瀝青混凝土橋面鋪裝層病害分析及處置方法探討

摘 要 隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，橋梁工程日益增加，當前我國橋梁橋面鋪裝多選用瀝青材料，但是在外部環(huán)境影響下會出現(xiàn)病害，需注重橋面維護。本文首先闡述了瀝青混凝土橋面鋪裝層病害，其次總結了病害出現(xiàn)的原因，然后提出病害處置方法。

關鍵詞 橋梁；瀝青鋪裝層；裂縫病害；處理措施

前言

車輛反復運營造成橋面鋪裝層會出現(xiàn)各類病害，對橋梁的正常使用造成不利影響。對此，需對病害產(chǎn)生的原因進行分析，掌握病害處置的正確方法，及時修補病害，以保證橋面美觀、平整。

1 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害類型

以湖南省高速公路為例，項目單位對橋面進行了外觀檢測，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：橋梁橋面鋪裝整體狀況較好，病害主要表現(xiàn)為坑槽、車轍、橫向裂縫。對病害出現(xiàn)原因進行分析，主要如下：

1.1 坑槽

坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。汽車在橋面上行駛、制動或變速時會產(chǎn)生一定的水平力，橋面鋪裝層橫向推移。為保證鋪裝層和梁板體的協(xié)同作用，黏結層中會出現(xiàn)剪應力。假如汽車行駛過程中產(chǎn)生的橫向最不利荷載為，黏結層中產(chǎn)生的剪力為。根據(jù)牛頓流理論，黏結剪力大小為：

因為汽車制動過程中引發(fā)的橫向力大于汽車正常行駛時，鋪裝層受汽車反復碾壓，伴有超載與重載車行駛現(xiàn)象，當黏結層的抗剪能力不符設計標準則易出現(xiàn)坑槽[1]。

車轍為鋪裝層在車輛荷載的反復作用下形成的永久性變形，病害表現(xiàn)為行車道輪跡上出現(xiàn)縱向沉陷[2]。根據(jù)瀝青混凝土橋面鋪裝層深度差異，可將車轍分為三個等級：深度為6～13mm的輕級車轍，深度為13～25mm的中級車轍，深度大于25mm的重級車轍。

1.3 開裂

瀝青混凝土橋面鋪裝層開裂分為橫向裂縫、縱向裂縫等，病害特征如下：先出現(xiàn)較短的縱向開裂，后沿著裂縫邊緣發(fā)展為網(wǎng)狀開裂。當橋面出現(xiàn)開裂后，路面水分下滲，鋪裝層承載力降低，逐漸發(fā)展為坑槽、松散等病害。

2 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害成因

2.1 坑槽出現(xiàn)的原因

坑槽出現(xiàn)的原因多樣，如下：鋪裝層瀝青混合料孔隙率較大，瀝青與礦料間的黏結力不足，瀝青從礦料表面脫離，車輛反復碾壓后鋪裝層松散；施工中未對瀝青混合料加熱溫度進行控制，材料老化、黏結力下降。

2.2 車轍出現(xiàn)的原因

車轍出現(xiàn)原因多為重載交通作用、材料不佳等。在高溫季節(jié)，鋪裝層材料性能退化，力學強度降低，材料的黏塑性與流變性影響下，材料的殘余變形增大。因此，高溫環(huán)境下車轍破壞出現(xiàn)的可能性更高。

2.3 裂縫出現(xiàn)的原因

橫向裂縫出現(xiàn)原因：橋面鋪裝層承擔活載過大引發(fā)部分彎矩，鋼筋混凝土調(diào)平層中布設的鋼筋數(shù)量不足；縱向裂縫出現(xiàn)原因：鉸縫混凝土澆筑密實度不足，結構強度低，造成鉸縫負荷能力薄弱，又因超載問題嚴重，橋面鋪裝層鉸縫則順著縱向裂縫方向發(fā)展；網(wǎng)縫：在雨季易出現(xiàn)，瀝青層密實度不高，不能順應外部環(huán)境變化，使用時間過長或未設置好防護措施，則會造成瀝青層老化、表面張力減小。

3 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害處置方法

3.1 坑槽修補法

坑槽處置應遵循“方正”原則，即將不規(guī)則形狀的坑槽修補為正方形或長方形。處理中需按照與路中心線平行或垂直的輪廓線對坑槽進行開挖，而坑槽底部與周邊需均勻涂抹黏層油。需注意的是，填筑時需控制好瀝青混合料的使用量，分層、有序完成填筑、碾壓作業(yè)[3]。安排施工人員使用工具對坑槽邊角反復搗實，參照施工的相關要求碾平、壓實。開槽至穩(wěn)定部位，保證槽壁垂直、表面平整，并對槽底進行全面清理。

3.2 車轍處理法

車轍處理方法如下：對于表面磨損過度的車轍，則需要使用銑刨機或風鎬對車轍進行翻松，后清除干凈，鋪筑前需均勻噴灑0.3～0.5kg/m2的黏層瀝青；材料配置需與原有橋面施工材料保持一致，填筑至橋面橫坡；周邊接茬處需整平密實。對于因橫向推擠形成的橫向波形車轍，按照上述步驟對路面橫坡銑高補低，恢復路面橫坡，若車轍因路面不穩(wěn)定夾層引起，則應清除，重新鋪筑面層。

3.3 裂縫處置方法

對于橋面開裂，可采用表面涂抹貼補法，使用加熱瀝青油涂抹于裂縫表面，或通過灌縫法進行處置。先將縫隙中的雜物清出，用壓縮空氣去除塵土，后用熱瀝青或熱化瀝青進行封堵處理。對于裂縫寬度大于6mm的，則需修正縫隙邊緣線，裂縫開槽后吹凈，用細粒式熱拌瀝青混合料進行填充、搗實，并用洛鐵進行封口，并均勻撒沙，用乳化瀝青混合料填封。

若裂縫范圍較大、深度較深，則可采用鋪裝層改造法、局部挖除修補法與混凝土置換法對橋面開裂進行處置。其一，改造法，對鋪裝層進行改造，優(yōu)化結構整體受力狀態(tài)；其二，挖除修補法，先標識出路中心線平行或垂直的挖除修補輪廓線，均勻涂抹黏層油，分層壓實，并用工具反復搗實；其三，混凝土置換法，配置高性能瀝青混凝土，將已經(jīng)病害范圍內(nèi)的混凝土剔除，置換入新材料，保證橋面的正常運行并延長其使用壽命。

4 結束語

綜上所述，對于橋梁瀝青鋪裝層病害的處置，必須從設計方案優(yōu)化、材料控制與施工過程監(jiān)控三個方面入手，及時做好路面保養(yǎng)工作。依此降低橋梁鋪裝層病害出現(xiàn)的可能性，延長橋梁使用壽命，保證路面車輛通行安全。

參考文獻

[1] 孫海軍，陳蘇.材料與結構因素對混凝土橋瀝青鋪裝層的耐久性影響研究[J].中外公路，2014，34（6）：260-263.

[2] 李萍，念騰飛，張雅莉，等.基于斜剪試驗的水泥砼橋面瀝青鋪裝層抗剪切性能研究[J].武漢理工大學學報，2015，37（11）：48-53.

[3] 黃山井，劉陽，武澤聰，等.瀝青路面修補的坑槽形狀及其性能特點[J].筑路機械與施工機械化，2011，28（12）：40-43.

作者簡介

龔勛（1982-），男；工程師；學歷：研究生，現(xiàn)就職單位：湖南省高速公路建設開發(fā)總公司株洲管理處，研究方向：高速公路橋隧養(yǎng)護管理。