公路橋梁橋面鋪裝質(zhì)量控制探析

趙志剛

（山東省日照市公路勘察設(shè)計(jì)院）

公路橋梁橋面鋪裝質(zhì)量控制探析

趙志剛

（山東省日照市公路勘察設(shè)計(jì)院）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量也快速增長(zhǎng)，特別是車輛大型化以及超重、超載車的比例不斷增加，對(duì)橋梁通行的安全性、舒適性以及耐久性都提出了更高的要求。但一些橋梁在建成通車之后，橋面鋪裝層出現(xiàn)了開裂、推擠擁包、坑槽等病害，影響了橋梁的行車安全、舒適性以及橋梁的使用壽命。因此，在公路橋梁建設(shè)、管理過程中，要高度重視公路橋梁橋面鋪裝層的質(zhì)量控制。

公路橋梁；橋面；鋪裝；質(zhì)量

橋面鋪裝層是車輪直接作用的部分，其作用是防止車輪直接磨耗行車道板，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，并對(duì)車輛軸載起分布作用。橋面鋪裝的這種特殊作用，要求它必須具有一定的厚度和強(qiáng)度，并能滿足抗裂、抗沖擊、耐磨性能等要求。一般由混凝土鋪裝層、防水層、瀝青混凝土面層構(gòu)成。其中，混凝土鋪裝層一般使用水泥混凝土，與橋主梁連成一體，對(duì)車輛輪重的集中荷載起分布作用，配置受力鋼筋。橋面防水層多采用改性瀝青防水卷材或防水涂料。防水材料必須具有較高的抗拉強(qiáng)度、耐高溫和不透水性，而且還應(yīng)具有較好的低溫抗裂性能。瀝青混凝土面層多采用密級(jí)配瀝青混凝土。瀝青面層應(yīng)具有較好的變形能力、較好的熱穩(wěn)定性和低溫抗裂性，并有良好的防滲水和耐磨抗滑性能。

根據(jù)平時(shí)工作過程中接觸到的一些橋梁橋面鋪裝層病害的調(diào)查和分析，本文就橋梁鋪裝層的病害成因及防治措施進(jìn)行探討。

1　橋面鋪裝病害產(chǎn)生原因

1.1混凝土鋪裝層施工質(zhì)量不符合要求

混凝土組成中的水泥強(qiáng)度變化，粗、細(xì)集料級(jí)配變化大、含泥量偏大、含水量變化大，均會(huì)影響混凝土強(qiáng)度。為追求混凝土的和易性，配合比控制不當(dāng)，混凝土配比中水灰比偏大，使混凝土硬化后，多余水分易留有氣泡，水泥漿與骨料間粘結(jié)力降低，這些都會(huì)造成混凝土強(qiáng)度降低，導(dǎo)致混凝土表面開裂。水泥用量偏大，水化熱大，混凝土硬化期間，混凝土內(nèi)外溫差大，造成混凝土內(nèi)外熱脹冷縮程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，從而在混凝土表面出現(xiàn)溫度裂縫?；炷脸尚秃?，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，混凝土表面水分散失快，體積收縮大，而混凝土內(nèi)部濕度變化小，收縮小，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，易出現(xiàn)干縮裂縫?；炷琳駬v不密實(shí)，混凝土中的氣泡不能排出，振搗時(shí)產(chǎn)生離析，砂漿過少，造成麻面。混凝土鋪裝層施工質(zhì)量不符合要求造成的裂縫、麻面等病害，會(huì)直接影響鋪裝層的整體性，降低抗裂、抗沖擊及耐磨的能力。

1.2瀝青混凝土面層質(zhì)量不符合要求

瀝青混凝土的骨料規(guī)格變化大，含泥量偏大，使得混合料級(jí)配、配合比不符合要求。瀝青混凝土混合料油石比不滿足要求，瀝青含量偏少，不能使瀝青膠結(jié)料裹覆骨料表面，粘結(jié)力下降?；旌狭夏雺翰粷M足要求，使得面層孔隙率偏大，瀝青混合料粘結(jié)力和防水性能下降。攤鋪機(jī)的行走速度不均勻，使攤鋪速度不均勻，瀝青面層表面易形成波浪，影響平整度和壓實(shí)度。這些問題都會(huì)導(dǎo)致瀝青混凝土面層產(chǎn)生推移、裂縫等病害而發(fā)生損壞。

