在各等级的公 路中运用了几十年。随着交能量的增大，现行铺装与重型、超重型汽 车的增多和车速增快已不相适应。 桥面铺装层直接承受四轮荷载的冲 击，桥面铺装局部或全部地参与了主梁结构的变形， 因此桥面铺装地 一个极其复杂的多向受力结构， 各种结构型式的主梁及铺装本身的构 造均影响其应力的分布。 如箱梁结构的翘曲变形， 预应力徐变及超静 定结构的次应力均会引起铺装内砼应力的重分布。对厚 8cm 铺装与主梁结合一起 20m 空心板及 T 梁的分析说 明，单纯考虑铺装施工后由于铺装与主梁砼收缩的不一致， 造成成铺 装与梁的结合面内剪应力及法向上拔应力接近临界状态，

8、 局部已超出 标准容许值，造成了铺装的病害隐患，应力大的部位在桥宽 1/3 处， 而纵横锯缝的交角处产生严重应力集中 在砼内布置钢筋的作用是，当砼内应力较低时，使其应力布 均匀；当砼应力较高时；承当局部应力，使砼中应力重分布，以改善 应力集中现象。 但该配筋应有一个最小值， 较小的配筋量又缺乏以抵 抗砼本身收缩所产生的应力， 防止砼结构外表因温度变化引起开裂的 构造钢筋间距应小于 14dd 为钢筋直径。由于构造钢筋太少而引起 外表的收缩开裂在跨径为16m的普通钢筋砼T梁的腹板中较为常见。高速公路采用金属扩张网时，一般含筋量是 8钢筋网格为 20cmx 1/3,中上面所述合理配筋量的1/5。显然

9、改用金属扩张网对 含筋率降低太多， 对横向收缩的约束几近于零。 砼收缩完成后留下开 裂的隐患，为运营特别是重车的冲击提供了破坏的诱因。 纵向桥面铺装的施工分缝隙处是否有钢筋穿过是引致桥面病 害的重要因素。 桥面收缩在施工分缝缝隙间产生较大的拉应力， 假设 钢筋穿过纵缝， 那么钢筋附近砼应力值可大为降低。 假设缝间无钢筋穿 过，缝隙显然要拉开。重车轮作用于纵向施工缝边缘， 当缝拉开后假设铺装层底结合欠 佳，那么铺装层内最大拉应力产生于离缝边约 18-22cm 处，使桥面开裂 碎。当砼桥面分二幅施工、 缝间无钢筋穿过时， 砼收缩完成后纵缝隙 必然断开，再经雨水侵蚀后，削弱了层间结合，而高速公路车道

10、的划 分，正好使纵缝位于主车道运营车辆的左轮附近，增加了冲击频率， 使离纵缝 20-30cm 处较早地产生了纵裂乃至破坏。 随着材料工业的开展， 桥梁承重结构的改进， 使桥梁主梁能 以较柔的结构到达受力的要求， 桥梁的横向亦越来越宽。 特别在设计 计算中侧重于主梁纵向的计算分析， 较少进行横向分析计算， 对桥梁 横向结构刚度重视缺乏， 横向构造措施不力。 使局部桥梁横向刚度过 小，使砼桥梁铺装分担了过多的次应力。 高速公路为便于交通组织管理， 划分了超车道， 主车道及路 肩，人为强制地为桥梁荷载横向分布划定了某一比例， 并使桥梁结构 运营始终处于偏载状态， 使主车道的铺装承当了比超车道大得多

11、量 值可达 3-4 倍的运营应力水平，因此加快了主车道砼的疲劳。特别 是随着私营运输业的开展， 货运业主为追求短期经济效益， 通过改变 车箱结构如加长、加高车箱等使汽车的载重成倍地增加，局部 5T 东 风车载重达12T, 12T自卸车载重达30T, 30T平板运输车辆重达70T 等等，使车辆的轴重及轮压成倍地增加。 这些车辆对砼铺装具有严重 的毁坏作用并使桥梁结构局部超载。 这些车辆在经济较为兴旺的地区 比拟常见，严重加剧了主车道砼铺装的病害开展速度。就上述所提及的剪应力及层间法向上拔力水平， 浇注薄层桥面铺 装时，只采用清理与清洗来到达结合完好的可靠度很低， 应采取一些 构造措施如锚筋、剪力

