瀝青橋面鋪裝早期病害分析及施工要點(diǎn)研究

1、瀝青砼橋面鋪裝病害分析及施工改善措施王建設(shè)（河南路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司）摘 要: 本文針對(duì)橋面鋪裝的工程實(shí)踐，對(duì)鋼筋混凝土橋柔性橋面鋪裝的早期病害及其原因進(jìn)行了分析與研究，探討了瀝青砼橋面鋪裝的施工要點(diǎn)。關(guān)鍵詞:  瀝青混凝土 橋面鋪裝 早期病害 原因分析  1 概述隨著我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展，大跨徑橋梁橋面鋪裝已成為公路建設(shè)中的一項(xiàng)技術(shù)難題。大跨徑橋梁橋面鋪裝取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)，但橋面鋪裝的高溫車(chē)轍、疲勞開(kāi)裂、層間脫離等病害仍然較嚴(yán)重。尤其是特大橋?yàn)榻煌ňW(wǎng)絡(luò)中的重要樞紐，封閉交通進(jìn)行維修會(huì)嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸，因此要求橋

2、面鋪裝具有更長(zhǎng)的使用壽命，性能更可靠。我國(guó)有許多大跨徑橋梁正在建設(shè)中或即將建設(shè)，大量舊橋橋面鋪裝需要維修，因此橋面鋪裝存在的問(wèn)題迫切需要進(jìn)一步研究解決，以指導(dǎo)工程實(shí)踐。橋面鋪裝問(wèn)題是一個(gè)集橋梁結(jié)構(gòu)、鋪面結(jié)構(gòu)、鋪裝材料及粘結(jié)防水材料的多學(xué)科交叉的綜合性課題。橋面鋪裝層直接承受行車(chē)荷載、梁體變形和環(huán)境因素的作用,其變形和應(yīng)力特征與主梁及橋面板結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān),一方面可分散荷載并參與橋面板的受力,另一方面起聯(lián)結(jié)各主梁共同受力的作用;既是橋面保護(hù)層又是橋面結(jié)構(gòu)的共同受力層,所以具有足夠的強(qiáng)度和良好的整體性,并具有足夠的抗裂、抗沖擊、耐磨性能。2 瀝青砼橋面鋪裝的破壞形式瀝青混凝土橋面鋪裝與正

3、常路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比,損壞形式有所不同。主要有 : 鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力,引起不確定破壞面的剪切變形,或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差,抗水平剪切能力較弱,在水平方向上產(chǎn)生相對(duì)位移發(fā)生剪切破壞,產(chǎn)生推移、擁包等病害;因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙,在車(chē)輛荷載及滲入的水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。3 瀝青混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)損壞原因分析3.1 結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì) (1) 橋梁的結(jié)構(gòu)理論中對(duì)橋面鋪裝層的計(jì)算分析論述幾近于零,現(xiàn)行規(guī)范中只給定了厚度的推薦值,工程界一直在各等級(jí)的公路中運(yùn)用了幾十年。隨著交通量的

4、增大,現(xiàn)行鋪裝與重型、超重型汽車(chē)的增多和車(chē)速的增快已不相適應(yīng)。橋面鋪裝層直接承受車(chē)輪荷載的沖擊,橋面鋪裝部分或全部參與了主梁結(jié)構(gòu)的變形,因此橋面鋪裝是一個(gè)受力復(fù)雜的動(dòng)力體系,各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。梁設(shè)計(jì)的箱梁骨架鋼筋在實(shí)際受力狀態(tài)下難以像T梁主筋那樣發(fā)揮應(yīng)有的作用。所以,設(shè)計(jì)的假設(shè)狀態(tài)與箱梁的實(shí)際受力狀態(tài)不一致。現(xiàn)行橋規(guī)第3.2.2條規(guī)定:如無(wú)精確的計(jì)算方法,箱形梁也可參照T形梁的規(guī)定處理。從眾多箱梁的設(shè)計(jì)來(lái)看,大部分設(shè)計(jì)者對(duì)箱梁構(gòu)件是按T形梁進(jìn)行處理的。而箱梁的實(shí)際受力雖有近于T梁的一面,又有異于T梁的一面,對(duì)于連續(xù)箱梁差別更大。尤其是近年來(lái)箱梁的橋面越來(lái)越寬,橋

