高速公路橋面鋪裝早期病害產(chǎn)生原因及養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

賀　曉

(山西交通控股集團(tuán)有限公司運(yùn)城北高速公路分公司,山西 運(yùn)城　044000)

1　高速公路橋面鋪裝早期病害及其成因

1.1　橋面鋪裝層產(chǎn)生裂縫的原因

1.1.1溫度裂縫

當(dāng)外界氣溫發(fā)生變化時，水泥混凝土?xí)a(chǎn)生熱脹冷縮變形。橋面鋪裝層位于梁、板頂部，并與梁、板緊密結(jié)合在一塊。當(dāng)外界氣溫降低時，橋面鋪裝層頂部受拉，底部受壓。當(dāng)溫度應(yīng)力超過水泥混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時，混凝土被拉斷，產(chǎn)生溫度裂縫。

1.1.2干縮裂縫

水泥混凝土橋面鋪裝層養(yǎng)生過程中，水泥硬化過程中會消耗大量的水分，如果沒有進(jìn)行及時灑水養(yǎng)生，水泥混凝土面層表面體積收縮，產(chǎn)生收縮應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生干縮裂縫。

1.1.3疲勞裂縫

水泥混凝土內(nèi)部的骨料、砂漿等材料分布不均勻，造成水泥混凝土的不均勻性。在行車荷載的作用下，橋面產(chǎn)生抖動，導(dǎo)致水泥混凝土產(chǎn)生微裂縫。在車輛荷載的反復(fù)作用下，微裂縫逐步擴(kuò)展，最終使橋面鋪裝產(chǎn)生破壞，出現(xiàn)疲勞裂縫。

1.2　橋面鋪裝層產(chǎn)生壅包、翻漿、坑槽的原因

1)橋面瀝青混凝土骨料級配不合理，孔隙率偏大容易造成路面結(jié)構(gòu)滲水。個別橋面泄水孔高于橋面鋪裝層，雖然瀝青面層的水分可以及時排出，但橋面鋪裝層表面積存的水分無法及時排出。在車輛荷載的作用下，對瀝青面層產(chǎn)生沖刷作用，長時間導(dǎo)致橋面鋪裝層出現(xiàn)離析、松散和坑槽現(xiàn)象。

2)橋面鋪裝層厚度不足。在橋面鋪裝層施工過程中，由于沒有對橋梁預(yù)制梁板表面標(biāo)高和預(yù)拱度進(jìn)行有效控制，導(dǎo)致橋面局部標(biāo)高偏差過大，造成橋面鋪裝層厚度不足。

3)由于粘結(jié)層施工質(zhì)量差，導(dǎo)致橋面鋪裝層之間結(jié)合不牢固。水泥混凝土橋面鋪裝層表面摩擦系數(shù)不足，粘層施工質(zhì)量不合格，導(dǎo)致與瀝青混凝土鋪裝層結(jié)合不牢固，降低瀝青混凝土鋪裝層的抗剪強(qiáng)度，在車輛荷載的反復(fù)作用下出現(xiàn)變形破壞。

4)水泥混凝土橋面平整度差，水泥混凝土凝結(jié)后采用水泥砂漿填補(bǔ)找平，使水泥混凝土橋面鋪裝層表面存在一層浮漿。浮漿造成水泥混凝土鋪裝層和瀝青混凝土鋪裝層之間形成軟弱夾層，在車輛荷載的作用下產(chǎn)生壅包和推移變形。

5)橋面鋪裝層的鋼筋不承受拉應(yīng)力，只起到預(yù)防收縮裂縫的作用。在施工中，由于施工質(zhì)量控制不當(dāng)，造成鋼筋網(wǎng)與鋪裝層底部的距離不夠，甚至和梁板接觸在一起。另外，由于控制不當(dāng)，個別鋼筋網(wǎng)在施工過程中產(chǎn)生嚴(yán)重變形，且沒有進(jìn)行調(diào)整，起不到應(yīng)有的作用。

6)在梁板預(yù)制施工過程中，芯模的變形、上浮會導(dǎo)致梁板頂部的混凝土厚度不足。施工中如果不能有效保證橋面鋪裝層的厚度，會導(dǎo)致整個橋梁頂部混凝土厚度變薄。橋梁上部直接承受外界荷載，厚度不足容易導(dǎo)致橋面鋪裝層產(chǎn)生早期破壞。

7)車輛超載嚴(yán)重。調(diào)查表明，超載車輛對橋面的損壞是正常車輛的幾倍，甚至十幾倍，對橋面造成損壞嚴(yán)重，會大大縮短橋面鋪裝層和其他橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

1.3　橋梁產(chǎn)生“單板受力”的原因

在橋梁施工過程中，梁板鉸縫混凝土普遍存在質(zhì)量缺陷，這些主要是由于鋼筋施工、混凝土振搗、與預(yù)制梁板結(jié)合不牢固等原因造成的。在多雨季節(jié)，滲入到橋面鋪裝層內(nèi)雨水如果沒有及時排出，在車輛荷載作用下會加劇了橋面鋪裝的損壞。另外，雨水滲入鉸縫，會侵蝕鉸縫導(dǎo)致破壞，使梁板間失去聯(lián)系，最終造成橋梁上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)“單板受力”現(xiàn)象。

