浅析桥梁桥面铺装及防水技术

浅析桥梁桥面铺装及防水技术
摘要笔者对桥面铺装损害原因进行了分析，并提出了有效的防治措施，同时阐述了桥面防水系统对于桥梁混凝土结构耐久性的重要作用，介绍了桥梁混凝土桥面防水系统的材料选择和施工工艺。

关键词桥梁；桥面铺装；防水系统
目前我国桥面铺装常用形式是沥青铺装层，通常的典型结构是：沥青混凝土面层+防水涂料+桥面防水混凝土或钢桥面。

然而在投入使用1～3年后，桥面铺装层出现早期破坏的现象比较普遍，破坏形式有唧浆、车辙、水损坏、坑槽等，早期破坏的桥面对行车安全及舒适性造成很大的影响，也造成了后期养护费用的成倍增加，严重影响了公路的正常运营。

目前常用处治措施主要有人工凿毛、铣刨机铣刨、施工期拉毛等处理方法，但存在如下不足：
1）采用人工凿毛或用钢刷处理，此种措施质量差，进度慢，不能解决根本问题。

2）采用铣刨机铣刨，此种措施处治后表面粗糙，效果较好，质量也可以完全保证。

但缺点是由于桥面平整度或预拱度等原因，铣刨深度不易控制，局部可能铣刨过深或者铣刨不到，并且由于大型铣刨机的振动破坏梁体的结构，减少了桥面铺装的厚度；另外一个问题是铣刨所产生的纵向沟槽容易导致层间滞留水分。

3）施工期拉毛会影响养生期混凝土桥梁的整体强度。

1桥面铺装病害产生的原因分析
形成桥面破坏的一个主要原因就是层间粘结问题。

水泥混凝土桥面的浮浆是诱发桥面防水层失效、层间结合破坏和桥面铺装损坏的主要因素。

桥面防水混凝土表面软弱浮浆层在行车振动、水侵蚀作用下，很容易碎裂，导致其上沥青铺装层破坏；桥面防水混凝土表面光滑，对层间粘结不利，铺装层在行车荷载作用下因抗剪能力不足而产生层间剥离破坏。

可以说，桥面水泥混凝土表层浮浆是桥面早期破坏的第一隐患。

水泥混凝土桥面的沥青铺装层基本上都是水危害造成的。

主要原因有以下方面：
1）桥面水泥混凝土层的施工不好。

盲目要求表面光滑平整，整平时挤出很多浮浆，表面甚至洒水泥，低洼处也用水泥浆填补，交工时只看表面是否好看，不管与上部沥青铺装层的连接问题，由此造成的后患在铺装桥面时很难弥补。

2）铺装层与桥面板的粘结不好是导致铺装层损坏的最根本原因。

水渗人防水粘结层与水泥混凝土板的界面上，影响与桥面板的粘结强度，甚至成为滑动的界面状态，桥面铺装成为一个单独受力的层次，就会出现很大的水平剪应力和底部的弯拉应力，就必然导致桥面铺装迅速破坏。

3）桥梁的受力结构是水泥混凝土构件和桥面板，其局部变形本来是非常小的，沥青层不可能有大的应变，但是当沥青层与桥面板脱开成为滑动的界面条件时，沥青层的层底拉应力与剪应力大幅度增加，尤其在重载车的作用下将造成迅速破坏。

因此，桥面铺装要做好，首先要有一定的厚度，混凝土板的表面要平整但不光滑，一定要除净浮浆，彻底干燥，千方百
计地使沥青层与桥面板粘结得非常好，保证桥面铺装与混凝土共同受力，不成为独立的受力结构层。

2喷砂凿毛处理桥面铺装施工工艺
喷砂凿毛与机械铣刨效果比较：
1）喷砂凿毛只是去掉桥表面水泥砂浆而不破坏骨料，既保证了桥面铺装厚度又除去浮浆，使骨料与上面的结构层完全结合，真正起到抗滑的作用，使水泥混凝土铺装与沥青混凝土铺装层共同受力而延长使用寿命。

