橫琴二橋橋面病害原因及治理措施探析

肖乾偉 （中交第四公路工程局有限公司，北京 100024）

1 橋面病害調(diào)查分析

橋梁瀝青混凝土面層病害種類繁多，包括瀝青層推移、拉裂、松散、坑槽等病害，這些病害不僅與施工環(huán)境和氣候因素有關(guān)，而且與后期使用的維護有關(guān)。橫琴二橋橋面瀝青混凝土面層經(jīng)過專項檢測病害原因分析。初步分析結(jié)果表明，瀝青混凝土層與防水層之間的粘結(jié)強度不足；橋面排水不暢，橋面未設(shè)置路面結(jié)構(gòu)排水盲溝，致使瀝青層受到雨水的長期浸蝕，造成瀝青層高溫性能以及水穩(wěn)定性不足，致使下面層松散及下面層與防水粘結(jié)層的粘結(jié)力進一步減弱?；谝陨蟽牲c原因，橋面瀝青路面受到車輛的反復(fù)作用，發(fā)生推移類病害。

圖1 主橋右幅整體出現(xiàn)推移、松散病害（慢車道、快車道）

這些病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了行車安全，縮短了瀝青路面使用壽命?，F(xiàn)對橫琴二橋橋面出現(xiàn)的病害情況進行原因分析并提出合理的治理措施。

2 項目概況

橫琴二橋是金港高速公路的重要組成部分，位于香洲南屏鎮(zhèn)洪灣的北引橋起點，全橋分為南、北引橋及跨馬騮洲水道主橋。跨馬騮洲水道主橋采用三跨連續(xù)中承式鋼桁系桿拱橋；長度100m+400m+100m，桁寬36m；南引橋采用整體大臂推進翼箱梁結(jié)構(gòu)，北引橋采用框架現(xiàn)澆連續(xù)梁和組裝簡支結(jié)構(gòu)連續(xù)小箱梁組合結(jié)構(gòu)形式。該路線總長6.806km，雙向六車道，瀝青混凝土路面，按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計車速100km/h。

橋面鋪裝結(jié)構(gòu)：1.5mmMMA防水層+4cm厚SMA-13PG76改性瀝青混凝土+5cm厚GAC-20SBS瀝青混凝土。

主橋防水層采用MMA（防水層+粘接料）防水粘接層，引橋采用碎石下封層，下層密封層采用SBS改性熱瀝青。

3 病害原因分析

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計因素

隨著交通運輸業(yè)的發(fā)展，瀝青路面的使用時間越來越長，受交通流量和超重車輛增加的影響。不同類型的橋梁具有不同的鋪裝層結(jié)構(gòu)，只有在科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案下，才能使橋面瀝青鋪裝層具有足夠的承載能力和耐久性。本橋主橋橋面結(jié)構(gòu)為26㎝的水泥混凝土板梁，主體為鋼桁架拱橋結(jié)構(gòu)，為減輕恒載設(shè)計為4cm+5cm的改性瀝青混凝土，總體厚度不夠。

3.2 材料問題引發(fā)的裂縫

路面材料種類多，原材料的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合驗收標(biāo)準(zhǔn)。由于主橋設(shè)計為MMA新型防水材料，具有防水及粘結(jié)一體化的作用，該防水材料在應(yīng)用上還不太成熟，導(dǎo)致使用過程中出現(xiàn)了不同程度的粘結(jié)不牢。瀝青骨料采用花崗巖而非傳統(tǒng)的玄武巖，致使瀝青混凝土容易產(chǎn)生剝離。另瀝青層的厚度與骨料的最大粒徑不匹配。壓實程度難以保證，平整度差。導(dǎo)致瀝青層在重車行駛過程中與橋面板剝離，從而產(chǎn)生裂縫。

3.3 施工工藝方面的因素

圖2 慢車道、快車道瀝青層被拉裂、右輪跡處推移拱起

橋面混凝土標(biāo)高與設(shè)計值不一致。在施工中，為了保證橋面結(jié)構(gòu)厚度，通常對橋面混凝土高程進行測量和調(diào)整。但是，如果調(diào)整不好。橋面混凝土平整度較差。影響瀝青路面的厚度和平整度。最終影響橋面鋪裝的使用。由于施工過程中未把握好防水材料與橋面板連接時的溫度及養(yǎng)護工作，致使防水粘結(jié)層與橋面板剝離，橋面瀝青混凝土施工工藝控制不好，防水層與瀝青粘結(jié)層未能有效粘合，在車載作用下容易產(chǎn)生裂縫。

