貴州高速公路橋面鋪裝病害原因分析

崔穎波

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司營運(yùn)管理中心，貴州 貴陽　550081)

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貴州高速公路橋面鋪裝病害原因分析

崔穎波

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司營運(yùn)管理中心，貴州 貴陽550081)

摘要：近年來貴州高速公路建設(shè)得到快速發(fā)展，橋梁工程的數(shù)量也迅速增長，結(jié)合貴州獨(dú)特的地理氣候特點(diǎn)，分析了貴州高速公路橋面鋪裝病害的原因，為日后橋面運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)工作提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：橋面；鋪裝；病害；分析

1橋面瀝青鋪裝病害原因分析

(1)特征分析

從調(diào)查的結(jié)果來看，貴州地區(qū)瀝青混凝土橋面鋪裝具有以下共同特點(diǎn)：

①在貴州，橋面鋪裝下層多采用鋼筋網(wǎng)水泥混凝土(素混凝土)調(diào)平層+瀝青混凝土的結(jié)構(gòu)，近年來也有采用改性瀝青混凝土且鋪裝層厚度在6 cm以上的結(jié)構(gòu)，經(jīng)調(diào)查這些橋面鋪裝均發(fā)生了不同程度的破壞。出現(xiàn)坑槽、車轍、推移、裂縫等問題，其下層的鋼筋混凝土調(diào)平層也發(fā)生了較嚴(yán)重的破壞。這與不重視橋面鋪裝防水排水設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。

②貴州地區(qū)橋面病害類型主要有三類，其一為與水損壞有關(guān)的瀝青混凝土鋪裝的坑槽、松散，屬于橋面鋪裝的高發(fā)病害類型；其二是在所調(diào)查氣候區(qū)內(nèi)，車轍、推移、擁包等的熱穩(wěn)性病害的發(fā)生率也較高；其三是在所調(diào)查的氣候區(qū)內(nèi)，存在各種類型的裂縫，有發(fā)生在橋梁或橋面連續(xù)部位、伸縮縫附近、支座附近等各種結(jié)構(gòu)性裂縫，也有位于行車帶的縱向或龜裂狀疲勞裂縫，和橫向溫度收縮裂縫或其它不規(guī)則裂縫等瀝青混凝土鋪裝裂縫。

(2)橋面鋪裝的坑槽、松散病害原因

貴州橋面廣泛采用的AC瀝青混凝土路面，在行車荷載下產(chǎn)生動水壓力，因此這種常用的鋪裝結(jié)構(gòu)不能有效可靠的防水。我國云貴川高原潮濕山區(qū)冬季，橋梁梁體由于四面與冷空氣接觸，且橋梁設(shè)置處的風(fēng)速較快，因此橋面的溫度較路面的溫度要低，在寒冷的冬季，融化的冰水將通過瀝青混凝土進(jìn)入水泥混凝土調(diào)平層表面的空隙中積聚并再結(jié)冰，使混凝土表面產(chǎn)生凍脹而破壞，瀝青層和水泥混凝土之間就很快脫層；另外融化的冰水進(jìn)入瀝青混凝土內(nèi)，也會產(chǎn)生凍融循環(huán)而降低瀝青混凝土的強(qiáng)度，導(dǎo)致坑槽、松散病害的出現(xiàn)。

貴州地區(qū)的橋面鋪裝坑槽、松散病害，還與地區(qū)的雨水充沛有關(guān)，南方氣候高溫多雨，在汽車荷載的動壓作用下，水進(jìn)入瀝青混凝土內(nèi)部，同時(shí)進(jìn)入瀝青鋪裝層與混凝土調(diào)平層之間，降低了瀝青混凝土的強(qiáng)度而且降低瀝青層與混凝土間的界面粘接力。另一方面，由于鋪裝層薄且存在一定的空隙，帶弱酸的空氣和水分長時(shí)間侵蝕混凝土表面，使混凝土表面逐步產(chǎn)生侵蝕，導(dǎo)致瀝青層與混凝土的界面逐漸失去粘接而出現(xiàn)松散和坑槽。