1.3橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層間結(jié)合不良

根據(jù)均質(zhì)彈性半空間體在圓形均布荷載作用下荷載軸線各點(diǎn)豎向應(yīng)力和水平剪應(yīng)力系數(shù)曲線可知，在荷載作用下，路面結(jié)構(gòu)層所受應(yīng)力隨著結(jié)構(gòu)深度（厚度）的增加而逐漸減少，當(dāng)橋面瀝青混凝土面層厚度由5cm變化到10cm時(shí)，鋪裝層內(nèi)最大剪應(yīng)力會(huì)有所增大。而當(dāng)瀝青混凝土面層厚度大于10cm時(shí)，最大剪應(yīng)力隨鋪裝層厚度的增大而顯著減小。高速路和一級(jí)路設(shè)計(jì)一般采用10cm瀝青混凝土鋪裝層，恰使橋面防水層處于鋪裝層水平剪應(yīng)力最大的位置。

如果施工過程中，混凝土鋪裝層表面的平整度、粗糙度、強(qiáng)度、浮渣、清潔度、潮濕狀況等不符合要求時(shí)，都會(huì)直接影響與防水層之間的粘結(jié)，從而減小層間抵抗水平剪應(yīng)力的能力。防水層與瀝青混凝土面層之間未能很好粘結(jié)，也將減小層間抵抗水平剪應(yīng)力的能力，在水平剪應(yīng)力的作用下，發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng)，從而拉斷瀝青混凝土面層。

1.4橋面水損壞

橋面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮不周，橋面泄水孔數(shù)量偏少、設(shè)置位置不合適、泄水孔間距過大、橋面縱坡偏小，橋面易積水，當(dāng)積水時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)逐漸滲入鋪裝層，最后進(jìn)入橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，使得內(nèi)部鋼筋銹蝕，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。橋面瀝青混凝土面層若空隙率偏大或出現(xiàn)裂縫，車輛在橋面快速行駛時(shí)，面層空隙或裂縫中的水，在車輪的碾壓下會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)水壓，該壓力水對(duì)瀝青混凝土面層的滲透作用遠(yuǎn)大于靜態(tài)水，易使鋪裝層產(chǎn)生剝落、松散。橋面防水層施工質(zhì)量差，會(huì)造成橋面排水不暢而積水，使得層間結(jié)合力下降。

1.5超載車的影響

瀝青混凝土面層設(shè)計(jì)采用以軸載100kN的雙輪組單軸為標(biāo)準(zhǔn)軸載，以彎沉值和設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)為控制指標(biāo)。但現(xiàn)實(shí)的公路交通量組成中，超載車輛占得比重越來越大，超載車輛的軸重均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于出廠時(shí)的設(shè)計(jì)軸載。交通量調(diào)查的車型和日平均交通量是正確的，但車型對(duì)應(yīng)的軸重與實(shí)際運(yùn)行在公路上的軸重不符，實(shí)際運(yùn)行在公路上的車輛軸重不符遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)軸載，這就造成在使用年限內(nèi)設(shè)計(jì)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)與實(shí)際累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)不相符，從而相應(yīng)降低了使用年限。而且超載車輛由于分配到每個(gè)車軸上的力，較正常車輛對(duì)橋梁的破壞作用力是成幾何倍數(shù)增加，加速了橋面鋪裝層的疲勞破壞。

2　防治橋面鋪裝層病害的措施

2.1確保鋪裝層混凝土的強(qiáng)度

嚴(yán)把原材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)。對(duì)高標(biāo)號(hào)混凝土使用高標(biāo)號(hào)水泥，粗集料使用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的碎石，含泥量小于1％，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5％，壓碎值滿足要求。細(xì)集料選用顆粒堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、耐風(fēng)化的天然砂或機(jī)制砂，宜用中粗砂。對(duì)集料采用覆蓋措施，確保含水量均衡。