3.4 橋面排水不暢的影響

設(shè)計主橋橋面泄水孔尺寸較小，開孔位置位于路面以上。右幅通行的運料車較多，灑落在路面的沙塵如未及時清掃，較易堵塞泄水孔，致使路表排水不暢。橋面混凝土設(shè)置有防水層，但路肩外側(cè)未設(shè)置排水盲溝，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水無法排出，致使路面結(jié)構(gòu)一直處于泡水狀態(tài)，尤其是路肩和慢車道。另由于珠海當(dāng)?shù)叵募練鉁剌^高（檢測時午后橋面表面溫度接近60℃），相當(dāng)于慢車道及路肩瀝青層一直處于熱浴中，致使瀝青鋪裝層受損。

圖3 泄水孔堵塞、PVC管內(nèi)部淤積

3.5 后期的橋面損壞

后期損壞是指車輛重復(fù)載荷對瀝青路面造成的損壞。通車后由于重載車偏多且普遍超載，這樣會產(chǎn)生橋面鋪裝瀝青路面裂縫的可能性，裂縫會隨著時間的推移而增加；此外，季節(jié)性溫度因素也會影響瀝青路面，降低其使用壽命。隨著使用時間的延長，路面不可避免地出現(xiàn)車轍、裂縫等病害，只有對瀝青路面進行定期養(yǎng)護，控制超載才能盡可能地減少或延緩橋面裂縫病害的出現(xiàn)。

4 病害治理措施

4.1 設(shè)計措施

根據(jù)不同橋梁的結(jié)構(gòu)和特點，參考實際的環(huán)境和因素，制定科學(xué)的設(shè)計方案，以提高橋面瀝青混凝土層承載能力和耐久性。

應(yīng)選用比較成熟的符合本橋結(jié)構(gòu)設(shè)計的粘結(jié)層及防水材料，保證材料質(zhì)量。

嚴(yán)格控制瀝青混凝土層的厚度。理論分析表明。瀝青混凝土層之間的最大剪切應(yīng)力主要取決于混凝土的厚度、壓實度、油石粘附力。增加瀝青混凝土的厚度是降低層間剪切應(yīng)力的最有效方法。

優(yōu)化橋面排水設(shè)計。排水設(shè)計充分考慮縱向、橫向排水和層間排水。排水孔的上部開口應(yīng)高于橋面上瀝青混凝土層的表面。應(yīng)在橋面鋪裝瀝青混凝土層的橫坡低側(cè)設(shè)計縱向碎石盲溝。以便橋面排水通暢。

4.2 材料措施

瀝青混凝土的集料應(yīng)潔凈，級配良好，嚴(yán)格控制針狀石含量及含泥量，瀝青和集料之間的附著力直接受到集料表面清潔度的影響。

確定合理的瀝青混合料配合比。

選取優(yōu)良的防水粘結(jié)層材料。防水粘接層要符合如下要求：它應(yīng)具有良好的不滲透性和良好的耐高溫和低溫性能；對混凝土橋面和瀝青混凝土表面有足夠的粘結(jié)力。

4.3 施工技術(shù)措施

保證橋面清潔干凈，在防水粘結(jié)層施工之前，首先對橋面砂漿層銑刨，保證橋面露出骨料，且表面粗糙，然后用空壓機吹掃浮塵，用水清洗表面，干燥后鋪展粘結(jié)層及防水層。在施工過程中，溫度應(yīng)控制到設(shè)計要求范圍，以確保粘結(jié)牢固。

瀝青混凝士配合比控制不當(dāng)是裂縫、坑洼等病害形成的重要原因。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制施工中瀝青混凝土的配合比。

在運輸和鋪裝中，碾壓應(yīng)保證瀝青混凝土的油溫，減少瀝青混凝土的離析現(xiàn)象。

嚴(yán)格控制橋面瀝青混凝土路面的壓實度。瀝青混凝土的壓實度可以通過盡可能在高溫時間碾壓和提高碾壓次數(shù)來滿足要求。因此，壓實應(yīng)注意嚴(yán)格控制壓實工具的匹配和壓實次數(shù)。

2.4 科技措施

為了提高和改善橋面瀝青混凝土的性能，主要是提高瀝青膠結(jié)料的性能，優(yōu)化級配，確定合適的瀝青混合料空隙率和高性能層間粘合劑。橋面的解決方案主要取決于路面材料的設(shè)計，可以適應(yīng)橋面的變形和應(yīng)力特性。因此，根據(jù)不同類型的橋梁，相應(yīng)鋪裝材料的設(shè)計是解決橋面鋪裝問題的關(guān)鍵。

6 結(jié)束語

橋梁面層瀝青混凝土病害主要與橋面鋪裝的設(shè)計結(jié)構(gòu)，材料，施工及環(huán)境條件有關(guān)，為了合理地解決橋面裂縫問題，需要進行理論分析、結(jié)構(gòu)計算和試驗，提出合理的指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)。為設(shè)計提供依據(jù)，采用新材料，改進現(xiàn)有技術(shù)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，可有效降低橋面病害，提高橋梁耐久性。