张志刚

摘 要：随着社会的不断发展和进步，人们的出行需求越来越高，与之相配套的路况设施发展迅猛，而在重视公路规划和里程的同时，减少不必要的迂回盘旋和缩短路线也正变得越来越重要，桥梁的作用日益凸顯。该文以公路桥梁桥面铺装及排水防水系统为着力点，分析研究如果提高桥梁的建设质量和使用寿命。

关键词：公路桥梁 桥面铺装 防水 排水

中图分类号：U443.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0086-02

公路，即公用之路，是经济建设的先行官，汽车、货车、公交车、摩托车、自行车等众多交通工具及行人都可以通行，随着我国经济的快速发展，人们的出行需求与汽车的快速增长倒逼公路不断拓宽拓长。交通运输部发布的《2014年交通运输行业发展统计公报》显示，截止到2014年底，全国公路总里程达446.39万km。而在重视公路规划和里程的同时，减少不必要的迂回盘旋和缩短路线也正变得越来越重要，桥梁的作用日益凸显。

桥梁建设不仅节省了路途时间，提高了人们的出行效率，同时在治理交通拥堵、合理制定公路规划、减少噪音污染等方面也有其独到的作用，桥梁建设在我国历史悠久，从古至今对其的研究不胜枚举，随着社会的不断发展和进步，针对公路桥梁桥面铺装及排水防水系统的研究也越来越多，如何正确的开展桥面铺装、选择合适的材料和方法、制定正确的排水防水系统是本文主要研究的问题。

1 公路桥梁的分类

公路桥梁类型种类众多，按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类；按跨径分类可分为特大桥、大桥、中桥、小桥；按跨越方式可分为固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥等；按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥梁的和节段式施工桥梁；按桥面位置分类可分为上承式桥、下承式桥、中承式桥；按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。

2 公路桥梁桥面铺装的形式

谈到公路桥梁桥面铺装，首先要引入桥面铺装的定义，桥面铺装又称车道铺装，指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载，用沥青混凝土、水泥混凝土、高分予聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。其作用是保护桥面板防止车轮或履带直接磨耗面，保护主梁免受雨水侵蚀，并借以分散车轮的集中荷载。

2.1 桥面铺装的施工工艺

桥面铺装层是车轮直接作用的部分，必须具有一定的强度，并满足抗裂、抗冲击、抗车辙、抗冰、抗滑、不透水、刚度好、耐磨性强、行车舒适等特点，其铺装质量应使铺装层与桥面板紧密结合。

桥面铺装的类型主要有水泥混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土层和沥青混凝土层复合型。

2.1.1 水泥混凝土桥面

桥面是桥梁上可供行走或穿行的地面，是车辆直接作用的表层，直接承受车轮轮压的作用力。水泥混凝土是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，亦称刚性路面，俗称白色路面，它是一种高级路面。水泥混凝土桥面不仅是受力层，同时也是保护层，缓冲作用于桥梁的张力和冲击力。据此桥面应具备一定的坚固性、耐压性、粘结性及抗疲劳性，同时防水性和适应温度变化的稳定性也不可或缺。

水泥混凝土桥面的铺装具有刚度大、承载能力强，耐高温性强，耐候性、耐久性优良等诸多优点，但人们的出行需求和车辆密度也随之提高，尤其是针对高等级化的公路，一些大吨位的车辆，并伴之对行车速度的较高要求，对桥面路面的设计及施工工艺提出了较高的技术要求和更严格的施工质量要求，就水泥混凝土而言，造价高及维修养护难度大都是其存在的客观问题。

近年来，我国公路发展速度迅猛，已逐渐向复杂地形地质条件的山区延伸，桥梁占路线总长的比重越来越大，同时交通运载压力也逐年增加，面临的气候条件变化莫测，因此，直接承受车轮荷载的水泥混凝土桥面铺装面临严峻考验。

混凝土桥面板具有水泥混凝土的基本特性，水泥混凝土中水泥石占总体积的1/4。由于水泥颗粒之间存在没有完全排除的空气，水泥混凝土存在较多的微空隙。另外，由于混凝土在强度形成过程中产生较大的水化热， 引起混凝土的收缩应力使混凝土内部产生较多的微裂缝。雨水、雪水、污水就会通过这些空隙和裂缝进入到混凝土内部，对其内部结构进行侵蚀，久而久之就会缩短桥面的使用寿命。

2.1.2 沥青混凝土桥面

沥青混凝土，俗称沥青砼，是指用沥青混凝土作面层的桥面。经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。

近年来，沥青混凝土桥面在公路面中占据主导地位。具有表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨、易清洗、施工期短、养护维修简便、可再生利用、适宜分期修建等优点。但随着公路交通量和车速的不断增长和提高，其暴露出的质量问题也越来越多，有些桥面的使用周期达不到设计年限，有的损坏周期短、修复问题多，这就对沥青混凝土的施工质量要求越来越高，而影响沥青面层使用性能的重要因素是混合料的级配组成。

