橋面鋪裝病害原因分析及防治措施
2011-11-04 來源：中國百科網(wǎng)
1、概述
橋面鋪裝層是橋梁工程重要的組成部分，是車輛荷載直接作用的部分，其質(zhì)量的好壞直接影響行車安全性和舒適性。其作用在于：（1）防止車輛輪胎直接磨耗行車道板并阻擋水分進(jìn)入行車道板，以免主梁受到路表面水分的侵蝕；（2）對車輛輪胎的集中荷載起擴(kuò)散作用；（3）直接影響橋梁工程的外觀質(zhì)量。因此，橋面鋪裝層不僅要求具有一定的強(qiáng)度，還要求具備一定的柔韌性，并保證抗滑、耐磨、不透水、行車舒適。
一直以來，橋面鋪裝層都是路面工程的重要薄弱環(huán)節(jié)，較為容易損壞。有的通車不久橋面鋪裝層即出現(xiàn)了裂縫、車轍、松散、唧漿、脫落、露骨等破壞現(xiàn)象，這不僅妨礙了交通安全，降低路面的服務(wù)質(zhì)量，還影響了橋梁的美觀。本文結(jié)合江蘇省高速公路水泥混凝土橋橋面鋪裝層的調(diào)查研究，分析了橋面鋪裝層病害類型及產(chǎn)生的原因，并提出了病害的一些防治措施。
2、病害類型及其原因分析
目前我省高速公路水泥混凝土橋橋面鋪裝基本都采用瀝青混凝土鋪裝形式，橋面鋪裝的破壞形式主要表現(xiàn)為瀝青混凝土路面的破壞形式，破壞形式主要有裂縫類、變形類、表面損壞類、水損壞以及粘結(jié)層損壞等。
2.1裂縫類
橋面鋪裝層裂縫破壞主要表現(xiàn)為橫向裂縫，它是瀝青路面最常見的一種裂縫，通常被看做是早期損壞現(xiàn)象之一。橫向裂縫垂直于道路中心線，裂縫間隔不等，裂縫數(shù)量逐年增加。
橫向裂縫的主要成因是溫度的變化以及橋梁結(jié)構(gòu)的不均勻沉降及變形等造成。由于大部分橋梁為簡支梁，橋面為連續(xù)結(jié)構(gòu)，由于荷載的作用，梁體產(chǎn)生撓曲變形，使橋面支座處調(diào)平層混凝土承受負(fù)彎矩作用，由此引起調(diào)平層混凝土的開裂并反射到瀝青鋪裝層中。另一方面，在行車荷載作用下，應(yīng)力集中處的調(diào)平層混凝土反復(fù)承受較大的拉壓應(yīng)變而發(fā)生疲勞開裂，由此反射到瀝青鋪裝層產(chǎn)生橫向裂縫。
2.2變形類
橋面瀝青混凝土層的變形也是一種主要的早期損壞現(xiàn)象，車轍、推擠、擁包等路面破壞現(xiàn)象嚴(yán)重的降低了道路的平整度和服務(wù)水平，橋面不平整導(dǎo)致車輛荷載的沖擊作用又會加劇橋面鋪裝層的破壞，嚴(yán)重的病害甚至還會影響車輛的行駛安全。
近年來超載車輛大量增加，加重了橋面鋪裝層的負(fù)荷。當(dāng)瀝青混凝土的礦料級配不合理，粗骨料偏少且強(qiáng)度不高，油石比過大，飽水率偏小時(shí)，容易造成瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性差。另外，由于交通量逐漸增加，荷載增大，以及渠化交通，容易在橋面鋪裝層中產(chǎn)生車轍、推擠、擁包等變形類病害。
2.3表面損壞類
泛油和磨光是兩種常見的表面損壞現(xiàn)象。
泛油會造成路表構(gòu)造深度逐步減小，抗滑性能逐步減低，從而影響行車安全。設(shè)計(jì)過程中，瀝青用量過多以及設(shè)計(jì)空隙率過小都會使瀝青混合料的飽和度過高而引起泛油。另外，混合料拌和、攤鋪過程中，混合料離析也是導(dǎo)致泛油的重要原因。
磨光是指外露的集料顆粒表面逐漸變光滑的一種破壞現(xiàn)象，路面的抗滑性能隨之逐步下降，成為交通安全的一大隱患。磨光的主要成因是集料的硬度和耐磨性比較差，選用優(yōu)質(zhì)的集料可以有效的防止此類病害的發(fā)生。
2.4水損壞類
水損害破壞主要表為：麻面，剝離、掉粒、松散、坑槽等。一般在其開始階段，水分浸入瀝青與集料的界面，降低了瀝青與集料的粘附性，在外部重復(fù)荷載作用下，繼而出現(xiàn)唧泥、網(wǎng)裂、龜裂、松散、坑槽等現(xiàn)象。
有關(guān)研究表明，離析等原因?qū)е禄旌狭喜痪鶆蚴撬畵p壞的重要原因之一，降低了瀝青路面的物理力學(xué)性能，使本來滿足要求的瀝青混合料變?yōu)椴缓细?。另一方面，混合料不均勻使得積留在路面中的水不能迅速排出，在夏季高溫時(shí)可能達(dá)到60℃以上，瀝青膜軟化，在車輛荷載作用下，水不斷沖刷瀝青膜使其逐漸剝落，導(dǎo)致瀝青剝落與細(xì)集料散失，進(jìn)而形成松散、坑槽等破壞。
