高速公路橋面推移成因分析及處治措施

沈儀平

(貴州高速公路集團有限公司營運管理中心)

?

高速公路橋面推移成因分析及處治措施

沈儀平

(貴州高速公路集團有限公司營運管理中心)

摘要：主要根據(jù)工程實例，闡述了高速公路橋面推移成因分析及處治措施。

關(guān)鍵詞：高速公路；橋梁；推移；成因；處治

1工程概況

崇遵高速公路是國家高速公路G75蘭海高速的主要組成路段，起點在渝黔交界的崇溪河，向北銜接重慶至雷神店高速公路；向南經(jīng)松坎、三元、新站、元田、桐梓、婁山關(guān)、觀壩、高坪，終點位于遵義市郊的忠莊鋪，與貴陽至遵義汽車專用公路相連，路線全長117.880km。全線采用全封閉、全立交、雙向四車道高速公路標準，瀝青混凝土路面，設(shè)計車速80km/h，整體式路基寬24.5m。崇遵高速公路全線共有橋梁153座，其中特大橋13座，大橋71座，中橋51座，小橋18座。其中主線橋113座，跨線橋32座，匝道橋8座。2006年年底開通，營運至今，崇遵高速公路橋面出現(xiàn)了一些不同程度的病害，如推移、車轍、擁抱、坑槽、松散、網(wǎng)裂、橫向裂縫等，其中車轍和橫向裂縫尤為嚴重，大大降低了道路的使用功能，影響了行車的舒適性和安全性，也導致橋面維修量和養(yǎng)護費用開始增加，為改善其使用性能，為用戶提供一個安全快速的行車環(huán)境，發(fā)揮其在公路網(wǎng)中的重要作用。

2高速公路橋面推移成因分析

2.1　材料性能差異

瀝青混凝土和水泥混凝土材料力學性質(zhì)的巨大差異，特別是彈性模量相差很大(瀝青混凝土的彈性模量1 500MPa，水泥混凝土彈性模量為3×104MPa)，瀝青混凝土為柔性結(jié)構(gòu)，而水泥混凝土為剛性，在行車荷載的作用下兩者間必然形成較大的界面應力。此外，瀝青層的吸熱性和上下兩層熱變形的不一致，使得兩者間也存在因溫度引起的剪力。

2.2　兩者間的粘結(jié)措施處理不佳

一般防水層的設(shè)置降低了水泥混凝土和瀝青混凝土間的粘結(jié)性能，水泥混凝土表面的粗糙度不足也降低兩者之間的粘結(jié)性。新建階段的瀝青面層施工時，因水泥混凝土橋面鋪裝的浮漿未清理干凈，瀝青混凝土面層與水泥混凝土橋面鋪裝未能有效黏結(jié)。在該橋種，瀝青層嚴重推移后鏟除瀝青層之后水泥混凝土鋪裝表面變得異常平順，在很大程度上制約瀝青層和混凝土層間的接合，高速行駛車輛產(chǎn)生巨大的層間剪力，導致該橋瀝青混凝土鋪裝出現(xiàn)了剪切破壞和推移現(xiàn)象。

2.3　瀝青混合料配比不合理

抗剪強度低也是導致推移、引起不確定破壞面的剪切變形的重要原因。

2.4　超載

以上是內(nèi)因，如果加上外部的超載因素，橋面鋪裝的破壞將加速，特別是縱坡較大的橋梁，在上坡段，由于車輛自重產(chǎn)生的下滑分力加大了橋面鋪裝的剪切力，也成為橋面鋪裝破壞的重要因素。

2.5　瀝青混凝土鋪裝層結(jié)構(gòu)受力所導致的損壞

應該注意的是，瀝青混凝土橋面鋪裝層與橋梁結(jié)構(gòu)層相比，在材料性能方面有很大的不同，前者顯示為柔性，后者顯示為剛性。所以，隨著外力的不斷作用，會使得應力和變形不相連接。對于柔性鋪裝層來說，一定要確保有著很大的強度以及穩(wěn)定性，因為鋪裝層的內(nèi)部非常容易形成大的剪應力，導致剪切變形現(xiàn)象的發(fā)生。

3高速公路橋面推移防治措施

3.1　確保鋪裝層內(nèi)各結(jié)構(gòu)層間的良好結(jié)合

對橋面板進行精銑刨處理，精銑刨深度為3~5mm，并清洗干凈；表面干燥后進行橋面防水粘結(jié)層施工；保證鋪裝層內(nèi)部能夠牢固的連接，避免鋪裝層形成破壞的有效途徑，所以，在施工的過程當中，必須要嚴格的根據(jù)施工流程進行施工操作。使橋面水泥混凝土鋪裝層、防水粘結(jié)層與瀝青混凝土面層之間良好結(jié)合。

