城市橋梁橋面瀝青鋪裝整治方案淺析

摘 要 城市橋梁常常具有道路等級(jí)高、交通流量大、設(shè)計(jì)車速高等特點(diǎn)，對(duì)行車安全和橋面行駛的舒適度要求高，橋面鋪裝的厚度會(huì)受到嚴(yán)格限制，許多城市橋梁作為繁忙的交通干線，不能中段交通施工，給橋面鋪裝整治方案的選擇帶來一定難度。該文對(duì)城市橋梁橋面鋪裝整治工程的特點(diǎn)和各種整治方案的適應(yīng)性進(jìn)行分析，給出整治方案選擇的綜合評(píng)價(jià)方法，可供類似工程的設(shè)計(jì)和方案決策提供參考。

關(guān)鍵詞 城市橋梁;橋面鋪裝;整治;綜合評(píng)判法

Analysis on the renovation plan of asphalt pavement of urban bridge deck

Chen Lei

Shanghai General Academy of Political Engineering Design and Research （Group） Co.， Ltd. 200092

Summary Urban bridges often have the characteristics of high road grade， large traffic flow， high design speed， high requirements for driving safety and comfort of bridge deck driving， and the thickness of bridge deck pavement will be strictly limited. Many urban bridges， as busy traffic trunk lines， cannot be constructed in the middle section， which brings certain difficulties to the selection of bridge deck pavement treatment scheme. In this paper， the characteristics of Urban Bridge Deck Pavement Renovation Project and the adaptability of various renovation schemes are analyzed， and the comprehensive evaluation method for the selection of renovation schemes is given， which can provide reference for the design and scheme decision of similar projects.

Key words Urban bridge; Bridge deck pavement; Renovation; Comprehensive evaluation method

1研究背景

隨著我國城市建設(shè)40多年的快速發(fā)展，城市的交通環(huán)境得到了極大地改善。一批早期建成的城市橋梁已經(jīng)運(yùn)營多年，城市橋梁設(shè)計(jì)年限長，在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，一些附屬設(shè)施已達(dá)到或接近使用年限，需要整治或重建，橋面鋪裝是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容。城市橋梁常常具有道路等級(jí)高、交通流量大、設(shè)計(jì)車速高等特點(diǎn)，對(duì)行車安全和橋面行駛的舒適度要求高，橋面鋪裝的厚度會(huì)受到嚴(yán)格限制，許多城市橋梁作為繁忙的交通干線，不能中段交通施工，給橋面鋪裝整治方案的選擇和施工帶來一定難度。另一方面，近年來路面技術(shù)日益進(jìn)步，一些路面的新技術(shù)、新材料也層出不窮，各種技術(shù)的適用性和效果如何，設(shè)計(jì)者對(duì)如何進(jìn)行選擇最優(yōu)的改造方案是值得深入研究的課題。

本文介紹了城市橋梁橋面瀝青鋪裝的主要病害種類，對(duì)城市橋梁橋面瀝青鋪裝（不含大跨徑鋼橋面鋪裝）整治工程的特點(diǎn)和各種改建方案的適應(yīng)性進(jìn)行分析，給出整治方案選擇的綜合評(píng)價(jià)方法，供類似工程的設(shè)計(jì)和方案決策提供參考。

2橋面瀝青鋪裝的主要病害和原因分析

橋面鋪裝的瀝青面層鋪筑在剛性橋面板或混凝土調(diào)平層上，無路面基層和土路基，橋面鋪裝的損壞與普通道路存在不同的特征。通過對(duì)上海市東海大橋、南北高架路、延安路高架等多個(gè)橋面鋪裝的檢測報(bào)告分析：經(jīng)過多年運(yùn)營后，橋面鋪裝一般總體狀況尚可，包括運(yùn)營10年重載交通的東海大橋、運(yùn)營超過16年的大流量小汽車交通的南北高架橋面鋪裝表面平整度均良好，也沒有出現(xiàn)大規(guī)模的鋪裝結(jié)構(gòu)破壞;主要病害有：瀝青老化、瀝青膜損失、麻面現(xiàn)象;石料磨光、抗滑能力下降;部分區(qū)域出現(xiàn)剝落、松散開裂、線縫和車轍、養(yǎng)護(hù)工作量加大;修補(bǔ)痕跡較多，油污，路面外觀不佳;大縱坡、防撞墻附近存在較普遍的鋪裝推移等。

橋面鋪裝病害的主要原因是多年運(yùn)營后，受車輛荷載和自然環(huán)境等因素的影響，路面材料和結(jié)構(gòu)性能衰減，帶來瀝青老化、石料風(fēng)化磨光、路面性能下降以及路面開裂后的水損壞等一系列病害。

3城市橋梁橋面鋪裝整治工程的特點(diǎn)