而铣刨机铣刨无论是大型的还是小型的铣刨机，虽然都能达到铣刨效果，但经过铣刨的桥面铺装层打掉的不仅是浮浆还有部分骨料，同时又松动了桥面铺装层表层的部分骨料，打掉的部分骨料夹在上下两结构层之间起到隔离作用，打掉后上下结构层产生的振动破坏了梁体的结构，并且减少了桥面铺装的厚度。

另外，铣刨后的基层因骨料破坏严重、表面尖锐，涂上防水层后施工车经过时易被破坏。

2）喷砂凿毛能够一次将混凝土表面的浮浆、杂质清理和清除干净，最重要的是同时对混凝土表面进行了打毛处理，使其形成均匀粗糙的表面，提高了防水层和混凝土基层的粘结强度，而且在此过程中，能够充分暴露混凝土的裂纹等病害，以便提前采取补救措施。

在建和已建的大多数桥梁在进行防腐底漆或其他喷涂之前都选择使用抛丸工艺对表面进行清洁和粗糙度处理，例如：长江二桥、江阴大桥、军山大桥、白沙洲大桥、上海卢浦大桥以及东海大桥等。

3桥梁桥面铺装层各种影响因素分析
3.1桥面防水层
在桥面铺装层结构中，作为柔性体的防水层，其弹性模量与其上下混凝土刚性层有差别而形成一个弹性夹层，其存在影响了上下刚性结构层应力传递的连续性。

在承受车轮动荷载时，会在防水层的上、下表面产生间接拉应力和水平剪应力。

如果材料的抗剪强度或者粘结强度低，以及延伸率不够，防水层就会被破坏。

而防水层一经破坏，车轮的动力荷载会迅速扩大破损面积，导致铺装层松散、脱落或者防水层滑动。

重载、坡路、急刹车、掉头等都会加剧这种影响。

3.2桥面结构层
钢筋混凝土桥梁在使用过程中除受到车辆行驶和行人等引起的力学作用外，其桥面结构层还不可避免地遭受雨水侵蚀作用。

雨水的侵蚀作用表现在雨水渗透到混凝土结构内，引发混凝土碱环境破坏，造成混凝土溶蚀、钢筋生锈、膨胀，并与混凝土剥离，使其结构强度降低，最终导致桥梁使用寿命降低。

沿海地区的临海区域大气中盐度较高，潮气对桥梁结构的侵蚀作用很强，大气也会因混凝土不致密而进入结构内，加剧混凝土内钢筋的腐蚀。

4桥梁混凝土桥面防水材料要求与选择
4.1材料性能要求
用于桥梁上的防水材料，除应满足普通防水材料要求外，由于其应用的特殊性，有着更高的性能要求，具体包括：
1）应具有优良的不透水性能，以屏蔽桥面雨水渗透。

2）防水材料应与桥梁基面和混凝土铺装层之间有足够的粘结力，保证其上下两层结为一体。

3）具有良好的抗拉强度和延伸性，以适应桥面裂缝和变形。

4）具有一定的抗剪切强度，以适应车辆行驶对防水层产生的剪切作用。

5）具有良好的耐高、低温性能，适应不同的环境温度，特别是对于卷材的耐高温性能比普通防水卷材要求更高，以适应路面沥青混合料高温摊铺的要求。

6）具有优良的抗老化性能和耐腐蚀性能，以保证达到铺装层的设计使用年限。

7）施工简单快捷，便于机械化作业，以保证工期。

4.2材料选择
桥面铺装层的防水层通常设置在桥面调平层与沥青混凝土路面结构层之间。

因此，桥面防水层的关键除保证防水层具有足够的不透水性能外，还必须保证防水层同混凝土桥面铺装层及沥青混凝土路面结构层两者之间都有足够的粘结强度和抗剪切强度，以适应桥面行车的需要。

防水层使用的材料有卷材和涂料两种类型。

卷材和涂料应用在桥面铺装系统中各有利弊。

研究和实践证明，只要针对工程实际情况，进行详细的试验和认真的调查研究，并由专业人员进行材料的选择和设计，则无论卷材和涂膜防水层均可提供良好的防水效果。

参考文献
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