(3)橋面鋪裝病害的熱穩(wěn)性病害原因

橋面鋪裝病害與地區(qū)氣候之間有較密切的關(guān)系，北方干旱冰凍地區(qū)跟南方炎熱多雨潮濕地區(qū)的橋面鋪裝的病害表現(xiàn)形式相似，但病害形成的原因卻不盡相同。在所調(diào)查的貴州幾條高速公路中，橋面鋪裝均出現(xiàn)有推移、擁包等熱溫性病害。

溫度在橋梁中的變化與時(shí)間有關(guān)，外部溫度要比內(nèi)部溫度變化快，上部溫度要比下部溫度變化快，從而造成橋梁不同部位的溫度差別。溫度降低時(shí)，上部的溫度要快于下部，上部的收縮相對較大，面層因此產(chǎn)生約束應(yīng)力，當(dāng)溫度變化劇烈時(shí)，拉應(yīng)力迅速上升，當(dāng)超過材料的最大允許拉應(yīng)力時(shí)，就會破壞鋪裝層，形成開裂。

(4)瀝青混凝土橋面鋪裝開裂原因分析

瀝青混凝土與水泥混凝土比較，具有較低的模量和優(yōu)良的變形能力以及吸收應(yīng)力的能力，可有效抵抗橋面鋪裝產(chǎn)生的拉應(yīng)力(應(yīng)變)，減少橋面鋪裝的開裂病害。而在所調(diào)查的瀝青混凝土橋面鋪裝中，開裂仍然是橋面鋪裝的一種主要病害形式，只是其病害發(fā)生率在各個(gè)氣候區(qū)都處于最低或中等的程度。引起瀝青混凝土橋面鋪裝開裂的因素較多，除反復(fù)荷載作用下橋面板或調(diào)平層產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性開裂有關(guān)橋面鋪裝層的上部由于拉應(yīng)力產(chǎn)生裂縫外，裂縫的產(chǎn)生主要與氣溫驟變時(shí)瀝青層內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力(應(yīng)變)有關(guān)，且通常出現(xiàn)在低溫季節(jié)。

2結(jié)語

橋面鋪裝層的受力狀態(tài)、工作環(huán)境相對路面更加復(fù)雜，鋪裝層的過早損壞，不僅與設(shè)計(jì)、施工等鋪裝層形成前的環(huán)節(jié)有關(guān)，而且與以后的橋面運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)和管理有關(guān)。因此要延長橋面鋪裝層使用周期，提高投資效益，必須從思想上高度重視對水泥混凝土橋梁橋面瀝青混合料鋪裝層病害的研究，從各個(gè)環(huán)節(jié)上控制工程質(zhì)量，保證車輛在橋梁上的安全、高效的行駛。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳雪峰.水泥混凝土橋面瀝青混合料鋪裝層病害成因及防治[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011，10(7):75-76.

[2]周迎新.高速公路橋梁橋面鋪裝層受力和破壞機(jī)理分析[J].山西建筑，2014,40(5)：158-159.

[3]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2008.

收稿日期：2016-04-11

作者簡介：崔穎波(1960-)，男，高級工程師，研究方向：公路工程施工技術(shù)及管理。

中圖分類號：U445.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0108-01

Diseases analysis on Guizhou highway bridge deck pavement

CUI Ying-bo

(Guizhou Expressway Group Co., Ltd.，Operational Management Center,Guiyang，Guizhou 550008, China)

Abstract:In recent years, Guizhou highway construction has been developing rapidly as well as the number of bridge engineering. The article analyzes the disease causes of highway bridge deck pavement considering Guizhou unique climate features, which would provide technical support for future operation and maintenance.

Keywords:deck;pavement;disease;analysis