對瀝青混凝土橋面鋪裝病害防治的淺析

1、<p>　　對瀝青混凝土橋面鋪裝病害防治的淺析</p><p>　　摘要：本文主要從瀝青混凝土橋面鋪裝病害的表現(xiàn)形式為切入點(diǎn)進(jìn)行破壞瀝青混凝土橋面鋪裝的原因分析，根據(jù)產(chǎn)生病害的原因，提出如何加強(qiáng)防治的措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；橋面；病害；防治 </p><p>　　中圖分類號：TU755文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p>

2、;<p><b>　　1前言 </b></p><p>　　近年來，我國的橋梁建設(shè)快速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)形式也不斷的涌現(xiàn)，然而，橋面的鋪裝設(shè)計(jì)和施工卻一直沿用傳統(tǒng)的方法，在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，對橋面鋪裝層一般不作專門的計(jì)算分析。隨著目前車流量的逐步增加以及重型車輛的不斷增加，橋面的鋪裝問題不斷的出現(xiàn)，致使橋面鋪裝病害成了普遍現(xiàn)象，不僅影響正常的交通，特別在城市中還影響的城

3、市的市容、市貌，也極易產(chǎn)生交通事故，維修難度較大。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，橋面鋪裝的早期損壞已經(jīng)成為影響高速橋梁施工功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。由于病害的普遍性，相關(guān)管理單位近年也逐步開始重視因橋面鋪裝問題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p>　　橋面柔性鋪裝能大大緩和行車對橋面板的沖擊，容易達(dá)到運(yùn)營平穩(wěn)舒適的要求，隨著瀝青材料性能的改進(jìn)應(yīng)用將更加廣泛，可是現(xiàn)行規(guī)范對瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要從所用材料的做

4、法及厚度等方面做了指導(dǎo)性的說明，關(guān)于具體的設(shè)計(jì)理論和方法目前還是空白的，具體的鋪裝層的設(shè)計(jì)無章可循。這樣造成了在實(shí)際橋面鋪裝層只作為橋梁的工程結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者對其很少花費(fèi)精力對橋面鋪裝設(shè)計(jì)，這樣對橋面的病害埋下的隱患。因此，應(yīng)提高對橋面鋪裝的重視，加強(qiáng)對橋面瀝青混凝土相關(guān)病害的認(rèn)識，重視對其結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理和設(shè)計(jì)理論方面的研究，已經(jīng)刻不容緩。 </p><p><b>　　2病害的表現(xiàn)形式 </b>

5、</p><p>　　橋梁瀝青面層的主要破壞形式有兩方面，一方面時(shí)瀝青混凝土面層內(nèi)無確定面的剪切變形，由于鋪裝面層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力弱，在水平方向容易產(chǎn)生相對位移發(fā)生剪切，致使出現(xiàn)推移、擁抱的病害。另一方面是由于溫度變化伴隨橋面板和梁結(jié)構(gòu)的繞度而產(chǎn)生裂隙，在車輛荷載及滲入水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。 </p><p>　　在設(shè)防水層的水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪

6、裝，在行車作用下的破壞形式一般為剪切破壞，常表現(xiàn)為擁抱和推移病害，多發(fā)生在簡支梁的制作部位以及橋梁的受拉部位等等。突出的主要問題有如下兩個(gè)方面： </p><p>　　1）橋面早期破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)車轍、擁包、網(wǎng)裂、龜裂、瀝青層面剝落、產(chǎn)生坑槽，甚至出現(xiàn)防水混凝土鋪裝層外露，極大地影響了行車的舒適性，嚴(yán)重影響行車安全； </p><p>　　2）橋梁上部結(jié)構(gòu)及鋪裝結(jié)構(gòu)的耐久性不足，主要是由于鋪

7、裝層難以阻止水的滲入，滲入水沿橋面裂縫進(jìn)入主梁，造成主梁鋼筋的腐蝕，在行車荷載及溫度作用下，加快主梁和面層的變化，降低橋梁壽命，特變在橋面負(fù)彎矩處表現(xiàn)的尤為明顯。 </p><p>　　3對瀝青混凝土橋面鋪裝破壞的原因分析 </p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì)方面的因素 </p><p>　　3.1.1橋梁的結(jié)構(gòu)理論中對橋面層的計(jì)算分析論述很少，在現(xiàn)行規(guī)范中也

