沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析（一）

本文对钢筋混凝土桥梁柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析和研究。在总结目前国内桥面铺装主要结构分析方法的基础上，通过理论分析，提出了有限元法需要研究的几个问题，并指出了今后的主要研究方向。
关键词:水泥混凝土桥面沥青混凝土桥面铺装
1。概述
桥面铺装直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用，其变形和受力特性与主梁和桥面的结构类型密切相关。一方面可以分散荷载，参与桥面的受力，另一方面起到连接主梁的作用，共同承受应力；它既是桥面的保护层，又是桥面结构的共同受力层，因此具有足够的强度和良好的整体性，具有足够的抗裂性、抗冲击性和耐磨性。
近年来，我国公路桥梁建设发展迅速，桥梁结构不断创新，大跨度桥梁已经非常普遍。然而，桥面铺装的设计和施工仍然沿用传统的做法。桥梁结构设计时，一般不专门对桥面铺装进行计算分析。随着交通量和重型车辆的增加，桥面铺装问题普遍存在[1-6]。这不仅妨碍正常交通，影响桥面美观，还容易引发交通事故，给养护工作带来很大困难。近年来，人们对桥面铺装造成的直接和间接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功能和诱发交通事故的主要病害。
桥面柔性铺装可以大大缓解行车对桥面的冲击，运营中容易满足稳定性和舒适性的要求。随着沥青材料性能的提高，其应用将会更加广泛。而现行规范[7]主要从材料、做法、厚度等方面对沥青路面结构的设计给出了指导性说明。至于具体的设计理论和方法，还是空白，路面的设计没有规律可循。这样一来，在实际设计中，桥面铺装只是作为桥梁工程的附属结构，设计人员花在上面的精力很少，为桥面铺装的早期损坏埋下了隐患。因此，应加快对桥面铺装的研究，尤其是对结构破坏机理和设计理论的研究。
2。破坏形式
与普通路面和水泥混凝土桥面铺装相比，沥青混凝土桥面铺装的破坏形式是不同的[8，9]。主要有:①铺装层存在较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形，或由于铺装层与桥面粘结力差，水平抗剪能力弱，由于水平方向的相对位移而发生剪切破坏。②桥面或梁结构因温度变化和大挠度产生的裂缝，在车辆荷载和渗水的作用下，造成表面疏松和坑槽破坏。
防水层从20世纪70年代开始在欧美桥面铺装中广泛应用。随着交通量的增加，出现了一些新的问题，如面层早期破损开裂、坑槽，防水层与面层、桥面粘结强度不足等病害。近年来，在我国一些地区，如北京、天津等地，桥面防水层也出现了相应的病害。
带防水层的水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏，常表现为抱紧和推挤现象。剪切破坏有两种:一是桥面钢筋混凝土的模量远高于沥青混凝土和防水层的模量，沥青混凝土层相对较薄，沥青层中剪应力较大，导致不确定破坏面的剪切变形；二是防水层和沥青混凝土面层与桥面粘结力不足而发生剪切破坏。因此，剪切破坏是带防水层水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层破坏的主要原因，实际设计中应根据两种剪切破坏类型进行计算分析。