5、跨與橋?qū)捴仍絹?lái)越小,箱梁仍按T梁那種長(zhǎng)細(xì)桿件設(shè)計(jì)配筋,就越來(lái)越不適宜了。(3)隨著材料工業(yè)的發(fā)展,橋梁承重結(jié)構(gòu)的改進(jìn),使橋梁主梁能以較柔的結(jié)構(gòu)達(dá)到受力的要求,高等級(jí)公路大跨橋梁的橫向越來(lái)越寬。特別在設(shè)計(jì)計(jì)算中側(cè)重于主梁縱向的計(jì)算分析,對(duì)橋梁橫向剛度重視不足,橫向構(gòu)造措施不利使橋面鋪裝分擔(dān)了過(guò)多的次內(nèi)力。(4)對(duì)于連續(xù)梁橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結(jié)構(gòu),由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力,使橋面鋪裝層受到拉力的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩區(qū)裂縫,從而造成橋面鋪裝的損壞。(5)在對(duì)高速公路進(jìn)行交通組織管理中,由于車(chē)道功能的不同,人為強(qiáng)制地使橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)始終處于偏載狀態(tài),使主車(chē)道的鋪裝承擔(dān)了比超車(chē)道高得多（量值可達(dá)

6、三至四倍）的運(yùn)營(yíng)應(yīng)力水平,因此加快了主車(chē)道鋪裝層的疲勞。特別是隨著私營(yíng)運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,貨運(yùn)業(yè)主為追求短期經(jīng)濟(jì)利益,通過(guò)改變車(chē)廂結(jié)構(gòu)如加長(zhǎng)車(chē)廂和加高車(chē)軸彈簧等使汽車(chē)的載重、軸重及輪載成倍增加。這些車(chē)輛對(duì)鋪裝層具有嚴(yán)重的毀壞作用,并使橋梁結(jié)構(gòu)局部超載,加快了主車(chē)道鋪裝層的病害發(fā)展。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)中車(chē)輛荷載的實(shí)際分布情況,在明確了橋梁結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)上,對(duì)橋面鋪裝層進(jìn)行受力計(jì)算。3.2水所引起的損壞由于瀝青的粘附性差，空隙率過(guò)大或鋪裝層開(kāi)裂導(dǎo)致水分滲入，水滲入到瀝青面層內(nèi)部和水泥混凝土橋面與瀝青面層的界面之間，在行車(chē)荷載及溫度變化下產(chǎn)生水損害，從而出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂、剝落、松散、坑洞等現(xiàn)象，另一方

7、面由于界面之間存在水壓力，降低了界面之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，造成瀝青層脫落、起皮等現(xiàn)象，使鋪裝層失去強(qiáng)度和防水能力。3.3溫度條件所引起的損壞橋面結(jié)構(gòu)直接承受氣候條件的影響，同正常路面結(jié)構(gòu)相比，鋪裝層材料夏季溫度更高，冬季溫度更低，即相同的氣候條件對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)材料的影響更苛刻。因此，在普通路面中使用良好的材料，用在鋪裝結(jié)構(gòu)中往往會(huì)由于溫度產(chǎn)生損壞。同時(shí)由于橋面板或梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大撓度也易引起瀝青混合料鋪裝層開(kāi)裂，水滲入后易造成面層松散和坑槽破壞。3.4施工工藝(1)鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架的沉降及預(yù)應(yīng)力反拱無(wú)法十分準(zhǔn)確地預(yù)測(cè),或由于施工工藝控制欠佳,施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相符是比較

8、困難的,一般在測(cè)量主梁頂面標(biāo)高后對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度。如果調(diào)整不好,就會(huì)造成鋪裝層厚度不均,使有的地方厚度偏小。(2)梁頂清理不利,造成鋪裝層與主梁結(jié)合欠佳。3.5 橋面防水層的影響由于柔性防水層的強(qiáng)度與主板和鋪裝層的強(qiáng)度有差異,它的存在使上部結(jié)構(gòu)按模量形成剛?cè)釀偟陌弩w受力體系,中間柔性?shī)A層會(huì)增大橋面板板中部的板底拉應(yīng)力。處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開(kāi)裂,在車(chē)輪的動(dòng)力荷載作用下,彼此間的縫隙越來(lái)越大,直到松散脫落。另外,防水層的使用使鋪裝層發(fā)生剪切破壞的機(jī)率大大提高。4、 施工中的質(zhì)量控制措施瀝青混凝土橋面鋪裝一般包括普通瀝青混凝土、改性瀝青混凝土，其中后者應(yīng)用較多。瀝青混凝土橋

