瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害原因和防治措施解析

摘要：在我國基礎設施建設不斷深入的帶動下，公路橋梁工程得到了長足的發展。瀝青混凝土橋面鋪裝施工過程中，由于橋面結構設計、施工、環境等各個方面因素的影響，使得瀝青混凝土橋面鋪裝早期會出現病害，對橋面質量造成影響。這就需要對瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害原因進行認真分析，然后提出有針對性的措施。本文首先對瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害形式進行分析，然后分析產生這些病害的原因，最后提出行之有效的防治措施，供有關人員參考。

關鍵詞：瀝青混凝土；橋面鋪裝；早期病害；原因；防治措施

中圖分類號：TU416 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

瀝青混凝土橋面鋪裝層會受到環境因素、橋梁梁體變形、車輛荷載等共同作用，因此其必須具有足夠的耐磨性、抗沖擊力性以及抗裂性，保證鋪裝層的整體性以及強度。隨著我國經濟的發展，私家車的數量越來越多，給公路橋梁造成的壓力越來越大，加上目前很多橋梁工程施工中還沿用傳統的設計方法以及施工工藝，與現階段的工程需求不符。這就需要對瀝青混凝土橋面早期鋪裝病害的原因進行認真分析，然后提出針對性的防治措施。現階段，我國公路交通工程正處于快速發展的新時期，加強對瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害及其原因的研究具有十分現實的意義。

1.瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害形式

與水泥混凝土橋面以及正常路面鋪裝相比，瀝青混凝土橋面鋪裝層病害形式也有所不同，主要表現在：第一，瀝青混凝土橋面鋪裝層內部的剪應力較大，會導致一定的剪切變形問題，或者是由于橋面板層與鋪裝層之間粘結力不足，導致抗水平剪應力的能力低，使其產生擁包、推移等病害；第二，在溫度變化的情況下，加上橋梁結構以及橋面面板撓度出現裂隙，在行車荷載的共同因素影響下導致鋪裝層出現坑槽破壞或面層松散問題。

從上個世紀七十年代開始，歐美國家都開始使用橋面鋪裝防水層，雖然在很大程度上提高了橋面的防水能力，但同時也帶來了一些新的問題，包括面層與防水層粘結問題、坑槽、開裂、早期破損等等。瀝青混凝土橋面鋪裝過程中設置防水層，在行車荷載的作用下容易發生剪切破壞，包括推移、擁包等問題。產生剪切破壞主要包括以下兩種情況：第一，瀝青混凝土以及防水層模量遠遠小于橋面鋼筋混凝土模量，同時瀝青混凝土層較薄，在瀝青層中產生了較大的剪應力，造成剪切變形，并且破壞面具有不確定性；第二，由于瀝青混凝土面層與防水層之間的粘結力不足，在荷載的作用下導致剪切破壞。

2.瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害原因

對瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害原因的分析，需要從橋梁結構理論、鋪裝設計、施工工藝、防水層影響以及約束條件等方面進行，具體原因分析體現在以下幾個方面：

2.1 橋梁結構理論與設計因素

在現有的橋梁結構理論中，幾乎沒有關于橋面鋪裝層的計算以及分析，同時現行的規范中也僅僅給與鋪裝層厚度的推薦值，這一推薦值在我國各級公路建設中已經運用了幾十年。隨著我國交通流量的增多，重型車輛越來愈多，目前的鋪裝厚度設計等都不能滿足行車要求。如果采用傳統的鋪裝層設計，由于無法承受過大的車載壓力，會導致變形問題出現。同時，在我國科學技術不斷發展下，橋梁承重結構也發生了一定的變化，高等公路中橋梁寬度越來越大。然而在橋梁結構設計過程中，側重點往往集中在對主梁縱向的計算方面，忽視了對其橫向剛度的計算，導致橫向結構過多的分擔次內力，給橋面鋪裝早期病害帶來了更多的可能性。

對于懸臂梁橋、拱橋、連續梁橋等結構形式，在車輛荷載的作用下容易產生拉力、負彎矩等，使瀝青混凝土橋面鋪裝在拉力的作用下出現裂縫，導致病害產生；另外，在高速公路交通組織管理過程中，不同車道具有不同的功能，認為強制性的運營情況會導致交通壓力偏差，使得主車道鋪裝層壓力往往比普通車道壓力高出幾倍之多，使得主車道鋪裝層壓力過大。特別是我國運輸事業的發展，貨車噸位越來越大，在長期超載運行模式下，鋪裝層過渡疲勞導致其局部結構變形，加快了鋪裝層病害發生。

