浅析水泥混凝土桥面铺装早期破损原因及防治措施

水泥混凝土桥面铺装是桥梁结构的关键保护层，承受着车辆荷载的直接作用，还受到环境因素的长期影响，其质量和耐久性对于保障桥梁的整体安全具有重要意义。但目前实际工程中受到施工、设计、材料等多方面的因素影响，水泥混凝土桥面铺装会出现早期破损现象，裂缝、剥落、坑洼等问题影响桥梁美观、行车舒适性，还可能对桥梁结构造成潜在的安全隐患。因此，深入研究水泥混凝土桥面铺装早期破损的原因，探索有效的防治措施，对于提升桥梁工程的质量和安全性具有迫切的现实意义。

一、水泥混凝土桥面铺装早期破损防治的意义

水泥混凝土桥面铺装的裂缝、剥落等现象，直接影响桥梁的整体质量，降低桥梁的承载能力，引发钢筋锈蚀、混凝土碳化等更严重的结构问题，加速桥梁的劣化过程。一旦桥梁结构受到损害，安全性会降低，增加交通事故的风险。因此加强水泥混凝土桥面铺装早期破损的防治，是保障桥梁工程整体质量和安全性的重要手段，修复和预防破损，可延长桥梁的使用寿命，保证其在设计年限内保持良好的工作状态。破损的桥面铺装会导致车辆行驶过程中产生颠簸和震动，降低行车速度，增加行车风险，同时破损的桥面也会影响行人的通行安全，降低步行体验。特别是在高速公路和城市快速路上，破损的桥面铺装更容易引发交通事故，对公众安全构成严重威胁。因此，加强水泥混凝土桥面铺装早期破损的防治，对于提升行车舒适性和用户体验具有重要意义，保持桥面铺装的完好可提高行车速度，减少交通事故的发生，为公众提供安全、便捷的交通环境。破损的桥面需要定期进行修复养护，需要投入大量的人力、物力和财力，还会影响桥梁的正常使用，同时频繁的修复及养护也会缩短桥梁的使用寿命，降低其经济效益与社会效益。因此，加强水泥混凝土桥面铺装早期破损的防治，采取科学的预防维护措施，可减少破损的发生，降低修复频率及养护成本，为桥梁的长期稳定运行提供有力保障。水泥混凝土桥面铺装是桥梁结构的重要组成部分，加强水泥混凝土桥面铺装早期破损的防治，提高桥面铺装的质量，可减少因破损导致的交通事故与维修成本，为交通基础设施的长期稳定运行提供有力支撑，同时加强防治工作还可促进相关技术和产业的发展，促进交通基础设施的技术创新与产业升级[1]。

二、水泥混凝土桥面铺装早期破损原因

2.1 设计不合理

目前在水泥混凝土桥面铺装设计过程中，存在结构设计与受力特性不匹配的问题，部分设计未结合桥面铺装的受力特点进行设计，没有按照桥梁跨径、结构形式优化铺装层受力模式，很容易引发铺装层与主梁变形不协调的问题，产生附加应力。且伸缩缝是桥面变形的释放通道，设计间距过大会导致温度应力集中，伸缩缝构造不合理则会使雨水渗入侵蚀基层与钢筋。同时排水系统设计疏漏会出现桥面积水，车辆行驶时产生的动水压力会加速铺装层表面剥落，出现破损的问题。另外，设计中没有结合交通量增长、超载车辆通行等实际情况采用偏低的荷载标准，铺装层在短期使用后因疲劳应力超过设计限值而出现开裂。

2.2 桥面铺装厚度不足

从实际情况而言，铺装层厚度需满足抵抗车辆荷载产生的弯拉应力、剪切应力的要求，如果施工期间厚度偏小单位面积承受的应力增大，容易在轮迹带形成纵向裂缝，且较薄的铺装层对环境温度变化更敏感，昼夜温差、日照温差作用下产生较大的温度应力，尤其在夏季高温时段铺装层表面温度可达 60℃以上，与内部形成显著温差引发表层收缩开裂。同时铺装层兼具保护主梁的作用，厚度不足会降低其对主梁钢筋的防护能力，一旦铺装层破损雨水、腐蚀性介质易直接侵入主梁，引发钢筋锈蚀，出现破损的现象。

2.3 钢筋定位不科学

实际施工过程中钢筋保护层厚度过大会致使铺装层表面混凝土因缺乏钢筋约束而容易开裂，保护层过薄则钢筋容易受雨水侵蚀而生锈，锈蚀膨胀会进一步破坏混凝土保护层形成沿钢筋方向的裂缝。如若施工期间钢筋间距过大会降低对混凝土的约束作用，无法有效分散局部应力，裂缝在无筋区集中发展，钢筋网未按受力方向布置会削弱对关键受力部位的加强作用。

