試析路橋工程橋面鋪裝病害成因及防治措施

肖貴明

摘要：本文針對香府公路橋橋面鋪裝損傷情況，采用FTD頻率1500khz的探地雷達(dá)進(jìn)行現(xiàn)場試驗檢測，對瀝青混凝土橋面鋪裝損傷進(jìn)行了病理分析，并對病害進(jìn)行了分類。結(jié)果表明：混凝土橋面鋪裝病害主要表現(xiàn)為裂縫、坑、基層結(jié)構(gòu)疏松。根據(jù)波形圖，進(jìn)一步分析了瀝青混凝土橋面鋪裝的病害，提出了瀝青混凝土橋面鋪裝的養(yǎng)護(hù)和控制措施。

關(guān)鍵詞：橋面鋪裝;病害;裂縫;養(yǎng)護(hù)與防治

引言

隨著我國公路、橋梁建設(shè)水平的提高和行車?yán)锍痰脑黾樱瑯蛄航Y(jié)構(gòu)安全問題以及橋面鋪裝問題在橋梁建設(shè)中越來越受到重視，影響行車舒適性和安全性。過去，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工不當(dāng)、車輛荷載增大等原因，瀝青混凝土橋面鋪裝出現(xiàn)裂縫、坑、基層疏松、抽泥、車轍等病害。它影響橋梁本身的結(jié)構(gòu)安全性和行車穩(wěn)定性，在橋梁達(dá)到設(shè)計使用壽命之前就對橋梁造成破壞。因此，瀝青混凝土橋面鋪裝層的耐久性及病害檢測與預(yù)防已成為國內(nèi)外[2]的研究熱點。

一、病害檢測

本文以長沙市香府公路橋為工程背景，分析了橋面鋪裝裂縫、坑、基礎(chǔ)疏松等病害。發(fā)現(xiàn)上述問題后，應(yīng)立即將破損的橋面切斷清理，在切割界面涂上瀝青防水膠粘層后，逐層鋪鋪并壓實瀝青混凝土。然而，一些維修橋面經(jīng)常受損，疾病并沒有完全根除。為了了解主橋橋面質(zhì)量，徹底查明病害原因，采取有效的預(yù)防措施，采用FTD頻率1500khz的探地雷達(dá)對鋪裝層進(jìn)行檢測。

（一）檢測原理

探地雷達(dá)（GPR）利用電磁波探測技術(shù)向路面發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖。當(dāng)脈沖信號在路面中遇到不同的介質(zhì)時，會發(fā)生反射和散射。探地雷達(dá)接收到的脈沖信號進(jìn)行處理，生成波形圖，從而直接判斷瀝青混凝土橋面鋪裝層的內(nèi)部缺陷。

（二）檢測頻率與結(jié)果

采用探地雷達(dá)對主橋面6車道進(jìn)行探測，對橋面明顯破損部位進(jìn)行強(qiáng)化掃描。GPR掃描檢測發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝病害主要發(fā)生在主要的中間，邊跨基本上沒有損壞，北邊和橋面損傷比，在南邊，更嚴(yán)重的受損區(qū)域整個橋梁路面達(dá)到194.68平方米。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層破壞順序為自下而上，表現(xiàn)為局部找平層結(jié)構(gòu)破壞。根據(jù)探地雷達(dá)掃描形成的波形，可以發(fā)現(xiàn)路面無破損，橋面波形平緩，路基密實，橋面狀況良好;但路面破損橋面波形波動較大，波形雜亂。有裂縫未修補(bǔ)的橋面鋪裝層厚度明顯低于設(shè)計值;有缺陷的橋面鋪裝層經(jīng)修補(bǔ)后仍有局部空隙或雜質(zhì);路面基層松散嚴(yán)重，表面出現(xiàn)凹坑。在橋面修復(fù)過程中，發(fā)現(xiàn)實際路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)與雷達(dá)掃描波形一致。

二、病害成因分析

根據(jù)探地雷達(dá)檢測結(jié)果，橋梁病害成因歸納如下：

（一）車輛荷載是造成橋面鋪裝層破壞的主要原因[4]。汽車荷載是一種局部移動集中荷載。當(dāng)局部集中荷載作用于橋面時，橋面鋪裝層將在主梁中部產(chǎn)生正彎矩。在長期荷載作用下，跨中部分容易產(chǎn)生彎曲損傷，因此檢測中的缺陷主要集中在跨中位置。但邊跨區(qū)域的撓度變形較小，因此邊跨區(qū)域病害的發(fā)生較少。而在這種局部集中荷載作用下，橋面會產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土中的微裂縫產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力集中

（二）最后，拉伸破壞發(fā)生在主拉應(yīng)力方向。由于混凝土路面存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，橋面鋪裝層裂縫均存在嚴(yán)重的拉應(yīng)力集中現(xiàn)象。路面層的裂縫是薄弱環(huán)節(jié)，在周圍會繼續(xù)發(fā)展并產(chǎn)生裂縫。