2.2 施工工藝因素

在瀝青混凝土橋面鋪裝施工工藝方面，造成其早期病害的原因主要體現在以下幾個方面：

1）鋪裝層厚度不足。在施工過程中，由于無法準確的預測預應力反拱以及支架沉降，加上施工工藝如果沒有得到實際的控制，就會導致施工實際情況與設計值不符。如主梁頂面標高與設計值不相符，需要通過相應的調整，保證橋面厚度，但是如果調整不到位，就容易造成鋪裝層厚度不均勻，容易造成局部破損。

2）在鋪裝前，沒有對梁頂進行完善的清理，或清理的不干凈，都會導致主梁與鋪裝層結合不足，引起各種質量問題。

2.3 防水層影響因素

由于防水層具有一定的柔性性質，而鋪裝層以及主板強度較大，因此防水層的設置使得橋梁上部結構形成了剛-柔-剛的受力體系，在中間柔性結構的影響下，橋面板受到的拉應力就會增加。如果防水層上層的鋪裝結構出現開裂現象，在行車荷載的作用下，鋪裝層與防水層之間的間隙會越來越大，最終導致其松散脫落。同時，設置防水層還會增加鋪裝層發生剪力破壞的幾率。

2.4 瀝青混凝土橋面鋪裝條件約束

在橋面鋪裝過程中，會受到橋梁結構等方面的約束，與一般路面相比，橋面在受到荷載力作用后邊界條件十分嚴格。另外，在梁體扭曲變形以及撓度變化等共同作用下，都會影響鋪裝層使用性能。

3.防治措施

針對目前我國橋面鋪裝早期病害形式以及病害發生的原因，筆者基于多年的工作經驗，現提出以下幾個方面的防治措施：

3.1 優化施工設計

瀝青混凝土橋面鋪裝層設計主要體現在混凝土鋪裝設計、配合比設計以及厚度設計。橋面鋪裝防水混凝土，其強度等級需要為C40，鋪裝層的厚度應該提升到10厘米到12厘米，保證鋪裝層最薄處厚度不低于8厘米，鋼筋網中鋼筋規格一般采用Φ11，保證鋪裝層強度以及整體性。

3.2 加強施工質量控制

為了提高混凝土鋪裝層與主梁之間具有良好的連接，需要在施工前對梁頂進行清掃，并用高壓水進行沖洗。同時在鋪設鋼筋網后以及混凝土澆筑前，需要對梁頂實施空壓機除塵，保證預制梁梁頂面具有一定的粗糙度。需要對混凝土坍落度進行嚴格的控制，一般以10厘米為宜，盡可能避免其發生泌水。加強對混凝土的養護，在鋪裝前期需要對其表面進行修整，避免結構出現塑性裂縫，確保鋪裝層的整體性。梁頂混凝土表面需要具有一定粗糙度，通過木抹進行處理，保證瀝青層與鋪裝層良好連接。

3.3 選擇合適的防水層

設置防水層的目的不僅能夠增強橋面防水能力，還能夠起到一定的保護連接的作用。隨著科技的發展，防水材料越來越多，防水層形式也多種多樣，這就需要根據實際工程需要，選擇合適的防水材料。對于一般的橋梁（承載力較弱），選擇防水性能較強的卷材；而對于重載公路橋梁來說，防水層應該選擇聚合物涂料以及改性瀝青等材料。

3.4 優化瀝青混凝土配合比

如果瀝青混合料配合比不合理，就會導致混凝土孔隙率較大，同時由于礦料顆粒不均勻問題，也狐疑導致混合料局部孔隙率增加，導致局部水破壞。因此，在瀝青混合料配制過程中，需要嚴格的控制配合比，加強生產過程中實際配比。

3.5 加強橋面排水設施設計

設置有效的排水設施，迅速排除路表水，避免雨水滲入鋪裝層內，可以大大減小層間水對橋面鋪裝的破壞。通過改變泄水孔的型式，可以使其既能排出表面水又能排出滲入瀝青面層結構或滯留在界面上的雨水。泄水孔上口應低于水泥混凝土鋪裝層表面，并設置縱向排水盲溝，連接各個泄水孔。

4.總結

通過上述分析可知，瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害與施工工藝、設計、現行的橋梁理論、防水層、橋面鋪裝約束條件等具有很大的關系，加強對鋪裝病害的研究就有重要的意義。為了防止瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害，不僅需要合理設計，加強施工工藝控制，還需要嚴格控制瀝青混合料的配比，加強橋面排水設施設計，為橋梁工程提供質量保證。隨著我國科學技術的發展，我國的瀝青混凝土橋面鋪裝施工工藝必將被不斷的完善，各方面的設計也會越來越合理，必將為我國交通事業的發展做出更大的貢獻。

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