（1）城市橋梁一般具有道路等級(jí)高、交通流量大，設(shè)計(jì)車速高等特點(diǎn)，對(duì)行車安全和橋面行駛的舒適度要求高。

（2）許多城市橋梁作為繁忙的交通干線，常常不能中段交通施工，一些高架道路路面養(yǎng)護(hù)維修夜間封閉施工 4～5h，第二天正常開放交通，施工時(shí)間短，給橋面鋪裝整治方案的選擇和施工質(zhì)量保證帶來一定難度。采取的整治方案及工藝必須滿足快速施工的要求，降低路面整治施工對(duì)交通的影響。

（3）因現(xiàn)狀橋梁的結(jié)構(gòu)安全因素，橋面鋪裝的厚度會(huì)受到嚴(yán)格限制，不得隨意增加面層厚度，嚴(yán)禁用面層覆蓋伸縮裝置。

（4）高架道路交通繁忙，線長面廣點(diǎn)多的日常養(yǎng)護(hù)將給交通帶來極大的負(fù)面影響，頻繁的養(yǎng)護(hù)維修導(dǎo)致社會(huì)影響較差，養(yǎng)護(hù)技維修要求有一定的耐久性，養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)2～3年以上，大修工程應(yīng)不小于8～10年。

（5）一些高架、橋梁處于城市核心城區(qū)，對(duì)環(huán)保和美觀的要求高，優(yōu)先考慮環(huán)保、降噪和景觀效果好的改造方案[1]。

4橋面瀝青鋪裝整治方案適應(yīng)性分析

4.1 橋面瀝青鋪裝整治方案概述

常規(guī)橋面瀝青鋪裝整治方案可分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、銑刨加罩和現(xiàn)場熱再生三大類。

（1）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠、路面狀況尚好時(shí)就對(duì)路面有計(jì)劃地采取養(yǎng)護(hù)措施，以達(dá)到保持或提高路面使用性能、延長路面使用壽命和減少路面周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的目的。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能解決細(xì)微病害，延緩鋪裝表面發(fā)展成大面積松散開裂、坑洞。最佳預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為從路面新建到大（中）修或者兩次大（中）修之間。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)種類較多，常用措施有灌封、霧封層、含砂霧封層、碎石封層、稀漿封層、微表處、瀝青還原處治、薄層加罩等。

（2）銑刨加罩

銑刨加罩是指橋面瀝鋪裝老化、結(jié)構(gòu)損壞或出現(xiàn)病害后，銑刨掉一定厚度的面層，加罩新的瀝青面層。罩面實(shí)施的材料通?？捎袨r青混凝土AC、SMA、OGFC等類型。銑刨加罩厚度可以僅銑刨上面層，也可以把鋪裝層全部銑刨加罩。

（3）就地?zé)嵩偕?/p>

就地?zé)嵩偕部煞Q為現(xiàn)場熱再生，主要用于矯正或處理路表病害而不移除原路面材料。可以實(shí)現(xiàn)原有材料的再利用，符合節(jié)約的理念。到目前為止，國內(nèi)外應(yīng)用較普遍的就地?zé)嵩偕腥?，即熱翻松、重鋪處理和重拌和處理?/p>

4.2 各類整治方案的工程適應(yīng)性分析

各類方案在城市橋梁橋面瀝青鋪裝整治工程中的適應(yīng)性分析如下：

（1）灌縫只能處理細(xì)微的裂縫，適用于用于小修、小補(bǔ)，不適合系統(tǒng)性的路面整治。

（2）霧封層主要用來密封面層，防止或減少水分滲入，阻止路況繼續(xù)惡化，改善老化的瀝青性能。但是由于霧封層使用的乳化瀝青中的乳化劑類型為慢凝型乳化劑，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長，并且霧封層會(huì)降低路面的抗滑性能，影響行車安全性，不適用高等級(jí)道路橋面鋪裝整治工程。

（3）稀漿封層和微表處，根據(jù)乳化劑的類型要保持足夠的開放交通的時(shí)間。乳化瀝青既要有足夠的拌和時(shí)間，攤鋪又要快速破乳提升強(qiáng)度，對(duì)施工要求極高，受天氣、溫度影響，施工質(zhì)量的穩(wěn)定性較差，不適應(yīng)施工和養(yǎng)護(hù)時(shí)間短的橋面鋪裝整治工程。

（4）對(duì)于橋梁來說，幾厘米的薄層加鋪層的厚度太大了，一方面增加了橋梁的永久性荷載，影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全，另一方面在橋梁伸縮縫位置需要斜坡過渡，路面整體起伏較多，影響行車舒適性，因此，大于1cm的薄層加鋪不適合城市橋梁橋面瀝青鋪裝整治工程。

