基于瀝青混凝土橋面鋪裝層質(zhì)量的思考

馬慧濤 秦剛

（平頂山市公路管理局第一工程處，河南 平頂山 467000）

1 概述

近年來(lái)，瀝青混凝土復(fù)合橋面鋪裝使用較多，無(wú)論是水泥砼復(fù)合橋面、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合橋面，瀝青混凝土鋪裝早期破損現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，如出現(xiàn)局部鋪裝脫落、嚴(yán)重車轍破損等，這些病害比較普遍，直接影響了行車舒適性、交通安全及鋼結(jié)構(gòu)橋梁耐久性。

2 病害原因的簡(jiǎn)要分析

2.1 與普通路段瀝青相比，橋面鋪裝層具有瀝青鋪裝的層厚較小、受力體系較為復(fù)雜、使用環(huán)境惡劣、溫度變化影響大等特點(diǎn)。在車荷載、梁體變形和環(huán)境因素等因素的不利組合共同作用下，主要產(chǎn)生兩類病害：①鋪裝層內(nèi)部可產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形、位移、剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等車轍病害；②因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙,或施工時(shí)碾壓不密實(shí)或局部離析，表層裂縫或較大孔隙在車輛荷載動(dòng)水壓力及滲入水的作用下，產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞等水損病害。

2.2 造成瀝青鋪裝層早期破損的原因可分為以下幾方面：

2.2.1 荷載因素：交通量猛增、車輛大型化、荷載等級(jí)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 結(jié)構(gòu)因素：由于受力體系較為復(fù)雜，各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。對(duì)復(fù)合橋面瀝青鋪裝特別是中小跨徑小絞縫簡(jiǎn)支梁板橋、大跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋面，梁板整體性差、絞縫處及支座負(fù)彎矩區(qū)開(kāi)裂。結(jié)合層、防水層等界面材料未進(jìn)行重點(diǎn)要求，致使結(jié)合層抗剪強(qiáng)度不足。橋梁長(zhǎng)大縱坡各結(jié)構(gòu)層瀝青砼設(shè)計(jì)時(shí)，采用與一般道路同類型瀝青混合料，未對(duì)特殊區(qū)域進(jìn)行技術(shù)處理。

2.2.3 施工因素：

對(duì)鋼筋砼簡(jiǎn)支梁板橋，支座安裝不穩(wěn)或墊塊材料強(qiáng)度不高，造成個(gè)別梁板行車撓動(dòng)，絞縫開(kāi)裂甚至脫落。梁板側(cè)向結(jié)合面處理不規(guī)范、絞縫質(zhì)量差。梁板安裝標(biāo)高控制不精確，有些現(xiàn)澆梁板堆載預(yù)壓不規(guī)范，實(shí)際沉降不均勻造成梁頂標(biāo)高偏差過(guò)大，因而鋪裝層厚薄不一致，從而降低了梁板與鋪裝層的整體性強(qiáng)度。部分梁板頂部清理不徹底，使砼與瀝青面層的結(jié)合層施工質(zhì)量較差。面層瀝青局部過(guò)薄、瀝青混合料配合比控制不嚴(yán)、混合料離散性過(guò)大、現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓環(huán)節(jié)局部離析、碾壓不密實(shí)。

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁，瀝青鋼結(jié)構(gòu)表面過(guò)于除銹不凈，表面粘結(jié)層、橋面防水層抗拉、抗剪能力不足、面層瀝青砼配合比本身存在問(wèn)題等。

2.2.4 環(huán)境因素：厄爾尼諾現(xiàn)象使全球氣候變暖，夏季炎熱天氣延長(zhǎng)，冬季極值低溫更低。

2.2.5 使用管理因素：車道間車流量分布不均衡，偏載使用。最高及最低氣溫等極值天氣使用管養(yǎng)措施可能不夠到位，治超力度不足等等。

3 改進(jìn)途徑

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1.1 在荷載取值方面：應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌考拜S載的調(diào)查合理確定設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)。大跨徑柔性結(jié)構(gòu)橋梁另需考慮風(fēng)載、溫度變化、防撞力、防震等因素。

3.1.2 在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：對(duì)鋼筋砼橋梁，對(duì)主梁縱向的計(jì)算分析與橫向剛度并重，增加構(gòu)造措施，使橋面鋪裝不分擔(dān)過(guò)多的次內(nèi)力、受拉負(fù)彎矩。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁，加強(qiáng)結(jié)合層研究，合理設(shè)計(jì)防水粘結(jié)層、緩沖過(guò)渡層、瀝青砼鋪裝層，解決鋼板與瀝青砼溫縮系數(shù)差異及鋪裝層防水問(wèn)題，因此細(xì)化設(shè)計(jì)明確鋼板表面除銹防腐處理要求、防水層、過(guò)渡層材質(zhì)及施工要求等。

3.1.3 優(yōu)化瀝青砼鋪裝的層間結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)：

對(duì)一般橋面鋪裝層，采用高粘度的重交通道路瀝青或摻加高聚物改性劑來(lái)改善瀝青的品質(zhì)，采用與瀝青粘附性好的集料或用抗剝離措施，提高瀝青粘結(jié)力、抗車轍能力。建立嚴(yán)密的防排水體系，對(duì)基層、周邊采用防排水處理、合理確定的混合料級(jí)配，減少孔隙率，減少瀝青與集料界面的水分摻入，防止瀝青層水損害。表層瀝青通過(guò)選用耐磨石質(zhì)粗集料、反擊式工藝加工提高粗集料的微觀粗糙度，同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定構(gòu)造深度，達(dá)到路面抗滑效果。

