薄層橋面鋪裝病害分析及養護工藝

時 婷

（中鐵十五局集團濟陽迎賓黃河大橋有限公司，山東 濟南 251400）

濟陽黃河公路大橋是我國首座四塔單索斜拉橋，路線起自濟陽縣城西南側，距離濟陽縣城約8km，路線全長4.98km，其中黃河大橋長1.16556km，連接線公路等級為一級公路，雙向四車道，部分路段六車道。濟陽黃河公路大橋收費站屬中鐵十五局BOT項目，于2008年11月通車。在此過程中，中鐵十五局集團濟陽迎賓黃河大橋有限公司管養此路橋。此橋原設計路面為鋼筋混凝土路面，通車后發現平整度較差，行車不舒適，且混凝土路面有開裂、滲水現象，為改善交通狀況，避免對橋梁造成破壞，2009年根據設計，采用了薄層結構處理，路面結構如表1所示。隨著濟南北跨的快速發展，交通量的增長，重載車較多，經過10年的維修養護，不同程度的病害逐漸增多，2018年對橋面進行了銑刨重鋪（與原標高相同）。采用這種薄層鋪裝方式，要想保證橋體質量務必要及時組織周期養護。下面對橋面鋪裝病害進行分析與總結，加強大橋穩定性。

表1 薄層瀝青結構層

1 病害種類與病害原因

1.1 病害種類

（1）瀝青裂縫。橋面鋪裝導致的瀝青開裂問題，分為橫向、縱向開裂這兩種，具體在施工過程中需要按照所處位置采用對應的解決方案。

（2）瀝青推移。橋面鋪裝的諸多病害中瀝青推移是其中最為嚴重的問題之一，有可能導致混凝土大面積裸露與開裂。

（3）瀝青面層網裂。面層網面屬于局部病害，若形成網裂會快速增大病害范圍。尤其是高溫多雨季節，面層網裂很容易向坑槽的方向發展。

1.2 病害原因

（1）材料因素。橋梁養護過程中，橋面鋪裝材料主要使用瀝青，所以鋪裝性質與瀝青材料質量有直接關系，務必要選擇符合鋪裝質量需要的瀝青。橋面鋪裝的地點在室外，空氣、陽光等環境因素會直接對其造成影響，瀝青材料本身的高溫穩定性與低溫抗裂性不佳，在鋪裝作業中無法滿足實際需求。同時，瀝青混合料運輸期間有可能會導致離析，從而導致配合比誤差，這也是出現病害原因之一。

（2）設計因素。目前組織橋面鋪裝工作，更多是將其當作橋梁的一個附屬結構進行設計。所以，橋面鋪裝受力分析、計算環節便面臨一些問題。一方面橋面鋪裝需要承受車輪荷載施加的壓力，另一方面則全部體現在主梁變形當中，承重結構、橋面鋪裝也會對應力的分布情況帶來影響，容易導致防水黏結體系破壞，進而引發整個橋面體系失穩，從而出現鋪裝病害。

（3）施工因素。施工是導致鋪裝病害的關鍵環節，主要表現在以下幾個方面：①鋪裝層的厚度不統一。施工人員在實施橋面鋪裝時，并沒有立足于鋪裝整體考慮鋪裝層厚度，導致厚度不均勻，降低鋪裝層抗沖擊力。同時，受到諸多車輛荷載作用，出現了橋面裂縫。主梁混凝土施工期間，混凝土厚度出現嚴重的誤差，在控制橋面鋪裝層時局部厚度小于3cm，與設計厚度不符。②施工人員在清理現場廢料時存在不到位的現象，水泥混凝土、瀝青混合料黏結方面，有時也會出現結力不足的問題，增加病害概率。

（4）環境因素。橋梁工程中的橋面鋪裝主要發揮保護的作用，因為其長期暴露于空氣中，溫濕度、雨水等環境因素是橋面鋪裝病害的根本原因。尤其是夏季多雨季節，有時會面臨水破壞的問題，橋面積水較多。這時需要及時做好積水的疏通與排污工作，否則將會降低瀝青、礦料的黏結力，引發橋面鋪裝病害。由于車輛行駛期間會對橋面形成較大的沖擊力，在其作用下可能會導致礦料脫落，橋面鋪裝便會形成坑槽。另外，如果瀝青混合料孔隙率超過規定要求，雨水便會順著孔隙進入到瀝青混合料內部，加上車輛荷載的沖擊力形成動水壓力，降低橋面鋪裝的穩定性。

2 養護期間的啟示

2.1 橋面裂縫養護

如果出現橋面裂縫問題，需要做好橋面鋪裝層修補，建議施工人員選擇瀝青材料，或者進口灌縫密封膠，針對橋面裂縫實施灌縫處理作業。完成灌縫施工之后，可以避免雨水、雪水等滲入橋體內部，降低橋面鋪裝水破壞的發生概率。

