關于水泥混凝土橋面病害養護處治的經驗探討

吳建龍

（廣東清連高速公路發展有限公司，廣東清遠 511515）

0 前言

作為清連高速路線的組成部分，官陂嶺高架橋位于陽山縣陽城鎮西側,橋梁上部結構采用裝配式部分預應力混凝土連續T梁,橋面鋪裝采用10 cm C40防水混凝土。橋址地區地貌形態為巖溶低山區,左側為既有清連一級公路,右側為官陂河河床。路線位于既有清連一級公路與官陂河河床間的直線型斜坡地段,兩者近乎平行。斜坡自然坡度40°～83°,屬于陡坡地段。 斜坡以巖質為主,總體地勢南北兩側為巖溶峰眾,腹部為自西向東的U型河谷,地形起伏大,切割深,總體 官陂河谷傾斜,工程地質由第四系、碳系下石登子段地層組成。

作為粵北的一條出省山區高速公路，于2009年8月正式開通運營，日交通量達萬余輛，且80%～90%為超重超限車輛，對橋面鋪裝層造成不小的沖擊，破壞程度加大。主要表現在橋間出現不規則網狀裂縫，且數量有不斷擴展加大的趨勢。如果這些病害不及時進行養護維修，其橋面使用性能將迅速下降，且有可能提前進行橋面翻修重筑的可能。因此，橋面使用2 a來，針對出現的不同的病害程度，采取了相應的養護措施，不斷地進行總結，積累了一些經驗。下面就水泥混凝土橋面養護維修問題，談談具體的看法和做法，以求共同探討。

1 橋面設計原理

設計荷載按公路I級進行設計，橋面現澆層為C50混凝土，橋面鋪裝層為C40防水混凝土，橋面板頂面設置8 cm厚的橋面現澆層及10 cm厚橋面鋪裝層。為保證橋面現澆層、鋪裝層的整體性，橋面現澆層內設置10×10φ10鋼筋網，橋面鋪裝層內設置D12鋼筋網。同時，鋼筋網與橋面極內預埋短鋼筋點焊連接。

2 橋面出現裂縫的成因

從目前產生的病害來分析，其主要原因可以歸納為以下5種：

（1）超重超限荷載的作用；

（2）鋪裝層鋼筋網變形貼底；

（3）橋面開放交通過早；

（4）相鄰車道運載車輛振動影響；

（5）養護不到位所致。

3 橋面裂縫的觀察及現狀

實驗方法：把裂縫表面處理干凈，用一小塊玻璃片（20 mm×20 mm×0.2 mm）貼在裂縫上，兩端用修補膠固定在裂縫的兩邊，透過玻璃片可以看到裂縫，待24 h后對玻璃片進行觀察。如果玻璃片被裂縫的收縮拉斷或擠裂，說明此裂縫是活動裂縫，還在繼續發展變化中，待裂縫相對穩定后才能處理；如果玻璃片沒有什么變化，說明此裂縫是相對靜止裂縫，可進行施工。

2010年5月，在橋面行車道和超車道各找了4個點進行實驗觀察。實驗結果表明超車道上的裂縫相對靜止，行車道上的裂縫稍有活動。

4 裂縫注膠封閉及工藝流程

4.1 加固處理方法

依據《公路橋梁加固施工技術規范》（JTG/TJ23-2008），對于橋面可見裂縫，為防止裂縫繼續開裂，雨水滲入裂縫銹蝕鋼筋，裂縫崩邊等影響橋梁完整、安全、適用與耐久的不良因素產生，不論寬窄深淺裂縫均應進行注膠防水加固處理。

4.2 工藝流程

裂縫混凝土界面處理—丙酮清洗—粘貼壓漿嘴—裂縫表面封閉—密封檢查—配制裂縫灌注膠—低高壓裂縫灌漿—打磨表面—養護。

裂縫注膠的施工要點：

（1）裂縫混凝土界面處理：用鋸片反復打磨裂縫表面混凝土直至表面浮漿脫落，再用無油壓縮空氣除塵,丙酮試劑灌縫清洗。

（2）粘貼壓漿嘴：首尾各一個，中間縫寬則疏，縫窄則密，壓漿嘴最大間距，按20～25 cm布置。在一條逢上必須有進漿嘴,排氣嘴,出漿嘴。

（3）裂縫表面封閉：用密封膠環氧樹脂膠泥封閉裂縫表面，膠泥厚不小于1 mm，寬度1～2 cm。

（4）密封檢查：從最下或左的壓漿嘴輸入0.4 MPa無油壓縮空氣，相鄰或右嘴排氣時逐個關閉所有閥門,再沿縫附近涂刷肥皂水檢漏；若有氣泡冒出說明該處漏氣，作好標記。用裂縫表面封閉膠對漏氣的區域進行封閉，待達到強度后再氣檢，如此反復直至不漏氣為止。

（5）膠液配制：XH160A/B配制膠液時將重量比重3：1（A：B）倒入裝容器中，充分攪拌至A料溶解完全，，攪拌均勻即獲得硬化時間為5～30 min左右；XH111-1FastA/B改性環氧膠粘劑的配液重量比 2：1（A：B）攪拌均勻，固化時間是 5～30 min。

（6）裂縫灌漿：在愛牢達XH160A/B劑充分攪拌至約5 min左右時抽取膠液到自動注膠器（灌漿機），連接底座壓力注入，盡量做到膠液不溢出縫口，裂縫修補灌漿機慢慢起灌。對于水平裂縫，宜由低端逐漸壓向高端，當相鄰嘴不夾氣冒膠時關閉該閥,逐一排氣冒膠關閥，直至最后一個閥。待15 min左右再進行二次灌注，使第一次灌注的膠液有足夠時間自流至裂縫末稍，重復以上操作直到注飽滿即可。

