沥青混凝土桥面铺装病害成因
2015-04-29
近年来我国公路桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装病害普遍存在，如开裂，壅包和面层分离等，这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。
1、概述
随着桥梁建设快速发展，桥梁结构不断创新，大跨桥梁已很普遍，但桥面铺装的设计与施工仍沿用传统的习惯做法，在进行桥梁结构设计时，对桥面铺装层一般不作专门的计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装病害时有发生．这不仅妨碍了正常交通，影响了桥面的美观，更易造成交通事故，也给维修工作带来了很大困难。近年来，人们对于因桥面铺装病害造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视．桥面铺装的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的主要因素。
桥面柔性铺装能大大缓和行车对桥板的冲击，较易达到运营中平稳舒适的要求，随着沥青材料性能的改进，应用将更加广泛，但现行规范对沥青铺装结构的设计主要从所用材料、做法及厚度等方面作了指导性的说明，这就造成了在实际设计，桥面铺装层只作为桥梁工程的附属结构，设计者对其甚少花费精力，从而为桥面铺装的损坏埋下了隐患。
2、桥面铺装层病害分析
2.1 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，现行规范中只给定了厚度的推荐值，工程界一一直在备等级公路中运用了几十年。随着交通量的增大．现行铺装与重型超重型汽车的增多和车速的增快已不相面铺装层直接承受车轮荷载的面铺装部分或全部参与了主梁形因此桥面适应。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系，各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。
粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以．设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看 大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。
而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面，对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽，桥跨与桥宽之比越来越小箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋．就越来越不适宜。
2.2 施工工艺
2.2.1铺装层厚度偏小。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佳，施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的，一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好，就会造成铺装层厚度不均，使有的地方厚度偏小。
2.2.2梁顶清理不利，造成铺装层与主梁结合欠佳。
2.3 桥面防水层的影响由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异，它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系，中间柔f生夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。
处于防水层上的铺装层一经开裂，在车轮的动力荷载作用下，彼此间的缝隙越来越大，直到松散脱落。另外，防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。
2.4 桥面铺装的约束条件桥面铺装受桥梁结构的约束，受荷后其边界条件与一般路面相差甚大，加之梁体的挠度、扭曲等形变的耦合作用，给铺装层的工作性能造成不利影响。
3、桥面铺装设计方法的讨论
桥面铺装层是一种特殊的路面结构，如何合理简化荷载模型，以及如何进行横向和纵向布载，也直接关系到计算结果的精确程度。文献中在计算剪应力时参照路面设计中的荷载模型，荷参数为BZZ=100，P=0、7MP，=10．65cm，水平荷载与垂直荷载同时考虑。黄晓明在文献中，则对不同的桥跨截面在横向不同位置进行布载，找出最不利的荷位。只有将桥梁结构分析和路面理论结合起来，才能较好的解决这一问题。
另外需要研究的一个重要问题是，桥梁在荷载作用下产生挠度及其它形变，这些因素对铺装层的力学特性有何影响，如何考虑这些影响，这也是桥面铺装不同于一般复合路面的一个方面。目前，国内还没有专门针对这方面的讨论。
合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面入手，正确的理论基础是根本，合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比，较好的解决如上述的接触模型、荷载简化等问题，搞清其它因素的影响；还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究；在条件允许的情况下，加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上，确定关键因素，提出控制指标并建立相应的破坏准则，为设计提供依据，要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。
4、结束语
合理解决桥面铺装问题需要从理论分析和结构计算两方面人手，正确的理论基础是根本，合理的力学模型是关键。通过计算分析与实测对比，较好地解决如上述的接触模型、荷载简化等问题，搞清其它因素的影响；还要加强对模型尺寸及收敛条件的研究；在条件允许的情况下，加强对其动力性能的研究。在分析铺装层破坏形式的基础上，确定关键因素，提出控制指标并建立相应的破坏准则，为设计提供依据，要达到这一目标需要做大量的基础性研究工作。
桥面铺装早期破坏严重影响了交通通行的舒适性、安全性、给养护维修部门带来较大的治理维修难度，影响正常的交通运营畅通。为从根本上解决这一问题，应加快对桥面铺装的进一步研究，以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装的设计提供指导，并在铺装施工中切实保证质量。