2.4 铺装层与混凝土基层结合差

铺装层与混凝土基层结合施工过程中，基层表面存在浮浆、油污、松散集料等杂质，未进行凿毛、清扫或洒水湿润处理，会致使铺装层与基层间无法形成粘结，车辆荷载作用下易产生剪切滑移在界面处出现脱空。如果没有在基层预埋连接钢筋、剪力筋等构造措施，仅依赖界面自然粘结力难以抵抗铺装层与基层间的相对变形，在桥梁伸缩缝附近、支座处等变形集中区域，容易因界面分离产生反射裂缝。同时基层混凝土浇筑与铺装层施工的间隔时间过长，基层表面过度干燥会吸收铺装层混凝土中的水分，界面处混凝土水化不充分强度降低，形成薄弱部分，出现破损问题。

2.5 混凝土强度不足

混凝土强度不足，主要是水泥用量不足、水灰比过大降低混凝土的抗压、抗拉强度，细集料比例过高增加混凝土收缩量产生干缩裂缝，粗集料级配不良使骨架支撑作用减弱，影响强度发展。或是使用过期水泥、含泥量超标的砂石料降低混凝土的胶结能力与密实度，外加剂选型不当或掺量失控，致使混凝土和易性变差、强度倒缩。同时混凝土浇筑后若养护不合理，表面失水过快会阻碍水泥硬化，表层强度偏低，冬季施工时未采取保温措施混凝土受冻破坏内部结构，形成冻融损伤，强度下降、表面起砂，出现破损现象。

2.6 施工工艺不先进

实际施工期间，浇筑布料不均匀导致局部厚度偏差，振捣不足使混凝土密实度不够存在蜂窝、麻面，过度振捣则会引发集料下沉、砂浆上浮形成分层离析，降低界面粘结强度。且抹面过早带出过多水泥浆增加表面收缩量，抹面过晚则无法消除表面裂缝，容易因人为扰动产生塑性裂缝，收光不平整还使桥面平整度差，车辆行驶时产生冲击荷载加速局部破损。且在施工过程中，混凝土初凝后没有科学覆盖保湿或洒水频率不足，表面失水产生干缩裂缝，养护龄期不足混凝土强度未充分发展即开放交通，在荷载作用下产生早期疲劳破坏。

三、水泥混凝土桥面铺装早期破损的防治措施

3.1 强化设计的控制

水泥混凝土桥面铺装设计过程中，需遵循“受力协调、变形适应、功能完善”的原则，提升铺装层的结构合理性。按照桥梁跨径、结构形式计算铺装层的附加应力采取加强措施，连续梁桥在负弯矩区增设铺装层钢筋网密度，合理控制桥面铺装长度，最长不超过 60 米，超过需设置伸缩缝，利用滑板支座等装置释放温度应力与变形应力，避免应力集中。且设计横坡不小于 1.5% ，纵坡结合桥梁排水需求设置，保证桥面无积水，泄水管间距控制在5-8 米，管口低于桥面 3-5cm ，避免水膜形成，伸缩缝选用耐久性好的弹性材料使缝宽与桥梁伸缩量匹配，合理设置止水带防止渗水。另外，设计工作中需分析交通量年增长率，采用超载系数使铺装层具有一定的强度储备，抵御短期荷载波动，预防早期破损问题。

3.2 控制桥面铺装厚度

桥面铺装层厚度控制期间，需按照相关标准执行工作，高速公路、一级公路的桥面铺装厚度不应小于 10cm 、二级及以下公路不应小于 8cm ，重载交通路段厚度应增加 2-3cm 提高抗疲劳性能，厚度偏差控制在 ±5mm 以内避免局部过薄形成薄弱区，施工前对基层进行平整度检测，偏差超过 5mm 的区域需进行凿除或补平，保证铺装层厚度均匀，避免因基层不平整导致的局部厚度不足，降低早期破损问题的发生率[1]。

3.3 提升钢筋定位科学性

钢筋定位施工期间，需按照环境类别确定保护层厚度，采用高强度垫块固定钢筋，垫块间距不超过 80cm ，保证钢筋网不下沉、不上浮，钢筋直径控制为 10-12mm 、间距横向为10-15cm 、纵向为 15-20cm ，轮迹带区域横向钢筋可加密至 8-10cm ，钢筋网接头采用搭接焊，搭接长度不小于 10 倍钢筋直径，保证受力连续。钢筋网铺设后采用点焊固定与基层预埋钢筋连接牢固，浇筑混凝土前再次检查钢筋位置，偏差超过 5mm 的情况下立即调整，避免振捣过程中移位[2]。