8、只給出了厚度的推薦值，然而實(shí)際中，面層的鋪裝是一個(gè)受力復(fù)雜的動力體系，各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其受力的分布。 </p><p>　　3.1.2《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：如無更精確的計(jì)算方法。箱形梁也可參照T形梁的規(guī)范處理。現(xiàn)實(shí)從眾多箱橋的設(shè)計(jì)看，大部分設(shè)計(jì)者對箱梁構(gòu)件是按T形梁進(jìn)行處理的。而箱梁的實(shí)際受力雖有近于T梁的一面，又有異于T梁，而對于連續(xù)梁差別則更大，尤其是對近年

9、來箱梁的橋面越來越寬，橋跨與橋面之比越來越小，如果箱梁仍按T梁那種長細(xì)桿件設(shè)計(jì)配筋，就越來越不適宜了，導(dǎo)致按梁設(shè)計(jì)的箱梁骨架鋼筋在實(shí)際受力狀態(tài)下難以像T梁主筋那樣發(fā)揮應(yīng)有的作用。所以，設(shè)計(jì)時(shí)采用的假設(shè)狀態(tài)與箱梁的設(shè)計(jì)實(shí)際受力狀態(tài)并不一致。 </p><p>　　3.1.3隨著材料工業(yè)的發(fā)展，橋梁承重結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使橋梁主梁能以較柔的結(jié)構(gòu)達(dá)到受力的要求，大跨橋梁的橫向越來越寬。特別在設(shè)計(jì)計(jì)算中側(cè)重于主梁縱向的計(jì)算分析

10、，對橋梁橫向剛度重視不足，橫向構(gòu)造措施不利使橋面鋪裝分擔(dān)了過多的次內(nèi)力。 </p><p>　　3.1.4對于連續(xù)橋、拱橋及懸臂梁橋等橋型結(jié)構(gòu)，由于荷載的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩或拉力，使橋面鋪裝層受到拉力的作用而產(chǎn)生負(fù)彎矩區(qū)裂紋，從而造成橋面鋪裝的損壞。 </p><p>　　3.1.5在城市的橋梁中，由于車道功能的不同，人為強(qiáng)制地使橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營始終處于偏載狀態(tài)，使主車道的鋪裝承擔(dān)了比超車道高得

11、多（量值可達(dá)三至四倍）的運(yùn)營應(yīng)力水平，加快了主車道鋪裝層的疲勞。特別是隨著私營運(yùn)輸業(yè)得發(fā)展，貨運(yùn)業(yè)主為追求短期經(jīng)濟(jì)利益，通過改變車廂結(jié)構(gòu)，使汽車的載重、軸重及輪載成倍的增加。這些車輛對鋪裝面層具有嚴(yán)重的損壞作用，并使橋梁結(jié)構(gòu)局部超載，加快了主車道鋪裝層的病害發(fā)展。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)運(yùn)營中車輛荷載的實(shí)際分布情況，在明確了橋梁結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)上，對橋面鋪裝層進(jìn)行受力計(jì)算。 </p><p>　　3.2施工工藝方面的因

12、素 </p><p>　　3.2.1鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架的沉降及預(yù)應(yīng)力反拱無法十分準(zhǔn)確地預(yù)測，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計(jì)值相符比較困難，一般在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度。如果調(diào)整不好，就會造成鋪裝層厚度不均，使局部厚度偏小。 </p><p>　　3.2.2橋面的施工前清理不干凈或噴撒粘結(jié)層不均勻，容易造成鋪裝層與主梁結(jié)合欠

13、佳，產(chǎn)生施工過程中的病害。 </p><p>　　3.2.3復(fù)合式橋面鋪裝層的下層即水泥混凝土鋪裝層的平整度施工過程中未控制好，直接影響瀝青混凝土施工厚度的均勻性和平整度，進(jìn)而影響整個(gè)橋面鋪裝層的施工和美觀。 </p><p>　　3.3橋面防水層的影響 </p><p>　　由于柔性防水層的強(qiáng)度與主板和鋪裝層的強(qiáng)度有差異，它的存在使上部結(jié)構(gòu)按模量形成“一柔一剛”的