3.2　橋面防水粘結(jié)層選用

為了能夠避免雨水滲入到橋梁結(jié)構(gòu)當中而導致橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。在行業(yè)的相關(guān)規(guī)定當中明確的指出，在橋梁的鋪裝層當中必須要根據(jù)規(guī)范要求進行防水層的鋪設(shè)，并選用方便施工，耐用、質(zhì)量好的防水材料。但是考慮到施工成本以及施工工序的問題，絕大部分的橋梁工程都是選用改性瀝青防水卷材當做是防水層的材料，在特殊情況下，還需要進行很多層的鋪設(shè)處理，這樣的后果就是使得防水層厚度增加，隨著水平剪應力的作用，會導致層間錯動現(xiàn)象的發(fā)生，最終會使得瀝青混凝土面層被拉斷。此外，防水卷材和瀝青混凝土面層結(jié)合比較好，但是和水泥混凝土找平層結(jié)合相對而言效果較差，但是防水涂料和水泥混凝土找平層與瀝青混凝土面層結(jié)合效果都比較理想。

3.3　調(diào)整橋面瀝青混凝土鋪裝面層厚度

根據(jù)橋面維修不宜增加橋梁荷載的原則，首先，按照橋面鋪裝層的具體情況，對瀝青混凝土面層的厚度進行相應的調(diào)整，從而防止防水層遭到破壞。另一方面，對瀝青混凝土鋪裝面層的結(jié)構(gòu)形式進行合理的調(diào)整，來保證其能夠滿足行車速度快，車自重大的需求，結(jié)合養(yǎng)護的具體情況，利用對瀝青混凝土鋪裝面層厚度的結(jié)構(gòu)形式調(diào)整的方式，來有效解決橋面推移的問題。

3.4　做好施工控制

為了提高瀝青混合料的穩(wěn)定性,在拌和瀝青混凝土時嚴格控制拌合質(zhì)量,精確控制瀝青、集料及外摻物的用量,攤鋪時避免離析現(xiàn)象,嚴格按照瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范控制攤鋪、碾壓溫度等。

3.5　橋面推移處治方案

根據(jù)橋面推移病害表現(xiàn)形式，對崇遵高速公路橋面出現(xiàn)推移成因分析，表明橋面原有鋪裝結(jié)構(gòu)抵抗剪應力能力較差。需改善瀝青混凝土面層與橋面混凝土鋪裝層的粘結(jié)。具體處治方案：對出現(xiàn)推移及影響范圍的瀝青混凝土路面銑刨，對橋面板進行精銑刨處理，以提高橋面板與瀝青鋪裝層的粘結(jié)及界面抗剪強度，精銑刨深度為3~5mm；對銑刨后的橋面進行沖洗處理，表面干燥后進行橋面防水層施工，橋面防水層可采用二階反應型防水粘結(jié)材料；進行橡膠瀝青SAMI下封層施工；回填改性瀝青AC-16混合料，碾壓成型；采用封縫膠進行封邊處理；混合料表面低于50 ℃后開放交通。需要說明的是重鋪過程必須采用機械化施工，即采用攤鋪機攤鋪、壓路面碾壓的施工工藝。

4結(jié)語

2010年對崇遵高速公路橋面推移治理，日均車流量從8 250輛增長到現(xiàn)在的10 980輛，治理后的橋面未出現(xiàn)推移病害。不僅能夠?qū)蛄褐髁浩鸬奖Ｗo作用，還能夠起到一定的荷載分布作用。所以，橋面的質(zhì)量對整個公路的安全運行具有重要的作用。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，必須要對橋面鋪裝的設(shè)計以及施工給予充分的關(guān)注，對其病害做到預防為主，防治結(jié)合，使公路橋梁發(fā)揮出最大的效益。

參考文獻：

[1]王福偉，孫國臣.淺析瀝青混凝土橋面破壞成因及其防治措施[J].黑龍江科技信息，2009，(6)：34-35.

[2]張少飛.橋面瀝青混凝土鋪裝層病害原因分析[J].交通世界(建養(yǎng).機械)，2008，(5)：67-68.

[3]高雪池.濱州黃河公路大橋橋面鋪裝研究[D].東南大學，2006，(8):12-13.

作者簡介：沈儀平(1971-)，男，貴州晴隆人，工程師，主要從事高速公路道路養(yǎng)護管理方面工作。

收稿日期：2014-11-05

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2015)08-0140-01