（5）就地?zé)嵩偕商幹未蟛糠值穆访娌『?，包括車轍、波浪擁包、松散、泛油、表面抗滑性能不足、輕微溫度裂縫及輕微疲勞裂縫等，但是路面結(jié)構(gòu)性必須完好。

（6）現(xiàn)場熱再生實(shí)施現(xiàn)場存在較多煙塵、噪音污染，不適合中心城區(qū)高架。同時(shí)現(xiàn)場熱再生機(jī)械設(shè)備數(shù)量、人工數(shù)量多，不適用小面積及短里程路段。

（7）銑刨加罩能徹底改善路面性能，特別是對(duì)于高架道路整治效果優(yōu)良、使用壽命最長，有效減少養(yǎng)護(hù)頻率，對(duì)于鋪裝病害嚴(yán)重的工程性價(jià)比高，社會(huì)影響好[2]。

5橋面鋪裝整治方案的綜合比選

城市橋梁橋面鋪裝整治方案種類繁多，應(yīng)根據(jù)路面狀況、實(shí)際車輛運(yùn)營情況、老橋鋪裝厚度及施工期間對(duì)交通的影響等因素，通過科學(xué)、規(guī)范的流程和方法進(jìn)行綜合比選。具體步驟如下：

5.1 初步比選

根據(jù)道路的主導(dǎo)病害類新及嚴(yán)重程度、道路等級(jí)和交通量，結(jié)合本文4.2節(jié)內(nèi)容對(duì)各類整治方案的工程適應(yīng)性分析，初步選出技術(shù)上滿足要求的所有技術(shù)方案。

5.2 費(fèi)用效益分析

考慮各整治方案的使用壽命和單位費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)因素，采用等效年度費(fèi)用（EAC）方法對(duì)所有適用的整治方案分別進(jìn)行費(fèi)用效益比較，進(jìn)一步篩選出費(fèi)用效益良好的整治方案。EAC的計(jì)算公式如式（1）所示。

EAC= C/ N ? ? ? ? ?（1）

式中：N：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的使用壽命;

C：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的單位費(fèi)用。

對(duì)初選的整治方案進(jìn)行費(fèi)用效益分析，EAC越低預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施費(fèi)用效益越好，因此，應(yīng)優(yōu)先選擇EAC較小的整治方案。但并不是具有最小的EAC措施就是最合適的整治方案，還有其他一些因素影響，因此在費(fèi)用效益分析的基礎(chǔ)上，選擇EAC較小的幾種措施，進(jìn)行綜合評(píng)判。

5.3 綜合評(píng)判

針對(duì)費(fèi)用效益良好的整治方案，綜合考慮交通影響、可獲得的材料、施工質(zhì)量、氣候、耐久性、行駛舒適性、抗滑性、環(huán)保和美觀等9項(xiàng)施工、用戶和環(huán)境因素，采用項(xiàng)目級(jí)綜合評(píng)判法分別對(duì)各整治方案進(jìn)行分析，最終選擇綜合評(píng)判系數(shù)k值最大的措施作為最佳整治方案。綜合評(píng)判系數(shù)k的計(jì)算公式如式（2）所示。

（2）

式中：k——綜合評(píng)判系數(shù);

Cij——第i 種待選整治方案第j 種影響因素的特征屬性值;

Wij——第i 種待選整治方案第j 種影響因素的權(quán)重系數(shù);

n——影響因素的數(shù)目，本文推薦值為9。

結(jié)合對(duì)以往橋面鋪裝改建工程的調(diào)研，各影響因素的推薦權(quán)重系數(shù)Wj 見表1，可根據(jù)具體工程的情況適當(dāng)調(diào)整。

各項(xiàng)待選方案的特征屬性值Cij以5 分制來進(jìn)行評(píng)定， 5分代表最好，1 分代表最差。通過對(duì)個(gè)備選方案特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查分析（或?qū)＜掖蚍址ǎ?，確定每種備選整治方案合適的特征屬性值。

最后計(jì)算出綜合評(píng)判系數(shù)k值，最終確定綜合最優(yōu)的整治方案。

6結(jié)束語

我國城市橋梁橋面鋪裝整治工程方興未艾，整治方案的選擇對(duì)保證工程質(zhì)量穩(wěn)定可靠，提高施工安全性和施工效率，減少施工期間對(duì)交通的影響都有重要影響，直接關(guān)系到工程成敗，選擇合適的整治方案的能夠創(chuàng)造良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：CJJ 99-2017[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

[2] 瀝青路面預(yù)養(yǎng)性養(yǎng)護(hù)護(hù)技術(shù)規(guī)程：DG/TJ 08-2176-2015[S].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2015.

作者簡介

陳磊（1974-），男;職稱：高級(jí)工程師，現(xiàn)就職單位：上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，研究方向：道路交通工程的設(shè)計(jì)、咨詢。