2　橋面鋪裝早期損壞的養(yǎng)護(hù)措施

2.1　橋面裂縫的養(yǎng)護(hù)措施

對橋面鋪裝層進(jìn)行修補(bǔ)時，一般使用瀝青或進(jìn)口灌縫密封膠。及時對橋面裂縫進(jìn)行灌縫處理，可防止雨、雪水滲入，減少橋面鋪裝的水破壞。

2.2　橋面翻漿、松散、坑槽的養(yǎng)護(hù)措施

1)高速公路橋面養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意時效性和強(qiáng)制性，早期發(fā)現(xiàn)時就要及時處理，防止其繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)大。

2)橋面養(yǎng)護(hù)對病害處理時必須將路面開挖成規(guī)則的形狀，一般為長方形坑槽，并保證一側(cè)邊與路面中心平行，并把松散的瀝青混合料和水泥混凝土清理干凈。在坑底涂抹乳化瀝青，填充瀝青混合料，壓實(shí)成型后方可開放交通。

3)當(dāng)開挖的坑槽深度超過5 cm時，應(yīng)分2層或3層填補(bǔ)瀝青混合料。為了保證接縫處密封，采用乳化瀝青對夯實(shí)后的修補(bǔ)接縫進(jìn)行密封處理。

2.3　橋面產(chǎn)生壅包、車轍的養(yǎng)護(hù)措施

當(dāng)橋面鋪裝產(chǎn)生壅包和車轍等病害時，一般處理時首先將破損處瀝青鋪裝層鏟除，然后灑布粘層瀝青，最后重新鋪筑瀝青鋪筑層。

2.4　小橋涵“單板受力”的處治措施

處治“單板受力”，重點(diǎn)是對鉸縫進(jìn)行修補(bǔ)，恢復(fù)鉸縫的連接作用。施工中首先將破損的鉸縫混凝土去除，然后鉸縫鋼筋，加密橋面鋼筋網(wǎng)，必要時設(shè)置兩層鋼筋網(wǎng)。設(shè)置連接鋼筋，起連接和固定鋼筋網(wǎng)的作用。提高水泥混凝土標(biāo)號，提高防水性能和整體強(qiáng)度。

3　橋面鋪裝早期病害防治措施

3.1　設(shè)計方面

橋面鋪裝在設(shè)計中首先應(yīng)保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以適應(yīng)大交通量、高車速和大載重量車輛的需要。優(yōu)化橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)設(shè)計，適當(dāng)增加橋面混凝土厚度和鋼筋網(wǎng)密度，加大鋼筋直徑。為了提高伸縮縫處的強(qiáng)度，設(shè)計中可采用鋼纖維混凝土。為提高橋面鋪裝層的平整度，在瀝青混凝土面層施工結(jié)束后再進(jìn)行伸縮縫施工。為了保證橋面上的水能夠順利排出，施工中應(yīng)保證泄水孔收水口底部標(biāo)高低于混凝土橋面頂至少1 cm，并在收水口周邊做成收坡。橋面設(shè)計采用兩層瀝青混凝土面層，可有效提高橋面平整度，提高橋面結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.2　施工方面

在橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中，必須嚴(yán)格控制標(biāo)高，以保證橋面鋪裝層的厚度。橋面鋪裝鋼筋施工時必須保證鋼筋網(wǎng)位置固定準(zhǔn)確，以保證鋼筋網(wǎng)上下混凝土厚度滿足要求?；炷潦┕み^程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，首先對原材料質(zhì)量進(jìn)行抽檢，施工中保證混凝土的厚度等尺寸要求，對混凝土進(jìn)行充分振搗，保證密實(shí)度。橋面鋪裝層施工時必須將梁板表面清理干凈，徹底清除表面浮漿，沖洗干凈，以保證梁板與鋪裝層結(jié)合緊密。做好橋面鋪裝層的防水處理，保證橋面不滲水。

3.3　日常養(yǎng)護(hù)方面

在日常養(yǎng)護(hù)中，經(jīng)常對橋面鋪裝進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)病害記錄上報，及時修補(bǔ)，防止病害擴(kuò)大。對橋面泄水孔進(jìn)行檢查，防止泄水孔堵塞，及時清理保證排水通暢。當(dāng)發(fā)現(xiàn)橋面出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ)，防止其進(jìn)一步發(fā)展，避免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。冬季進(jìn)行除雪作業(yè)時，盡量不要在橋面上撒融雪劑，防止腐蝕橋面鋼筋。

4　結(jié)語

橋面鋪裝層的施工質(zhì)量關(guān)系到高速公路的安全運(yùn)行，應(yīng)該從設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)等方面綜合考慮，提高橋面鋪裝層的施工質(zhì)量，預(yù)防早期病害。文章首先對高速公路橋面鋪裝層的常見病害進(jìn)行分析，說明了病害產(chǎn)生的原因。重點(diǎn)對橋面鋪裝層病害的養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行闡述，并從設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)方面提出了防治措施，以達(dá)到有效防治橋面鋪裝層早期病害，延長橋面鋪裝使用壽命的目的。