沥青混凝土桥面的缺点是温度敏感性较高，稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化。夏季强度下降，若控制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏乳化沥青。低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。沥青为高分子材料，耐老化性差，耐久性不易保证；平整度的保持性差，不仅沉降使平整度劣化，而且材料软化易形成车辙。

2.1.3 水泥混凝土层和沥青混凝土层

从上文可以得知，水泥混凝土是刚性路面，而沥青混凝土又偏柔，把二者结合起来是否就刚柔并济了呢。于是便有了水泥混凝土层和沥青混凝土层这种复合型的桥面铺装层。即下层采用水泥混凝土铺装层，上层为沥青混凝土铺装层。

利用水泥浆的凝聚力与沥青混合料的粘聚力，使水泥沥青混合料成为一种密实骨架结构。由于水泥沥青混合料中水泥浆的存在，增大了材料的骨架组成部分，减小了沥青材料的相对比例，从而減小了混合料的温度敏感性。另一方面，由于路面颜色变浅，减小了路面的吸热速率，使路面内温度低于普通沥青路面的温度，使温度应力显著降低。

在我国境内，目前桥面铺装采用的施工方法主要以水泥混凝土层和沥青混凝土层这种复合型的方式为主，这也是通过多年的实践得出的经验。通过水泥混凝土和沥青混凝土的互相兼容和配比，形成一种抗压耐候的混合材料，并按照一定的施工工艺和标准，最终达到了弹性刚性一体化的新形态，对于提高行车的舒适度和桥面本身的使用年限具有十分强大的作用。

3 公路桥梁桥面的防水排水系统

3.1 防水排水系统的重要性

防水，早已不再是一个新鲜的话题，不论是隧道、桥梁、堤坝、道路、建筑还是我们日常居住的房屋，防水都不容忽视。排水，顾名思义就是控制并设定水的流向，排除与处理多余的水量。防水与排水相辅相成，互为补充，共同保证各类生产生活工作的正常开展。

做好公路的防水排水系统，不仅是为了保障车辆的顺畅通行，更是提高公路使用寿命的有力举措，尤其在雨季，做好公路的防水排水系统是做好公路养护工作的第一要务。公路桥梁的防水排水工作更是不可忽视，不管是采用的哪种施工工艺，防排水工作都是基础和前提，做好防排水系统，对于桥梁的使用年限和工程质量具有举足轻重的作用。

防水排水系统是一项系统的工程，只有当高质量的材料、专业的系统设计、成熟的施工技术（包括安装和施工管理）有机地结合在一起时，才能保证优异的工程质量。

3.2 防水排水系统的具体措施

3.2.1 桥面防水系统

桥梁是交通线的重要连接点，是交通运输的咽喉和命脉。由于雨水渗透和车辆荷载的长期影响，极易引发桥面的胀缝、缩缝、裂缝等缝隙，同时混凝土内碱环境容易遭到破坏，造成混凝土溶蚀、钢筋锈蚀、强度降低，最终导致桥梁使用寿命降低。

桥梁是行驶车辆的主承受载体，路面铺装层成为与车轮直接接触的受力点，其次是防水层，最后才是钢筋混凝土结构。而桥面防水层设置于水泥混凝土与沥青混凝土之间，所以防水设计成为一切施工工艺的核心，防水层不但本身要起到防水的作用，而且要求其与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性和附着力，下层能牢固地与水泥混凝土表面粘结，上层与沥青混和料牢固地粘结。

桥面防水系统主要包括：混凝土铺装层自身的防水、桥面铺装层上的防水层、桥面伸缩缝防水、桥面金属护栏、灯柱等部位防水。

桥面防水系统的设计，与桥面防水材料的选择至关重要，要尽量采取措施使水不能进人混凝土本体，尤其不能进入裂缝中去。应以“多道设防”的设计原则开展此项工作，防水层必须具有较高的抗拉强度，并保证铺装层与防水层的粘结及耐久性。桥面防水系统设计时应注意以下几方面。

（1）混凝土铺装层自身的防水桥面铺装宜采用防水混凝土，其特点是厚度小，平面面积大、设计强度等级高，水泥用量大，极易产生收缩裂缝。这不仅要求混凝土具有一定的抗渗性能，同时在凝结硬化的过程中要减少收缩，增强混凝土的抗拉性能，保证桥面积水不下渗到桥梁，提高混凝土的耐久性，保护混凝土桥面板及主梁防止混凝土及钢筋的腐蚀、提高行车的舒适度、增加桥梁美观。它不但要具有防渗透的性能，更应具有防裂缝的性能，最终达到高抗渗低收缩的目的。目前采用的主要是膨胀型防水混凝土。

（2）桥面铺装层上的防水层桥面防水层是指为了防止雨水、雪水、污水等渗入桥体、桥梁，以及其他用水对桥体破坏等而设的材料层。防水层首先要做到防水，也就是不透水，密度要大，需要有较高的韧性和强度，耐腐蚀和防老化，对温度的要求也较高，不因高低温度的变化而改变自身的固态和形态。与水泥混凝土和沥青混凝土能够较好的相容，施工标准、安全、可操作。防水层使用的材料有卷材和涂料两种类型。