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)瀝青鋪裝層可采用高性能的瀝青混合料，如雙層改性SMA、澆注式瀝青砼、雙層環(huán)氧瀝青砼、澆注式瀝青砼與SMA 等。由于不同的面層對(duì)防水層、結(jié)合的要求不同，宜同步優(yōu)選與防水層的最佳組合設(shè)計(jì)，如采用環(huán)氧富鋅+環(huán)氧瀝青，甲基丙烯酸類樹(shù)脂等防水層。

目前鋼結(jié)構(gòu)橋梁防水層、過(guò)渡層、鋪裝層的組合設(shè)計(jì)尚處于探索階段，因此設(shè)計(jì)有必要及時(shí)收集國(guó)內(nèi)、外鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際使用成功案例，及時(shí)分析、比較、總結(jié)適合本地區(qū)的瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。

3.1.4 加強(qiáng)施工圖審查及專家會(huì)審是提高項(xiàng)目工程建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

3.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)

根據(jù)瀝青砼鋪裝層總厚度較薄、整體性要求高、技術(shù)要求嚴(yán)、施工難度大等特點(diǎn)，因此施工階段監(jiān)理必須充分理解設(shè)計(jì)意圖，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重要指標(biāo)，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)理、重點(diǎn)控制，確保工程實(shí)體質(zhì)量。

3.3 掌握現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)控制的操作技巧

瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求經(jīng)常是矛盾的，因此熟悉各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)際控制意義，靈活應(yīng)用，努力實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的最佳綜合性能指標(biāo)。如瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率，空隙率小，瀝青的水穩(wěn)定性好，過(guò)小，穩(wěn)定度可能超標(biāo)、可能使穩(wěn)定度偏低、表面構(gòu)造深度不足，過(guò)大可產(chǎn)生空隙性車轍或水損害。而影響瀝青混合料某項(xiàng)指標(biāo)的因素是多方面。如實(shí)際空隙率與集料品種、級(jí)配、含油量、攤鋪均勻性、攤鋪及碾壓溫度、壓實(shí)功等均有關(guān)系。因此，要控制瀝青混合料實(shí)際性能指標(biāo)，應(yīng)從集料、結(jié)合料、混合料配合比、混合料技術(shù)指標(biāo)、施工工藝進(jìn)行系統(tǒng)控制，全面控制方能實(shí)行設(shè)計(jì)要求。尤其應(yīng)抓好以下幾點(diǎn)：

3.3.1 嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證。

3.3.2 抓好原材料料源，提高穩(wěn)定性、均勻性。

3.3.3 采用先進(jìn)的瀝青拌和加工設(shè)備，如進(jìn)口拌和樓，精確計(jì)時(shí)，提高混合料均勻性，技術(shù)性能指標(biāo)穩(wěn)定性。

3.3.4 加強(qiáng)前場(chǎng)與后場(chǎng)的配合，注意拌和能力與攤鋪能力匹配。

3.4 重視缺陷責(zé)任期內(nèi)管理

項(xiàng)目實(shí)施完成后，實(shí)體質(zhì)量已經(jīng)定型，合理使用及時(shí)修補(bǔ)處理質(zhì)量缺陷仍是提高路面使用壽命的重要環(huán)節(jié)。在缺陷責(zé)任期內(nèi)承包人應(yīng)注意定期檢查，及時(shí)處理施工缺陷。如混合料不均勻、施工碾壓不足造成局部泛油；車轍車道凹陷，局部雨天積水、路面坑洞等等。接管養(yǎng)護(hù)單位在使用管理方面應(yīng)注意：

3.4.1 合理組織交通，提高車道間車流量分布均衡性，減少偏載使用。

3.4.2 合理設(shè)置路口各向通行時(shí)間，避免在長(zhǎng)陡坡等特殊部位車輛擁堵，減少汽車尾氣加溫造成輪跡帶軟化泛油、急轉(zhuǎn)彎、急剎車造成局部車轍損害。

3.4.3 加強(qiáng)關(guān)鍵階段的針對(duì)性管養(yǎng)：如夏季對(duì)特殊路段采用多澆水噴淋、降低瀝青表面溫度。梅雨季節(jié)及時(shí)巡查、減少路段積水，及時(shí)清理路面泥砂等臟物，避免滑溜性污染。

3.4.4 加強(qiáng)特殊時(shí)期的治超工作，如最高、最低氣溫時(shí)節(jié)、梅雨季節(jié)等，對(duì)可能產(chǎn)生大量車轍破壞、水損破壞時(shí)要進(jìn)行專項(xiàng)管理。

3.4.5 做好交通量及軸載監(jiān)測(cè)，對(duì)典型橋梁的變形觀測(cè)，為今后設(shè)計(jì)、維修提供數(shù)據(jù)保障。

4 總結(jié)

總之，只有精心設(shè)計(jì)、規(guī)范施工、合理使用，才能提高橋面鋪裝質(zhì)量的使用壽命。

[1]景彥平瀝青結(jié)構(gòu)及高聚物改性瀝青機(jī)理研究.長(zhǎng)安大學(xué),2006,1.

[2]朱瑤宏杭州灣跨海大橋鋼橋面鋪裝方案研究.江蘇交通 科學(xué) 研究院,2007,11.

[3]張磊.江陰大橋鋼結(jié)構(gòu)鋪裝橋面病害機(jī)理研究.東南大學(xué),2004,3.

[4]寧波靈橋橋面鋪裝高性能瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能研究.東南大學(xué)交通學(xué)院,2007,6.

[5]寧波慶豐大橋鋼橋面鋪裝建議方安案.重慶交通科研設(shè)計(jì)院,2008,3.