嚴(yán)格控制混凝土配合比。加強(qiáng)混凝土拌合管理，加強(qiáng)檢查，保證材料計(jì)量準(zhǔn)確、攪拌均勻，防止離析。雨天施工應(yīng)增加骨料含水量的測(cè)定次數(shù)并據(jù)以調(diào)整骨料和水的用量。為使混凝土應(yīng)有良好的和易性，控制好砂率、水灰比。混凝土應(yīng)振搗密實(shí)。

橋面鋪裝澆筑后，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)生。應(yīng)保證足夠的養(yǎng)生期，在未達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度75％以前，應(yīng)避免機(jī)械和人員在其上進(jìn)行施工作業(yè)?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少表面混凝土的暴露時(shí)間，及時(shí)對(duì)混凝土暴露面進(jìn)行緊密覆蓋（可采用蓬布、塑料布等進(jìn)行覆蓋），防止表面水分蒸發(fā)。暴露面保護(hù)層混凝土初凝前，應(yīng)注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面，直至混凝土終凝為止。

2.2確保瀝青混凝土面層的質(zhì)量

控制好瀝青混凝土面層施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使瀝青混凝土面層的施工質(zhì)量符合要求。嚴(yán)把瀝青混合料進(jìn)場(chǎng)攤鋪的質(zhì)量關(guān)，凡是瀝青混合料級(jí)配不佳，集料過細(xì)，油石比過低，炒制過火，則禁止使用。嚴(yán)格控制攤鋪和碾壓的瀝青混合料溫度，施工組織必須緊密，大風(fēng)和降雨時(shí)停止攤鋪和碾壓。應(yīng)掌握好瀝青混合料的攤鋪厚度，通過試鋪碾壓確定松鋪系數(shù)。在保證壓實(shí)度的前提下努力提高平整度。

2.3確保鋪裝層內(nèi)各結(jié)構(gòu)層間的良好結(jié)合

鋪裝層內(nèi)相鄰層次之間良好的粘結(jié)，能增加鋪裝層抗剪能力，防止鋪裝層發(fā)生剪切破壞。選用與水泥混凝土鋪裝層和瀝青混凝土面層結(jié)合都較好的改性瀝青防水層。嚴(yán)格按照防水層設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求施工，施工前必須對(duì)混凝土鋪裝層表面進(jìn)行清理，使其表面平整粗糙，干燥整潔，不得有浮漿、灰塵、雜物、油污等，使防水層與其下承層混凝土鋪裝層、與上承層瀝青混凝土面層之間結(jié)合良好。

2.4確保橋面排水順暢

保證橋面排水系統(tǒng)設(shè)施完善。橋面縱坡、橫坡滿足規(guī)范要求。施工時(shí)，保證泄水孔的底面標(biāo)高低于橋面水泥混凝土鋪裝層標(biāo)高。瀝青混凝土配比要采用連續(xù)密級(jí)配，施工過程中控制好配合比和壓實(shí)度，保證空隙率滿足要求。養(yǎng)護(hù)時(shí)要經(jīng)常清理泄水孔，確保層間水和表層水及時(shí)排出。

2.5加強(qiáng)超載超速治理工作

限制超載車輛通過橋梁是防止橋面鋪裝層發(fā)生早期破壞的最為有效的措施。各地應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行交通運(yùn)輸部的有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)對(duì)橋梁通行車輛的管理。另外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)通行車輛車速的監(jiān)控，防止超速、加速、急剎車，確保車輛按規(guī)定的載重和速度通過橋梁。

3　結(jié)語(yǔ)

橋面鋪裝層的質(zhì)量如何，關(guān)系到橋梁整體的壽命、行車安全及舒適性，在施工的每個(gè)環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制施工質(zhì)量，才能盡量減少橋面鋪裝的病害，保證橋面鋪裝的質(zhì)量。同時(shí)，在運(yùn)營(yíng)管理階段，通過及時(shí)養(yǎng)護(hù)和超載車輛管理，能延緩橋面鋪裝層病害的發(fā)展，保證橋梁在正常的使用期內(nèi)安全服役。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.

[2]中華人民共和國(guó)交通部.F.05.《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）.北京：人民交通出版社，2004.

[3]婁忠應(yīng)，韓正波，方繼濤.高速公路橋面混凝土鋪裝層病害及處置措施[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2007（6）.

U443.33

A

1673-0038（2015）10-0189-02

2015-2-20