瀝青混凝土橋面鋪裝使用壽命預(yù)測及常見病害處治對策

李曉妮，黃 江，劉西雷

（1.山西省公路局太原分局，山西 太原 030006；2.山西省公路局，山西 太原 030006；3.北京新橋技術(shù)發(fā)展有限公司，北京 100088）

隨著交通量及汽車軸載越來越大，以及氣候條件越來越苛刻，我國的橋面鋪裝層普遍出現(xiàn)了嚴(yán)重的早期病害，極大地影響了橋梁的服務(wù)質(zhì)量，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前關(guān)于瀝青混凝土橋面鋪裝層使用壽命的研究，還未形成有效的理論體系。

1 使用壽命預(yù)測

1.1 使用年限調(diào)查

從工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的觀點將鋪裝層作為投資實體來滿足效益方面的要求，如將鋪裝層使用至繼續(xù)維修補(bǔ)強(qiáng)已不如拆換更加經(jīng)濟(jì)時的期限，作為判斷鋪裝層壽命終止的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。

對國內(nèi)22座大橋瀝青混凝土鋪裝使用壽命的調(diào)查結(jié)果見表1－1。

表1-1 瀝青混凝土橋面鋪裝使用年限統(tǒng)計表

表1-1（續(xù)）

通過表1－1可知，22座大橋瀝青混凝土橋面鋪裝第一次出現(xiàn)病害的平均使用年限為5.3年。

1.2 壽命預(yù)測

分析表1－1所示的調(diào)查結(jié)果，取鋪裝層厚度作為橫坐標(biāo)，取每個鋪裝層厚度的使用年限平均值作為縱坐標(biāo)，可以得到如圖1－1所示的瀝青混凝土鋪裝厚度與使用年限的關(guān)系曲線。

通過圖1－1中瀝青混凝土鋪裝層厚度與使用年限的關(guān)系曲線，可以得出瀝青混凝土鋪裝層使用年限與厚度的關(guān)系方程：

式中：t—瀝青混凝土橋面鋪裝使用年限；

d—瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度，cm，d∈[6，10]。

分析圖1－1和式（1－1）可知，使用年限隨鋪裝層厚度的增加而增大，但當(dāng)鋪裝層厚度達(dá)到8cm時，使用年限趨于穩(wěn)定。綜合考慮使用年限與工程經(jīng)濟(jì)性，建議將瀝青混凝土橋面鋪裝厚度設(shè)計為8cm。

2 常見病害處治對策

2.1 常見病害調(diào)查

瀝青混凝土具有柔性，瀝青混凝土鋪裝的橋面經(jīng)常會出現(xiàn)開裂（橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂伴有沉陷等）、泛油、變形（車轍、推移、擁包、波浪）、坑槽（唧漿）、松散等病害（如圖2－1～圖2－8所示）。

2.2 常見病害處治對策

2.2.1 當(dāng)鋪裝層病害不影響橋梁主體安全時

病害不影響橋梁主體安全，即病害面積較小或者較輕，不會對橋梁造成結(jié)構(gòu)性影響。

此類病害具體處治措施如下：

a）混凝土開裂 （包括橫向裂縫、斜向裂縫、縱向裂縫）只需用熱瀝青材料灌縫，隔絕空氣，防止水分滲入，增強(qiáng)混凝土的耐久性；

b）坑槽、網(wǎng)裂、沉陷 挖除病害位置，然后灑一層粘層瀝青，用熱拌瀝青混凝土修補(bǔ)并碾壓、找平；

c）擁包、車轍 對于輕微而且穩(wěn)定的擁包、車轍，用銑刨機(jī)在氣溫較低時削平，并用熱拌瀝青混凝土碾壓、找平。

對于由面層原因產(chǎn)生的嚴(yán)重?fù)戆稍跉鉁剌^高、面層發(fā)軟后鏟除，然后灑一層粘層瀝青，重新鋪筑瀝青混合料，并找平、壓實。

2.2.2 當(dāng)鋪裝層病害影響橋梁主體安全時

病害影響橋梁主體安全，即鋪裝層發(fā)生大面積損壞，嚴(yán)重到影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全。此類病害處治對策主要包括霧封層、碎石封層、稀漿封層、微表處和薄層罩面等。

橋面鋪裝處治對策，應(yīng)根據(jù)橋梁所在公路等級、橋面技術(shù)狀況、交通量、資金和費用效益等因素，綜合分析，科學(xué)確定。通常情況下可參照表2－1。

表2-1 各等級公路橋梁適用的處治措施

2.2.2.1 霧封層

霧封層技術(shù)是指用精密噴灑設(shè)備將乳化瀝青、改性乳化瀝青噴灑于出現(xiàn)早期損壞的高等級瀝青路面上，以封閉早期微裂縫的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。由于在噴灑時呈現(xiàn)黑色的霧狀而被稱為霧狀封層技術(shù)，簡稱霧封層技術(shù)。這種“霧”并不是通常所說的霧，而是瀝青。

2.2.2.2 碎石封層

碎石封層是在道路表面撒布一定量的膠結(jié)料后，再在其表面撒布一定量的單粒徑碎石并通過碾壓使碎石的2／3嵌入膠結(jié)料而形成一種耐久、抗滑的道路表面的處治方法。

2.2.2.3 稀漿封層

稀漿封層技術(shù)是以級配碎石材料為集料，以滿足相關(guān)技術(shù)要求的乳化瀝青材料為結(jié)合料，加入適量的水、填料以及必要的外加劑，在專用稀漿封層機(jī)行駛過程中按設(shè)計比例配制成具有一定技術(shù)性能的稀漿混合料。這種稀漿混合料的稠度較小，形狀似稀漿，鋪筑厚度一般在3～10mm之間。由于稀漿封層體系中，油石比比一般的熱拌瀝青混合料高，使用的集料粒徑以0～5mm為主，所以固化成型后混合料空隙率低，防水性能高。

2.2.2.4 微表處

我國《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中將微表處定義為：微表處（Micro－surfacing），是采用專用機(jī)械設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、粗細(xì)集料、填料、水和添加劑等按照設(shè)計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，并很快開放交通的其有高抗滑和耐久性的薄層。

2.2.2.5 薄層罩面技術(shù)

所謂薄層罩面技術(shù)是指將改性乳化瀝青摻加到熱瀝青混合料中攤鋪后，通過鋼輪壓路機(jī)適當(dāng)碾壓形成熱瀝青混凝土磨耗層。改性乳化瀝青獨特的配方設(shè)計使其在與熱混合料接觸的瞬間破乳并向上氣化填充混合料的下部空隙，確保磨耗層與原有鋪裝層的粘結(jié)，封閉原有路面的輕微裂縫。

3 結(jié)語

本文介紹了瀝青混凝土橋面鋪裝主要常見的病害，并提出了相應(yīng)的處治對策。研究認(rèn)為，當(dāng)瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度為8cm時，其經(jīng)濟(jì)性與耐久性最佳。

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