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桥面铺装层常见病害及病理分析 张攀 （烟台市招远公路管理局，山东省烟台市 265400） 摘要：关键词：The common diseases and pathological analysis of bridge deck pavement ZHANG Pan （Yantai of Shandong Province, Zhaoyuan Highway Administration, 071000,China） Abstract: Bridge deck pavement is a kind of special structure that differs from common pavement structure, which plays the role of protecting highway bridge and road use function. By further research on bridge deck pavement common diseases and the reasons, and then through applying ANSYS10.0 analysis software to simulate various adverse condition of surfacing bearing law, such as overload, high temperature, waterproof layer, the insufficient bond binding and thickness of asphalt layer, the layer status. Key words: bridge deck pavement，finite element analysis，early damage，waterproof adhesive layer 桥面铺装层常见的破坏形式 随着交通量的不断增加和超载现象的频繁发生，桥面铺装层的破坏越来越严重，有些路段甚至在通车不久就发生了路面的早期破坏，不同的铺装结构层其破坏形式也不同[1~7]。对于沥青混凝土铺装层，其破坏形式主要有： 开裂类 环境因素或者是荷载作用，使得沥青铺装层出现开裂，产生不同程度的裂缝。根据产生裂缝的原因，铺装层开裂有：温度裂缝、角偶断裂、荷载裂缝、干缩裂缝、伸缩缝附近的裂缝等。根据裂缝的走向可以分为：横向裂缝、纵向裂缝和网裂。如下图1.1所示。 图.1 桥面的开裂破坏 图.2 桥面的变形破坏 图.3 桥面的损耗破坏 （公式2-1） 式中：σR ——沥青混凝土的容许拉应力（MPa） σSP ——沥青混凝土的劈裂强度（MPa） KST——沥青混凝土的抗拉结构系数（和级配类型、温度疲劳有关） 沥青铺装层和桥面板的粘结力不足，产生拥包、推移等变形破坏的力学机理 层间抗剪强度的大小是能否产生变形破坏的主要原因，铺装层层间的抗剪强度应该满足下面的控制公式（2-2）： （公式2-2） 式中：τmax——铺装层层间的最大剪应力（行车荷载引起的水平力、垂直力的共同作用） τR——沥青混合料的抗剪强度（与沥青混凝土的摩阻力、粘聚力有关） 另外，层间可能出现的最大拉拔应力σmax应该小于防水粘结层的容许拉应力σR，即σmax≤σR。 针对铺装层病害产生的原因进行理论分析 运用ANSYS10.0有限元软件，建立典型的水泥混凝土桥面铺装结构模型，利用有限元分析方法对模型进行力学分析。 图3. 水泥层内各应力沥青混凝土内各应力随超载变化图1、σx和σz增大幅度达到110%左右，τxy和τyz的增大幅度也很大。可见，超载现象的出现对沥青混凝土层内的受力造成不利影响，很容易就出现剪切破坏。 考虑到超载可能对层间的应力造成影响，分别对：水泥层和防水层之间的应力值、沥青层和防水层之间的应力值进行了分析。结果如下图3.2所示 图3. 超载时水泥层和防水层之间沥青层和防水层之间应力的变化趋势xy和τsyz分别增大到原来的2.1倍和1.9倍，增长幅度较大。从上图的斜率直接可以看出，层间的拉拔力σsy几乎不受影响。层间剪应力的增大，容易导致水泥层和防水层之间开裂，发生相对位移，超载现象严重时，相对位移较大，桥面铺装就会出现推移，引起拥包。另外，超载如果发生在拥包处，会出现网裂现象。 沥青层和防水层之间的应力受超载的影响都比较大，剪应力τrxy、τryz，拉拔力σry分别增大到原来的2.1倍、2.0倍、2.0倍。因此，超载很容易造成沥青铺装层和桥面板之间脱落，发生推移、拥包等破坏。在