防水层一般设置在沥青混凝土的下方，防水层的正确设置和铺设将使雨水不渗入桥梁内侧，而能通过桥面汇集到排水设备，确保桥梁结构免受渗漏水危害，提高桥梁的使用寿命。

?（3）桥面伸缩缝防水伸缩缝又称温度缝，是建筑工程常用名词之一。是指为防止建筑物构件由于气候温度变化（热胀、冷缩），使结构产生裂缝或破坏而沿建筑物或者构筑物施工缝方向的适当部位设置的一条构造缝。桥面伸缩缝指的是为满足桥面变形的要求，通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝。一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式（板式）、模数支承式以及弹性装置。

在大跨度或者温差变化很大的桥梁桥台处，通常采用交错咬合的梳形厚钢板作为伸缩缝，并配合高弹性抗老化的橡胶层，这样就可以减小车辆与桥梁之间的冲击力。在桥梁设计上，伸缩缝还应该在桥梁横向全部断开，即人行道及保护栏也要全部断开。

桥面伸缩缝一旦损坏，就会导致跳车、噪音、漏水、影响行车安全及缩短桥梁使用寿命，因此必须对桥面伸缩缝进行防水设计。做好施工前的准备工作，按照标准的施工工艺进行操作安装、做好后期的保养维护工作，确保伸缩缝的施工质量是做好防水系统的关键步骤。

3.2.2 桥面排水系统

桥面排水不畅似乎历来不被重视，因为它并没有引起桥梁结构的直接破坏，但它是一个缓慢的演变过程，随着时间的推移和长时间的雨水冲刷，桥面的面层极易被破坏，大量的桥面积水也会对车辆和交通带来严重的问题。特别是冬季，雨水、雪水的冻结会使行车道变滑或阻塞排水设施，使桥面排水不畅，影响行车安全。由此我们就要引入排水系统的概念。

排水系统是指排水的收集、输送、水质的处理和排放等设施以一定方式组合成的总体。排水系统的设计应用非常广泛，作为易受雨水侵蚀的公路路面和桥面，更要做好排水系统。排水系统主要由设置桥面纵横坡及一定数量的泄水管等组成。

（1）桥面纵横坡排水设置：桥面在沿路线方向的坡度即桥面纵坡。雨水、雪水等降水汇集到桥面后，要通过横坡和纵坡流入排水管，再汇集到纵向排水管或排水槽。一般做成双向纵坡，在桥的中心设置曲线，纵坡一般以不超过3%为宜，此处的百分比即桥的坡面高度与水平投影之比，即坡度角的正切值。

桥面在沿与路线垂直的方向（横向）的坡度即桥面横坡。桥面横坡的设置是使水流向桥面低处汇集形成边沟，再通过雨水口或泄水孔集中排出，并通过排水管流入地面排水设施。

设计桥面的纵坡和横坡主要是要有利于排水通畅，横坡是将桥面的水往桥两侧排，纵坡是将集中在桥两侧的水向桥两端排，适当增加坡度，能够在短时间内排除降水，保持桥面不存积水、雨过无水的状况，有效保护桥梁和桥面不被侵蚀，同时保持交通整体的顺畅和有序，形成良性的循环机理，延长桥梁使用寿命。

（2）泄水管排水设置：泄水管主要应用于铁路桥梁排水，高速公路两侧桥梁护栏支架及工程和化工排污等系统。泄水管自然是桥面排水的先行官，具有决定性的作用。在桥长大于50米时，就要考虑增设泄水管，将桥面水流通过泄水管排出，首先需要保证泄水管本身的通畅无阻。

在桥面铺装泄水管施工时，浇筑桥面板应预留泄水管安装孔，桥面铺装时应避免泄水管预留孔堵塞；同时泄水管顶面应略低于桥面铺装面层，下端应伸出结构物底l00～150 mm，或按图纸所示将其引入地下排水设施。

通过增设泄水管，分散降水量的流向和流量，同样是桥面排水系统的关键一步。不管是纵横坡排水设置还是泄水管排水设置，其中心思想都是为排水而服务，应该将防排水系统纳入全过程管控，从全面质量管理的角度出发，将此项工作系统全面的开展下去。

4 結语

公路桥梁桥面的铺装及排水防水系统具有点多面广、环环相扣的特点，必须全面系统的层层深入研究，以全局性、高瞻性、战略性的眼光贯穿始终，将桥梁桥面铺装与排水防水系统有机结合，将桥梁建设的坚固、结实、可靠、耐用、美观，不仅是一项工程，更是一项造福千秋万代的伟业。

参考文献

[1] 黄冲.浅谈公路桥梁桥面铺装及排水防水系统[J].科技风，2010（19）：195，197.

[2] 四川厅交通厅公路规划勘察设计研究院.水泥混凝土桥面铺装技术指南[M].成都：西南交通大学出版社，2010.

[3] 叶凌云.水泥-沥青面层复合材料强度机理分析[J].山西建筑，2009（16）：160-161.