12、键等。4.2 施工工艺 铺装层砼浇筑厚度偏小。 由于桥梁上部结构在施工中支架的 沉降及预应力反拱无法十分准确地预测，或由于施工工艺控制欠挂， 施工中主梁顶面标高与设计值相符是比拟困难的， 一般在测量主梁顶 面标高后对桥梁进行调坡以保证桥面的厚度， 但仍有少数铺装厚度仅 为 4-5cm。 梁顶面清理一干净， 未全面凿毛。 主梁顶面由于施工组织中 利用作为堆料场或临时通车造成严重污染， 施工中仅采用高压水冲洗 无法保证清理彻底， 应采取措施对梁顶面进行凿毛， 以确保铺装层与 主梁的良好结合。 但施工标准未明确要求应凿毛， 故存在着清凿方面 执行不力的情况。 砼配合比中水灰比偏大， 造成砼干缩性大，

13、 少数砼质量控制 不严。桥面铺装的施工常采用小型拌和机现场拌制，施工变异性大， 难于保证均匀的质量。 个别施工单位为图成型方便， 片面加大砼的坍 落度。 扩张网定位不正确， 无法保证设计图示的位置。 砼铺装中采 用 8钢筋，网格为20cmx 20cm的钢筋网柔度大，定位较难。施工 人员或小型机具的作用均可引起位置的变化。 砼良好的运营效劳性能来自良好的养生期，它需要优良的施 工组织与方案来实现， 而砼桥面铺装作为最后一个分部工程， 其实际 的施工方案常被某一目标工期所改变， 造成砼本身的早期损伤： 该损 伤可能源自养生不当，工艺欠佳，早期通车等等，也为病害的开展留 下另一诱因。5 桥面铺装质量

14、保证措施桥面铺装是一个极复杂的受力结构， 应采取一切有效的措施， 确 保其耐久、可靠。精心设计，精心施工，不图节约。5.1 柔性铺装柔性铺装由于与主梁的变形别离使之受力明确， 简单，设计相对 容易，且较易到达运营中平整舒适的要求， 随着沥青材料性能的改进， 应予推广采用。柔性铺装结构最小沥青铺装厚度不应小于5cm,且沥青应采用改性沥青，骨料使用玄武岩。5.2 砼铺装砼桥面铺装层受力极为复杂, 应依主梁的结构型式分别采取不同 的设计,设计须考虑一定的超载及平安储藏。 空心板式结构,设计中应将整体层与铺装层一超考虑,即18cm厚一次施工，内设两面网格为 10cm x 10cm的 10钢筋，顶层 钢

15、筋离顶面3cm,钢筋层间距12cnr。T型梁式结构，将其中的三角垫层取消，直接设置12cm厚的 铺装层,将每根主梁肋板的箍筋加长伸入铺装中与钢筋连接, 内设网 格为10cmx 10cm的 10钢筋网，离顶面3cnr。连续箱梁50m以下，铺装层厚度应为12cm,支座前后L/3 范围内设两层10cmx 10cm的 10钢筋网，层间间距6cm,其余部 分设一层10cmx 10cm的 10钢筋网，离顶面3cm,箱梁腹板箍筋伸 入铺装内与铺装的 10钢筋网相连，同时在箱梁顶板上设置间距为 300cm梅花型布置，大小为30cmx 30cm的混凝土剪力键或钢筋群剪 力座，混凝土键深8cm。钢筋座用 12钢筋，间距6cmx 6cm。独柱多跨连续箱式结构稳定性差, 使用要慎重, 应采取一切必要 的措施保证较小的横向翘曲变形。 4大跨径箱梁由于变形大、次应力高,除采用了上述措施外,铺装中应参加适量的钢钎维以改善混凝土的受力性能，合理用量为 40-60kg/m3。5桥面铺装应采用干硬性混凝土，坍落度应小于 5cm，其标 号应等于或大于主梁标号一个等级。 施工时应严格认真