公路桥梁防排水系统缺陷及防治措施分析

刘新宏

（石家庄市三环路管理处，河北 石家庄 050051）

1 目前公路桥梁防排水系统缺陷

目前，因桥梁防排水系统设计及施工的缺陷，对桥梁的安全性和耐久性有着很大的影响，再加上交通量的大幅增长和超载的影响，使桥梁过早地遭到破坏，甚至成为危桥。具体表现在以下几方面。

1.1 桥面系防排水缺陷。长期渗流水致使桥面铺装层、护栏、梁板底部、边梁外侧等结构混凝土出现腐蚀酥松、脱落、钢筋与混凝土分离、钢筋裸露等病害。另外桥面水泥砼铺装太薄和铰缝混凝土质量不高，水由铺装层向下渗漏，从铰缝流到梁板，对混凝土产生腐蚀，削弱了梁板的承载能力。

1.2 过去采用的伸缩缝形式基本上都是漏水的，由伸缩缝处渗漏水往往流到梁端和盖梁，对其顶部混凝土产生严重的腐蚀。

1.3 桥梁墩台等下部结构受到水的侵害来源于两方面：一是桥面系水的顺流，二是外界水的浸蚀，尤其在河流、海洋水位上下浮动的部位更是严重。作为桥梁重要承重结构，墩台被严重腐蚀的病害如不及时修复，后果不堪设想。

1.4 施工过程中结构的积水未注意及时排放，预应力孔道未注意封口，排水孔布置密度低，积水对梁体、孔道内钢绞线束、压浆浆体造成侵害。

从对公路桥梁病害调查结果来看，桥面和施工过程的积水的损坏占的比例最大，其次是边梁外侧、梁端、盖梁、下部结构墩台水位浮动处损害。

2 桥梁防排水系统缺陷对桥梁造成损害的机理分析

桥梁结构水泥混凝土长期处于潮湿条件下，尤其在干湿或冻融的交替循环状态下，混凝土结构的耐久性会大受影响。

水泥混凝土在塑性期或硬化初期会因为水分蒸发造成塑性开裂，形成微小裂缝。若桥梁结构混凝土厚度薄，和空气的接触面积大，则很容易产生塑性开裂。塑性裂缝会随着车辆反复荷载的冲击逐渐扩展，加速带有腐蚀性物质的水对混凝土产生腐蚀。

碱—骨料反应、盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素，三种反应都是因为水进入混凝土结构内部引起的，只要没有水，就可以减缓或避免，所以必须设置完善的防排水系统，将混凝土与水隔离开来，使其不具备发生反应的条件，就能延长桥梁使用寿命。

3 桥梁防排水系统的设计及施工重点

桥梁防排水系统的设计目的，就是设法将水与混凝土隔离，使水不能进入混凝土本体，尤其不能进入裂缝，并排出桥梁结构范围以外。设计及施工重点应包括以下几方面。

3.1 混凝土本身的自防水

混凝土经常大面积接触水的部位要设计为防水混凝土，尤其是桥面和下部结构水位浮动的部位。桥梁结构设计为防水混凝土或加入丙烯纤维可以起到阻裂作用，并使其具有很好的抗渗能力，达到自防水的基本要求。

3.2 桥面铺装及防水涂层

桥面水泥混凝土的平均厚度不能小于10cm，最薄处厚度不能小于8cm，桥面钢筋网钢筋直径不宜小于10mm，间距不能大于150mm。

桥面水泥混凝土铺装层上面必须设置防水层，防水层要与水泥混凝土和沥青混凝土都有很好的亲和性，附着力好，具有良好的力学性能，否则就成为一个层间抗剪力很低的夹层，将导致桥面沥青混凝土出现拥包、滑移，直至松散、破坏。

3.3 预制梁桥的铰缝

预制梁桥的铰缝处是受力复杂、混凝土最薄弱的部位，最容易受到侵蚀，桥面水通过铰缝裂缝进一步腐蚀梁板混凝土和钢筋，易形成单梁受力，降低承载能力直至破坏。

铰缝混凝土应设计微膨胀防水混凝土，并保证振捣密实。在施工时，铰缝底部应提前灌注砂浆封堵，防治底部混凝土漏浆离析。铰缝顶部混凝土高出预制梁顶板部分要凿除，以保证桥面铺装层厚度。