3.4 强化铺装层与混凝土基层结合

整体工程的基层混凝土浇筑完成后，强度达到 2.5MPa 期间进行凿毛处理，凿毛深度3-5mm ，清除浮浆、碎屑后用高压水枪冲洗干净，铺装层施工前 2 小时洒水湿润基层，使表面无明水但处于饱和状态，增强界面粘结力。且需在基层预埋构造连接钢筋，直径 8-10mm ，长度 30-40cm ，间距 50-60cm ，一半埋入基层一半伸出基层表面，与铺装层钢筋网绑扎连接形成“销键”作用，减少层间相对滑移。同时基层与铺装层施工间隔不可超过 7 天，如若间隔过长需在基层表面涂刷水泥净浆或界面剂，提升层间粘结质量[3]。

3.5 改善混凝土强度

为改善工程混凝土强度，预防早期破损问题，需严格控制水灰比，使其 0.4-0.5 之间，掺入高效减水剂，掺量 2%-3% 减少用水量，提高混凝土密实度，砂率控制在 30%-35% ，在级配曲线范围内尽量提高粗集料比例，利用粗集料骨架作用减少收缩，水泥选用 42.5 级及以上硅酸盐水泥，用量为 320-360kg/m ³，促使混凝土强度发展。且粗集料采用连续级配的碎石，粒径 5-20mm 针片状含量不超过 10% ，含泥量 ⩽1% ，细集料选用中砂含泥量 ⩽3% ，外加剂需与水泥适配性试验合格后方可使用，禁止使用过期或变质材料。同时拌合时间控制在 90-120 秒，材料均匀的情况下，出机混凝土坍落度控制在 50-70mm ，避免因坍落度过大导致离析、收缩增加，科学预防早期破损的现象[4]。

3.6 提高施工工艺

混凝土初凝前进行第一次抹面消除表面气泡，终凝前进行第二次收光闭合表面裂缝，缩缝在混凝土强度达到 25%-30% 切割，深度为铺装层厚度的 1/3-1/4，切缝后及时清理缝内杂物，填入弹性密封材料，混凝土浇筑完成后 1-2 小时内覆盖塑料薄膜或土工布保持表面湿润，养护期不少于 14 天，高温季节早晚各洒水 1 次、低温季节采取保温措施，促使养护期间混凝土强度稳步增长，养护期内禁止车辆通行开放交通前检测混凝土强度，达到设计强度的 100% 后方可放行避免早期荷载损伤。同时完善洒水养护的技术模式，明确现场的混凝土养护工作标准要求，严格控制洒水的时间与频率，科学合理预防出现养护工作的问题，切实提升养护的效果，满足当前的工作要求，预防早期破损的现象，达到预期的目的[5]。

结语：

综上所述，水泥混凝土桥面铺装早期破损问题原因较多，需要采取综合性的防治措施解决，科学控制施工厚度，提升铺装结构与混凝土结合度，改善钢筋定位准确性、提升混凝土强度，采用先进施工技术，提高水泥混凝土桥面铺装的质量，改善耐久性，延长桥梁的使用寿命，保障行车安全和用户体验，未来的桥梁工程建设中需继续加强对水泥混凝土桥面铺装早期破损问题的研究探索，快速总结经验教训，创新防治技术，为促进我国交通基础设施建设的持续健康发展贡献力量。

参考文献：

[1] 李宁博, 郝培文, 王雨谨, 等. 水泥混凝土桥面铺装抗泛白性能评价方法及影响因素研究 [J]. 中外公路 , 2023, 43(05):198-207.

[2] 康广朝, 董春晓, 李若晨, 等. 不同温度下水泥混凝土桥面铺装结构抗剪性能研究[J]. 新型建筑材料 , 2024, 51(03):111-115.

[3] 康广朝 , 董春晓 , 李若晨 , 等 . 不同温度下水泥混凝土桥面铺装结构 抗剪性能研究 [J].New Building Materials / Xinxing Jianzhu Cailiao, 2024，23(03) ：44-47.

[4] 冯刚 . 浇注式沥青混凝土铺装水泥混凝土桥面的实践 [J]. 四川水泥 , 2023，15(03):221-223.

[5] 尹强, 徐杰, 李点点, 等. 水泥混凝土桥面环氧沥青超薄磨耗层层间结合性能提升工艺研究 [J]. 交通科技 , 2023，26(02):51-55.

作者简介：李苏桥 男 湖南省隆回县 汉 1981 年1 月6 日 本科 工程师 工作方向：农村公路桥梁、安防工程。