2.2 橋面質量養護

質量方面包括翻漿、松散、坑槽這三點，具體分析如下：（1）橋面養護期間，務必要考慮到時效性與強制性。技術人員及時做好檢查工作，發現質量問題需要立刻進行翻漿處理，避免事態嚴重影響到橋面質量。（2）橋面養護病害處理過程中，養護人員需要將橋面開挖成長方形的坑槽，確保坑槽的一邊和路面中心位置平行。隨后清理處于松散狀態的瀝青混合料、水泥混凝土，坑底位置則要涂抹乳化瀝青，將瀝青混合料填入其中，通過壓實成型的方式解決該問題。

2.3 橋面擁包與車轍養護

針對橋面鋪裝導致的車轍、擁包等病害，工作人員在處理過程中，一般是先清除破損位置的瀝青鋪裝層，再灑布黏層瀝青，將瀝青鋪筑層重新鋪筑在上方。

3 預估15年內濟陽黃河公路大橋橋面養護重難點

3.1 設計環節要提升強度與剛度

2018年對橋面進行了大修，在未來15年的收費期間，橋面混凝土鋪裝及瀝青層均在重點養護范圍內，對于橋面混凝土必須保證足夠的強度、剛度，在交通量較大且車速快時滿足承載需求。對于開裂的混凝土層，從設計方面要調整橋面混凝土的強度、剛度及鋼筋網密度，使鋼筋直徑能夠切實滿足要求。在設計過程中使用鋼纖維混凝土。如果橋面積水會導致病害，所以在積水疏導方面，需要在施工期間將泄水孔收水口底部標高進行優化，始終低于混凝土橋面頂位置1cm，收水口附近最好設計成收坡。另外橋面鋪裝層的結構設計工作也非常關鍵，在橋面設計環節采用薄層瀝青混凝土面層，期間需要應用SMA瀝青混合料，配合比設計技術指標如表2所示，以此提升橋面平整度，延長橋面結構使用壽命。

表2 SMA瀝青混合料配合比設計技術指標

3.2 維修施工環節要提高規范性

針對薄層橋面鋪裝維修施工，對于病害鋼筋混凝土層施工環節，根據病害面積進行切割，要明確鋼筋網固定的位置，使鋼筋網的上下混凝土厚度都能夠符合規定。混凝土施工環節的施工質量非常重要，務必嚴格檢查原材料質量及施工過程中檢查混凝土厚度等參數，做好混凝土振搗工作，提高與周圍混凝土連接的密實度。在瀝青鋪裝層施工環節，橋面鋪裝層厚度與原橋面設計相符，混凝土養護好后，表面如果有雜物要及時清理，尤其是表面的浮漿，只有保證混凝土整潔度才能夠使混凝土層、鋪裝層緊密結合，以免發生橋面鋪裝層滲水的現象。另外，技術人員要評定橋梁技術狀況，按照式（1）進行計算，并根據最終計算結果了解橋面瞬時損壞程度及耐久性，估算橋梁極限承載力，保證橋梁處于安全運營狀態下。

如果公式中的x=1，Ui=DPi1；如果（其中j=x）；如果DPij=100，這時PMCIl（BMCIl或DMCIl）=0。

式中：PMCIl為上部結構第i類部件l構件的得分；BMCIl為下部結構第i類部件l構件的得分；DMCIl為橋面系i類部件l的構件得分，以上得分值域均為0～100：K為第i類部件l構件出現扣分指標的種類數；U、x、y均為引入變量；i為部件種類；j為i類部件l構件的第j類檢測指標；DPij為i類部件l構件的第j類檢測指標扣分值。

3.3 加強預防性養護

在建管養一體化的模式下，使養護工作更細致、更清晰。在對橋面10年的養護期間，總結了病害及原因。隨著時間的推移，在未來15年的養護階段，應增加對橋梁的檢查頻率，做好對橋梁的定期檢查及評定，加強對橋面鋪裝的重視，所有養護工作都要嚴格做好病害記錄，及時找維修隊伍進行修補，以免病害范圍擴大影響橋梁其他結構質量。橋面泄水孔也是檢查的要點，重點預防泄水孔堵塞問題，使積水能夠順利排出。如果橋面已經出現裂縫，必須馬上維修。總之，及時發現病害，及時進行預防性養護，做到早發現、早治療，這樣可以保證橋梁的使用壽命，使大橋處于健康良性運營狀態，否則裂縫范圍擴大會導致更為嚴重的經濟損失。

4 結束語

綜上所述，濟陽黃河公路大橋橋面薄層鋪裝養護期間發生病害，要根據具體的病害種類與根本原因，結合以上論述，制定針對性的病害解決方案，并做好養護工作，避免今后類似病害再次發生，同時也有利于提高橋梁穩定性與耐久性，保證行車安全。