3.4 伸缩缝的防水

伸缩逢下面的梁端和盖梁因伸缩缝漏水受水损害最严重，造成该部位最容易损坏。目前毛勒缝、仿毛勒缝有较好的防水效果。对伸缩量小于5cm的小变位伸缩缝，采用聚合物改性沥青弹塑体填充式伸缩缝，也能成功地解决伸缩缝漏水的难题。

3.5 桥面泄水孔

无论设计还是施工，桥面泄水孔的设置都容易被忽略。常见问题有：未正确计算桥面收水面积，收水口小，不能及时将桥面的水排走；收水口高于桥面，造成桥面积水；收水口周围混凝土不密实，造成收水管周围漏水；出水管过短，发生尿檐现象，导致收水口周围以及边梁外侧混凝土的破坏，并影响桥梁外观。

3.6 墩柱落水管

目前大跨径连续箱梁桥往往在墩柱上设置落水管，一般有两种方式，一种为外附着式，将PVC管道附着在墩柱上，在盖梁外侧与桥面泄水管连接，将桥面水排放于墩柱下的收水井中，这种设置方式的缺点是排水管道容易受到外力破坏。另外一种是将PVC管道预埋在墩柱及箱梁体内，水由墩柱内部出水口排出到桥墩下的收水井中，此种设置方式的缺点是管道疏通困难，桥面杂物容易堵塞排水管道，容易造成墩柱混凝土在管道内积水侵蚀或冻胀的作用下遭到破坏。

两种设置方式相比，第一种方式比较合理，且施工简便，笔者认为，对附着在墩柱上的管道应尽量布置在墩柱内侧或中间，以防止行人及车辆的破坏。

无论采取哪种方式，都要注意将排水引出墩台周围，在大部分设计中，收水井并未与其他路面排水设施相连，收水井只是形式上的积水井，多余排水在墩台周围渗入地下，依旧侵蚀墩台混凝土。

对受水位上下浮动影响的墩台，不但墩台本身混凝土设计为防水混凝土，还应对墩台表面进行防水处理，加强其防水性及耐久性。

3.7 护栏外侧与人行道的构造

护栏外侧应设计为光滑的表面，底面设有止水槽，雨水能很快地顺外侧流向地面，避免流向边梁外侧。设有人行道的桥梁，人行道的防水也不能忽视，防止雨水渗流到主梁。但有些设计忽略了这一点，雨水从人行道缝隙渗漏，沿外侧漫流，从而造成边梁翼板及外侧的污染和腐蚀。

3.8 施工过程的残留水

现在箱梁设计中普遍设有排水孔，但布置密度偏低。在箱梁施工结束时，往往忽视将其凿开，造成梁体内空间积水。后张法预应力孔道因空置期较长，雨水进入管道积存于管道最低处，对于管道弯度大的部位，排除是很困难的，这不但腐蚀钢绞线，而且会加大压浆的水灰比，降低压浆浆体强度。因此在加强施工管理的同时，设计中很有必要对管道在空置期的封口提出重点要求。

4 结论

4.1 桥梁必须设置完善的防排水系统，首先是混凝土本身的自防水，保证本身的密实性和防腐蚀性能，另外桥面系防排水系统的完善是至关重要的。

4.2 在保证桥面混凝土质量的基础上，必须设置防水层，防水材料要有很好的亲和性、牢固性和高温施工性。伸缩缝必须设计选择防水型的，毛勒、仿毛勒伸缩缝是目前比较理想的伸缩缝，5cm以下小伸缩量，可使用聚合物改性沥青弹塑体填充式伸缩缝。

4.3 梁端和帽梁顶部建议用普通的防水涂料进行处理，防止伸缩缝失效时漏水腐蚀混凝土。下部结构在水位浮动部位处，除了要作防水混凝土外，也要涂防水涂料，墩柱应做附着式排水，并避免受撞破坏。护栏外侧应包住翼板并设计滴水槽。 桥面收水口必须低于水泥混凝土铺装的高程，出水管应保证不尿檐。

4.4 加强施工过程中的积水排放及预防管理，设计时要加大排水孔布置密度，对后张法预应力管道在空置期的封口提出重点要求。

[1]JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG/T B07—01—2006，公路工程混凝土结构防腐技术规范[S].

[3]JTGF40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].