分析沥青混凝土桥面铺装损坏及改善措施

分析沥青混凝土桥面铺装损坏及改善措施摘要：本文针对路面铺装的工程实践,对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析与研究。探讨了沥青混凝土桥面铺装的施工要点。通过对沥青桥面铺装早期病害产生原因的分析和探讨，提出对铺装层厚度、沥青混凝土压实度、粘层处理、排水措施等几个主要因素的控制，以避免、减少沥青桥面铺装早期病害的产生。关键词：沥青混凝土；桥面铺装；损坏形式；改善措施中图分类号：TU528.42文献标识码：A文章编号：在大中型水泥混凝土桥梁中，桥面铺装的沥青混凝土面层应满足与混凝土桥面板的粘结、防渗、抗滑以及有较高抵抗振动变形能力等功能性要求。然而在实际运营使用过程中，特别是近年来交通量的增长迅速，重载、超载车辆比例增加的运营现状，一些新建和改建的桥面桥面铺装均发生了不同程度的早期损坏，成为了影响高速公路使用功能和诱发交通事故的一大病害。1病害形式及原因沥青混凝土桥面铺装与正常路面的水泥混凝土桥面铺装相比，病害形式有所不同，其主要表现为坑槽、拥包、车辙、裂缝等破坏。产生的主要原因有：1.1铺装层厚度不足由于桥梁下部结构标高控制误差过大或预制梁拱度过大，导致桥面铺装层跨中局部厚度不足，在重载交通碾压下水泥混凝土桥面板产生破碎、龟裂，反射导致沥青面层的破碎、坑槽。1.2水损害水损害是沥青桥面铺装早期病害的最主要形式。当雨水渗入沥青面层后，含水的沥青混合料在行车荷载和温度胀缩的反复作用下，水分逐步侵入沥青与集料的粘结界面，使沥青与集料的粘结力逐渐丧失而使路面出现软化、剥落和坑槽破坏。引起水损害的主要原因有：（1）恶劣的自然环境条件，如低温和潮湿等因素的影响。（2）原材料对水的吸附能力偏低骨料粘结性差，混合料压实度不够、孔隙率较大而渗水。（3）因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙或因沥青混凝土铺装层离析而渗水，在沥青混凝土与水泥混凝土之间形成了层间水膜，在车辆荷载的反复作用下，两层分离，产生龟裂，造成脱落。（4）桥面泄水管口高于沥青面层的底部，渗入面层中的水不能从泄水管中排水，沥青混凝土长时间处于饱水状态，产生剥落（5）冬季降雨后，水冻体积增大，在沥青桥面铺装层中形成冻胀应力，在冻融循环作用下，沥青混合料松散，出现坑槽等破坏形式。1.3层间剪切破坏：因桥面板表面污染严重，粘层油未渗入到混凝土面层中或柔性卷材防水层设置不当（刚-柔-刚受力体系），铺装层与桥面板层间结合面粘结力差，抗水平剪切能力较弱，在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏，产生推移、拥包、坑槽等破坏。由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度差异较大,它的存在使上部结构按模量形成刚柔刚的板体受力体系，中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂，在车轮的动力荷载作用下，彼此间的缝隙越来越大，直到松散脱落。从破坏的案例分析，防水层的使用提高了铺装层发生剪切破坏的机率。1.4压实度不足：施工后压实度达不到设计和规范要求，导致沥青混凝土孔隙率过大，强度不足，从而加剧水损害对沥青层的破坏。2沥青桥面铺装的施工及预防措施2.1避免过薄的铺装层，保证桥面铺装层厚度。在进行桥梁上、下部结构施工时要严格控制标高、预设预应力梁体反拱尺寸，保证桥面铺装层的厚度，避免过薄铺装层的出现。如果标高控制偏差太大，按原设计不能保证铺装层厚度时，应通过设计部门适当提高路线标高以确保铺装层的厚度为准。高速公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应9cm；一般等级公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应与相接公路面层一致并一起施工。2.2粘层的处理施工前应对水泥混凝土桥面板进行彻底清扫和冲洗，对尖锐突出物及凹坑应予打磨或修补；对重载交通的路线，将水泥混凝土铺装层厚度在设计基础上加厚3cm施工，待其强度达到100%后，利用铣刨机械将加厚部分混凝土铣刨清除，以保证桥面板具有平整、粗糙、干燥、清洁的作业面。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青，洒布要均匀，确保充分渗入以起到粘结作用。防水层建议采用SBS改性沥青防水层，不宜采用卷材和粘结性差的防水卷材。2.3压实度的控制压实度对沥青路面的耐久性至关重要，控制压实度也是减小沥青混和料孔隙率，避免水损坏的重要手段。压实度施工预防应从以下控制。（1）保证沥青混合料集料质量的稳定，要求针片状含量小于15%，含泥量小于1%，吸水率小于2%。（2）严格控制生产配合比，精确控制矿粉、沥青用量以及纤维外加剂的掺入。在保证拌和均匀的同时重点控制混合料出厂温度。在制备SMA沥青混合料时，应将纤维与集料同时加入，干拌时间至少增加5-15S，湿拌时间增加至少5S。（3）加强碾压温度和碾压工艺的控制1、碾压温度是影响压实度的主要因素，只有在适当的温度条件下，沥青混合料才能压实到规定的密度。施工前应根据试验总结合理利用等粘温度控制各种沥青性质、级配类型混合料的最佳压实温度，使混合料保持良好的和易性，以保证充分的压实。2、碾压应采用紧跟慢压，高频低振的原则，采用胶轮压路机复压及轻型钢筒式压路机终压的方式，不得采用可能损坏桥梁的大型振动压路机和重型钢筒式压路机。加强现场检测，确保各项指标符合规范要求的同时避免低温冷碾压和超压。2.4高温稳定性的控制1、采用细粒式SBS改性沥青混凝土，使其具有良好的抗渗和热稳定性能。在高温季节不产生拥包、车辙等永久形变，较好的抗低温开裂性能，在低温时不产生脆化和裂缝，良好的抗疲劳开裂性能及较小的压实孔隙率。2、增大集料粒径、增加粗集料、矿粉用量，掺加纤维稳定剂，减少天然砂用量，用有棱角的人工砂或石屑代替，减少沥青用量。2.5防排水控制措施1、设置密度合理的泄水口，同时在泄水孔的设计、施工时，保证泄水孔的顶面标高低于桥面水泥混凝土铺装标高，确保一旦渗水可将渗下的水排出，以防止渗下的水浸泡沥青混凝土。2、桥梁侧与泄水孔相连设置碎石盲沟(宽15cm，厚等同桥面铺装下面层厚度)3结语桥面铺装的质量直接影响公路的运营管理和行车安全，在施工和养护过程中应严格遵循技术规