9、面鋪裝施工前，梁頂或現(xiàn)澆梁板混凝土的層頂應(yīng)平整、粗糙、干燥、整潔，不得有塵土雜物、油污，橋面橫坡應(yīng)符合要求。當(dāng)不符合要求時(shí)應(yīng)予處理，對(duì)尖銳突出物及凹坑應(yīng)予打磨或修補(bǔ)。41把好防水層的施工質(zhì)量關(guān)防水層必須全橋面滿(mǎn)鋪，達(dá)到無(wú)破洞、漏鋪、脫開(kāi)、翹起、皺折的要求。應(yīng)做好邊角(陰陽(yáng)角)拐彎處及形狀不規(guī)則的細(xì)部防水層的鋪設(shè)。近年來(lái)，橋面防水層常采用噴灑M1500防水劑方法。施工時(shí)，應(yīng)督促承包人嚴(yán)格按產(chǎn)品說(shuō)明施工，并嚴(yán)格管理，防止噴灑量不夠或漏灑。42必須按規(guī)范要求嚴(yán)格灑布粘層瀝青43嚴(yán)格把好粗集料、細(xì)集料的質(zhì)量關(guān)(1)瀝青混凝土面層在配料過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制粗集料的規(guī)格。應(yīng)對(duì)粗集料最大粒徑嚴(yán)格把關(guān)，使其符合

10、規(guī)范要求。(2)盡量不采用花崗巖、石英巖等酸性巖石制成的粗集料、細(xì)集料(其集料瀝青的粘附性不能滿(mǎn)足要求)，盡量不采用與瀝青粘結(jié)性能很差的天然砂。受條件限制必須使用時(shí)，應(yīng)采用抗剝離措施：用干燥的磨細(xì)消石灰或生石灰粉，水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的12；或者在瀝青中摻加抗剝離劑或者將粗集料、細(xì)集料用石灰漿處理后使用。44嚴(yán)格把好(改性)瀝青的質(zhì)量關(guān)(1)選擇(改性)瀝青品牌時(shí)，應(yīng)先取樣試驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)、規(guī)范要求時(shí)方可選用。(2)(改性)瀝青進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)附有煉油廠的瀝青質(zhì)量檢驗(yàn)單。到貨的(改性)瀝青必須嚴(yán)格按批量、頻率，進(jìn)行自檢、抽檢、送檢試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求后才能使用。(3)瀝青在使

11、用期間，貯存的溫度不宜低于130，并不得高于180。45嚴(yán)格把好瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)關(guān)開(kāi)工前，承包人必須按設(shè)計(jì)、規(guī)范要求做好配合比設(shè)計(jì)，并報(bào)監(jiān)理中心試驗(yàn)室進(jìn)行復(fù)核，批復(fù)后方可使用。46嚴(yán)格把好瀝青混合料的拌制關(guān)在瀝青混合料拌和場(chǎng)(即后場(chǎng))，應(yīng)專(zhuān)門(mén)安排有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理工程師進(jìn)行把關(guān)，同時(shí)，必須要求承包人安排有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員和試驗(yàn)員把關(guān)，以確保瀝青混合料的拌和質(zhì)量。包括嚴(yán)格把好以下關(guān)口：即把好瀝青混合料的運(yùn)輸質(zhì)量關(guān)；把好瀝青混合料的攤鋪質(zhì)量關(guān)；把好瀝青混合料的碾壓質(zhì)量和檢測(cè)關(guān)；處理好橋梁伸縮縫處的瀝青混凝土鋪裝層。瀝青混凝土鋪裝層施工，經(jīng)過(guò)伸縮縫位置時(shí)，處理方法應(yīng)恰當(dāng)。如果處理不當(dāng)，可能造成伸縮縫槽口范圍瀝青混凝土壓實(shí)度不夠，產(chǎn)生裂縫；也可能使伸縮縫槽口混凝土表面與相鄰的瀝青混凝土鋪裝層不平順，引起跳車(chē)，產(chǎn)生過(guò)大沖擊力，使伸縮縫附近鋪裝層過(guò)早開(kāi)裂、損壞。5 小結(jié)本文針對(duì)橋面瀝青混凝土鋪裝層的