（7）注膠完成：要穩定一段時間（約20 min左右）。

（8）表面處理：打磨注膠嘴，做到修復后橋面平整。裂縫修復后的效果見圖1所示。

圖1 裂縫修復后的路面實景

4.3 效果跟蹤分析

橋面裂縫經過上述的修補方法處理后，經過一年多時間的通車檢驗，橋面完好無損。實踐證明該維修方法切實可行，提高了橋梁的使用壽命和安全性能。建議在橋梁的營運中多加強對橋面鋪裝層的檢查與觀察，對出現病害的橋面及時處理，以確保橋梁的正常使用。

5 預養護措施

根據公路檢測的結果，對于即將發生病害或已經出現微小病害的道路、橋面進行預防性養護，不僅可以保證道路的良好運營狀態，而且可以防止由于局部損壞引起的各種輻射影響所導致的大面積快速損壞。這樣不僅可以避免道路、橋面中修甚至大修情況的發生，減輕運營的壓力，而且可以總體上減少道路養護費用，為此，于2011年9月對上述橋梁橋面實施了超薄磨耗層預養護措施。

5.1 橋面狀況

由于橋面裂縫灌漿封縫使用近2 a年，在重載交通的作用下，有個別注漿封縫處又微微地開裂，同時，原橋面鋪裝層產生的裂縫在超薄磨耗層罩面之前已采用高性能樹脂滲透進行修補，灌注樹脂用的塑料管還有部分高出路面，因此在施工時對高出路面的部分要進行處理。水泥混凝土橋面鋪裝層上存在著橫向和縱向的施工縫，在施工前已經對施工縫采用灌縫材料進行灌縫處理。另外，對橋面鋪裝層上還存在的寬度較大的裂縫也采用灌縫進行了處理。對舊橋面上交通標線中有部分已出現破損、脫落的路段，已將破損的交通標線、道釘等全部清除，以防止超薄磨耗層罩面加鋪后出現夾心層。在超薄磨耗層罩面前，對路面進行了一次較為徹底的清掃，保證路面清潔，同時也在施工時保證乳化瀝青與路面良好的粘結性能。

5.2 超薄磨耗層技術特點

超薄磨耗層是一種超長耐久的熱拌瀝青混凝土面層，具有抗滑、抗磨耗、防水害的優良性能。超薄磨耗層系統采用專有的瀝青材料（Nova Binder@、Nova Bond@）及混合料級配，用特定攤鋪設備（Novapave）攤鋪及用壓路機碾壓成型的單層瀝青混合料。超薄磨耗層技術（Nova Chip@）對水泥路面、橋面的麻面、露骨、裂縫、錯臺、剝落、啃邊等病害的處治有很好的效果。

對水泥混凝土橋面鋪裝層進行超薄磨耗層罩面，既保護了原有橋面鋪裝、橋梁結構，又能提供安全、低噪和舒適的新橋面，且經濟、高效、耐用。而不會增加太大的二期恒載，且在施工時靜壓成型，故對結構物受力影響小。對表面光滑，摩擦系數小或路表面紋理深度不足的情況，能夠提高抗滑性能，確保行車安全，并能滿足環保要求降低行車噪音。且經過“白加黑”改造，可以改善道路形象。

5.3 施工過程

（1）灑布乳化瀝青與工藝特點為灑布乳化瀝青與攤鋪熱瀝青混合料通過專用設備幾乎同步完成。此階段，乳化瀝青在熱混合料熱能作用下，上升裹附在混合料下部的石料四周，并開始破乳。

（2）混合料攤鋪后，立即采用雙鋼輪壓路機進行靜態碾壓，路面成型。此階段，乳化瀝青破乳形成粘結層，形成封閉的防水層，并使超薄層混合料與原路面實現充分粘結。

5.4 施工效果

（1）施工效果：施工過程較順利、施工效果良好，橋面未出現質量問題，無脫皮、坑槽等薄層罩面的常見病害。實現了改性超薄磨耗層自身的技術特點，改善了施工段的車輛行駛質量（見圖2）。

（2）路面自檢結果：結構層厚度平均值為21 mm。構造深度平均值為1.3 mm（砂鋪法）；摩擦系數BPN平均值為65，滲水系數平均值為2 316 mL/min。路面平整度較施工前有所提高,符合施工規范要求。

6 結語

從自檢測結果和實際使用效果來看，可以得出以下結論：

圖2 修補后的路面實景

（1）綜合的預防性養護：路面出現輕微到中等病害（包括瀝青路面/橋面的裂縫、車轍、剝落、坑槽、泛油等；水泥路面、橋面的麻面、露骨、裂縫、錯臺、剝落、啃邊等），需要經濟有效的養護，以改善路用性能，延長路面使用壽命。

（2）作為舊水泥路面的“白加黑”升級改造的加鋪層，不但有良好的路用性能和景觀形象，而且具有其他加鋪方案不可比擬的經濟性。

（3）作為舊水泥橋面的加鋪方案或新橋面的高性能抗滑表層，經濟、高效、耐用而且不增加太大的二期恒載。

（4）作為特種交通橋面的防水粘結過渡層（Novachip上罩瀝青鋪裝），可以有效減少鋪裝厚度，減輕二期恒載，經濟、耐用。

（5）作為有缺陷的新建橋面（如滲水嚴重、抗滑性能不足等）的處治方案。

在清連高速上對水泥橋面鋪裝進行薄層罩面，既保護了原有橋面鋪裝、橋梁結構，又能提供安全、低噪和舒適的新橋面，且在施工時靜壓成型，對結構物受力影響小，經濟、高效、耐用。