（三）瀝青路面橋面經(jīng)常出現(xiàn)瀝青涂層。隨著車輛荷載的不斷沖刷，薄薄的油皮層會越來越嚴(yán)重，產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫現(xiàn)象。隨著網(wǎng)狀裂縫的發(fā)展，橋面裂縫不斷擴(kuò)大。雨水的侵入和荷載的作用會沖刷粘結(jié)層，導(dǎo)致裂縫逐漸發(fā)展，形成裂縫，引起分層。

（四）混凝土找平層厚度較薄，橋面鑿毛不夠，灰塵、雜質(zhì)較多，部分箱梁頂部平整度差，有鼓包，造成局部找平層厚度損失，橋面與路面結(jié)合不夠緊密[5]，出現(xiàn)“雙層蒙皮”現(xiàn)象。當(dāng)交通量增加時，薄弱部位不能承受過大的荷載，導(dǎo)致路面開裂和局部脫空現(xiàn)象，應(yīng)力應(yīng)變的膨脹導(dǎo)致找平層開裂現(xiàn)象發(fā)展為瀝青面層，形成橋面可見病害。

經(jīng)過多次維修，橋面仍然破損。由于養(yǎng)護(hù)后需要通車，施工時間短，導(dǎo)致路面層壓實度不夠，施工縫密封性差。雨水容易滲入路面層，沖刷粘結(jié)層，使橋面與路面分離，降低粘結(jié)性能[6]。即使雨水也會滲入鋼筋網(wǎng)，造成鋼筋銹蝕。瀝青混凝土路面通車以來缺乏檢測和養(yǎng)護(hù)[7]。在長期疲勞作用下，瀝青混凝土的性能下降，已成為反復(fù)病害的原因之一。

三、病害防治措施

針對瀝青混凝土橋面鋪裝病害的成因，為減少橋面鋪裝病害，采取以下預(yù)防措施：

（一）根據(jù)路面裂縫的不同寬度，可采取不同的裂縫填充措施。細(xì)裂縫可直接用瀝青灌漿處理，輕微裂縫先擴(kuò)深7cm，寬度不大于1cm，然后用高強(qiáng)環(huán)氧樹脂混凝土填充，表面填瀝青混凝土;中裂縫先鑿除，裂縫用鈀釘連接，然后用高強(qiáng)環(huán)氧樹脂混凝土填充，表面用瀝青混凝土填充。

（二）橋面頂部混凝土的粗糙度不理想，容易因路面附著力不足而造成損壞。初凝后，要掌握刷涂工藝時間，刷均勻，表面光滑粗糙。

（三）對于浮漿引起的車轍、堵塞，首先清除有缺陷的瀝青混凝土路面層，徹底清除橋面浮漿，重新鋪設(shè)瀝青混凝土路面層。

（四）對橋面損壞嚴(yán)重，經(jīng)多次修補(bǔ)仍有缺陷的部位，應(yīng)鑿除瀝青混凝土路面層[7]和找平層的水泥混凝土，直至找平層的鋼絲網(wǎng)完全露出為止?；炷帘砻媲謇砀蓛艉?，增加“?！毙图袅︶敚c原鋼筋網(wǎng)焊接。高韌性環(huán)氧瀝青混凝土經(jīng)鋼筋網(wǎng)布處理后澆筑，環(huán)氧瀝青混凝土固化后鋪筑瀝青混凝土面層。

（五）混凝土橋面應(yīng)注意防水處理。防水層的主要材料為瀝青或改性瀝青防水卷材，應(yīng)在整個橋面上鋪設(shè)，確保不出現(xiàn)滲漏、孔洞、錯層、折疊、翹曲等現(xiàn)象。排水孔的位置應(yīng)合理布置，孔底標(biāo)高至少低于橋面頂部1cm。排水孔周圍的路面應(yīng)傾斜布置，以保證雨水能及時從橋面排出。

（六）橋面松散、坑洼處，應(yīng)先將破損處的瀝青混凝土路面清理干凈，并在底面及坑周涂乳化瀝青，再采用熱拌瀝青混合料進(jìn)行攤鋪，且坑槽厚度應(yīng)大于5cm，以防止雨水滲入，瀝青混凝土路面鋪設(shè)完成后，應(yīng)采用乳化瀝青封閉縫隙。

四、結(jié)語

橋面鋪裝作為影響橋梁和公路運營質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在工程設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)過程中必須引起高度重視。分析了常見橋面鋪裝損壞類型的成因，針對不同形式的病害提出了有效的防治措施，以提高橋面鋪裝工程質(zhì)量，建成一座安全可靠、平整舒適、穩(wěn)定耐用的瀝青混凝土橋面。

參考文獻(xiàn)：

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