2.5粘結(jié)層損壞
橋面鋪裝層與橋面板是靠粘結(jié)層粘合在一起，共同承受荷載的作用，當(dāng)車輛在橋面上行駛、剎車和啟動時(shí)，粘結(jié)層內(nèi)部會產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力。如果荷載的剪切應(yīng)力超過了粘結(jié)材料的抗剪強(qiáng)度時(shí)，粘結(jié)層會發(fā)生剪切破壞，極易導(dǎo)致鋪裝材料的開裂和變形，并使得橋面板與鋪裝材料的分離，破壞整個(gè)鋪裝體系。
鋪裝層與調(diào)平層間的粘結(jié)防水層常采用普通瀝青或乳化瀝青，不能有效滲透到混凝土調(diào)平層，一般不具備優(yōu)良的與混凝土層粘結(jié)的能力，高溫極易軟化成為一滑動層，從而造成粘結(jié)層破壞。
當(dāng)然，橋面鋪裝病害產(chǎn)生的類型及原因是多方面的，這里只是分析了一些比較常見的，其他的應(yīng)當(dāng)針對具體情況具體分析。
3、病害的防治
橋面鋪裝受力情況較為復(fù)雜，施工控制難度大，但只要從設(shè)計(jì)、施工到養(yǎng)護(hù)的各個(gè)階段都全面考慮、重點(diǎn)處理，做到精心設(shè)計(jì)和精心施工，同樣可以做出優(yōu)質(zhì)的橋面鋪裝的。
（1）采用優(yōu)質(zhì)原材料，保證砂石集料以及瀝青、填料等的質(zhì)量符合要求，從源頭上確保瀝青混凝土的質(zhì)量。適當(dāng)增加橋面鋪裝層厚度設(shè)計(jì)值，保證其有足夠的強(qiáng)度，并有足夠的抗變形能力。
（2）梁體伸縮縫處采取一定的措施加以處理。如鋪設(shè)土工布、土工格柵、抗裂貼等防止或延緩反射裂縫的出現(xiàn)?？v向施工縫的位置應(yīng)避開重型車輪跡帶范圍，應(yīng)設(shè)在車道標(biāo)線一側(cè)。
（3）在鋪裝層混合料施工前應(yīng)徹底清理梁（板）頂面混凝土，鑿除松動砂石、浮漿及各種油漬，并人工鑿毛，以保證鋪裝層混合料與混凝土粘結(jié)牢固。
（4）采用環(huán)氧封閉層溶劑型粘結(jié)劑等具有粘結(jié)強(qiáng)度高且對水泥混凝土橋面板微型裂縫有良好的滲透固結(jié)封閉作用的粘結(jié)料，這是實(shí)現(xiàn)橋面鋪裝層優(yōu)良耐久的技術(shù)關(guān)鍵。
（5）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，保證混合料的質(zhì)量，確保鋪裝層厚度及壓實(shí)度滿足要求。施工過程中要保證混合料拌和均勻，盡量減少離析現(xiàn)象的發(fā)生。瀝青混合料拌和不均勻就不能充分發(fā)揮瀝青的膠結(jié)作用，導(dǎo)致水穩(wěn)定性降低。鋪裝層的厚度均勻程度對其使用效果影響很大。若混凝土調(diào)平層厚薄不均，在薄層處將產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，調(diào)平層首先被壓碎并反射到鋪裝層。調(diào)平層的標(biāo)高控制不好會造成瀝青鋪裝層厚薄不均，薄弱處應(yīng)力集中首先損壞。
（6）為彌補(bǔ)瀝青混合料施工中的缺陷，采用路面霧封層對整個(gè)鋪面進(jìn)行封水處理，能夠進(jìn)一步起到阻水作用，延長鋪裝層的使用。
4、結(jié)語
橋面鋪裝是橋梁行車系的重要組成部分，它直接承受車輪的壓力、沖擊和剪切作用，并在汽車荷載和氣候變化的反復(fù)作用下被磨耗和風(fēng)化。它的質(zhì)量好壞和使用耐久性直接關(guān)系到行車的安全性、舒適性、橋梁耐久性及投資效益。本文通過對江蘇省高速公路部分橋面鋪裝病害進(jìn)行調(diào)查，在此基礎(chǔ)上分析了橋面鋪裝層的破壞原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。隨著交通量以及鋪裝層使用條件嚴(yán)酷性的逐步增加，橋面鋪裝顯得越來越重要。為了延長橋面鋪裝層的使用壽命，應(yīng)對橋面鋪裝的設(shè)計(jì)和施工予以足夠的重視。