14、板塊受力體系，中間柔性夾層會增大橋面板中部的板底拉應(yīng)力。處于防水層上的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動力荷載作用下，彼此間的縫隙越來越大，直到松散脫落。另外，防水層的使用使鋪裝層發(fā)生剪切破壞的機(jī)率大大提高。 </p><p>　　3.4橋面鋪裝復(fù)雜受力的因素 </p><p>　　與一般道路上所鋪裝的瀝青混凝土相比，橋面鋪裝受梁結(jié)構(gòu)影響較大，在荷載作用下，梁體會產(chǎn)生較大的擾度與變形，從而橋面鋪裝

15、材料處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，當(dāng)材料不能滿足梁體變形的要求時(shí)，便產(chǎn)生大面積的裂縫。 </p><p><b>　　4病害防止措施 </b></p><p>　　綜上所述，由于現(xiàn)行橋面鋪裝設(shè)計(jì)及施工工藝等方面的不足，常引發(fā)一些橋面鋪裝病害，針對經(jīng)常發(fā)生的病害，結(jié)合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，提出如下防治措施： </p><p>　　4.1提高橋面鋪裝防水混凝土的標(biāo)號

16、，提高至40號，同時(shí)加大厚度，厚度加厚至10-12cm，加粗鋼筋直徑，直徑加粗至&Oslash;12。從而提高鋪裝層的整體強(qiáng)度，盡量減少應(yīng)橋體晃動造成的病害。 </p><p>　　4.2嚴(yán)格控制施工過程質(zhì)量，在鋪裝瀝青混凝土前，將梁板頂面鑿毛露骨料3-5cm，并用高壓氣泵水槍清理干凈；嚴(yán)格控制混凝土的配合比及塌落度，使混合料具有良好的和易性；并且混凝土采用低收縮配方，以減少收縮裂縫。 </p>

17、;<p>　　4.3為使橋面鋪裝與梁板結(jié)合緊密，使橋面鋪裝共同參與受力，同時(shí)固定橋面鋪裝鋼筋的位置，可采用“植”鋼筋技術(shù)，即空心板頂按一定間距鉆孔，孔深要大于苗固長度，孔徑略大于鋼筋直徑。用高壓氣泵將孔清理干凈后，灌入調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液并及時(shí)植入鋼筋，待膠液固化并達(dá)到強(qiáng)度后，將植入的鋼筋與橋面鋪裝鋼筋牢固焊接后，再澆筑防水混凝土。 </p><p>　　4.4在混凝土中加入鋼纖維或聚丙烯纖維，以提

18、高混凝土的整體性，防止開裂。 </p><p>　　4.5在橋墩頂部負(fù)彎矩區(qū)域，設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，減少鋪裝層頂層開裂。 </p><p>　　4.6在橋面層與瀝青混凝土面層之間設(shè)置防水卷層，以改善橋面層的破壞引發(fā)的瀝青面層的病害。 </p><p>　　4.7加強(qiáng)對瀝青面層的養(yǎng)護(hù)，在雨季及時(shí)排除橋面的積水；在冬季及時(shí)鏟除橋面的積雪，減少外部環(huán)境變化引發(fā)的質(zhì)量病害。 &l

19、t;/p><p><b>　　5結(jié)束語 </b></p><p>　　本文對瀝青混凝土橋面鋪裝的早期病害及其原因進(jìn)行分析與探索，總結(jié)了當(dāng)前瀝青混凝土橋面鋪裝的一些病害，并根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對橋梁路面的病害提出了相應(yīng)的防治措施。通過本文的分析，建議加快對瀝青混凝土橋面鋪裝的進(jìn)一步研究，以明確橋面鋪裝層各結(jié)構(gòu)層計(jì)算模型、力學(xué)特性及相關(guān)參數(shù)，為橋面鋪裝的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)；同時(shí)，加強(qiáng)對

20、各鋪裝層材料性能指標(biāo)和測試技術(shù)的研究，開發(fā)適應(yīng)橋面破壞機(jī)理的新材料；另一方面，還要改進(jìn)鋪裝技術(shù)及提高施工質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性，從而根本上解決橋面鋪裝損壞病害。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1、瀝青路面工程手冊 / 張登梁主編—北京：人民交通出版社，2003.3 </p><p>　　2、中華人民