淺談瀝青混凝土橋面鋪裝層破壞原因及對策

1、淺談瀝青混凝土橋面鋪裝層破壞原因及對策摘要：伴隨著科學(xué)快速的不斷發(fā)展，公路或者橋面鋪裝損壞也是常見病害，本文主要針對瀝青混凝土橋面鋪裝損壞問題進行了調(diào)查和試驗檢測，同時也對設(shè)計及施工中容易忽視的質(zhì)量問題進行了分析，并提出了控制的方法。本人結(jié)合多年的施工經(jīng)驗分析了原因及處治方法，只供參考。 關(guān)鍵詞：橋面鋪裝層病害原因施工及處理 中圖分類號：TU528.42文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1前言 橋面鋪裝質(zhì)量直接影響行車舒適性和安全性，以及橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，然而公路建成通車后23年內(nèi)橋面鋪裝往往出現(xiàn)坑槽、推移、擁包、網(wǎng)裂、翻漿、搓板等病害，在我國十分普遍。為摸清橋面鋪裝損壞的原因，筆者進行了現(xiàn)場調(diào)查

2、和試驗檢測，發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝損壞主要原因是橋面瀝青混凝土鋪裝下層出現(xiàn)水損壞。為此，在橋面鋪裝設(shè)計和施工工藝方面采取了一些技術(shù)措施，并在一座高速公路橋梁上應(yīng)用，取得良好效果。 2病害特征及原因分析 我國公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范規(guī)定瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度不宜少于8cm，一般設(shè)計厚度采用810cm，橋面鋪裝上層采用細粒式瀝青混凝土，下層采用中粒式瀝青混凝土，設(shè)計技術(shù)指標(biāo)按規(guī)范的規(guī)定進行控制。筆者長期從事瀝青路面養(yǎng)護和試驗檢測工作，曾對50多座橋梁橋面鋪裝損壞進行了調(diào)查和試驗檢測，發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝主要病害形式為坑槽、推移、擁包、翻漿、網(wǎng)裂，嚴重的出現(xiàn)搓板，各種病害的頻率見表1。 表1 瀝青混凝土橋面鋪裝損壞頻率

3、 病害類型 坑槽 推移 擁包 翻漿 網(wǎng)裂 搓板 處 5 6 12 62 22 15 頻率（） 4.1 4.9 9.8 50.8 18.0 12.3 調(diào)查發(fā)現(xiàn)坑槽為獨立形式，推移主要發(fā)生在水泥混凝土鋪裝層不夠粗糙，瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度小于6cm的橋梁。對其它病害進行取芯檢測發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝下層強度偏低或松散，網(wǎng)裂和搓板處鋪裝下層幾乎全部松散，瀝青膜已經(jīng)剝離，呈現(xiàn)典型的水損壞特征。從調(diào)查和檢測結(jié)果來看，水損壞是瀝青混凝土橋面鋪裝損壞的主要形式，究其原因主要有以下幾方面。 瀝青混合料水穩(wěn)定性不足 瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)如果長期存在水分，在車輛荷載和凍融循環(huán)反復(fù)作用下，就會使瀝青膜從集料表面剝離，導(dǎo)致瀝青路面

4、結(jié)構(gòu)強度逐步降低，嚴重的出現(xiàn)混合料松散。為避免水損壞的發(fā)生，瀝青混合料必須具有較高的抗水損壞能力。施工過程中往往因為配合比控制不嚴，0.075mm以下的粉塵含量偏高，集料含泥量超標(biāo)，集料與瀝青粘附等級不高等原因都有可能降低瀝青混合料的抗水損壞能力。 瀝青路面空隙率偏高 空隙率偏高一方面降低了瀝青路面結(jié)構(gòu)的強度和水穩(wěn)定性，另一方面提供了水進入瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的通道，使水損壞發(fā)生成為可能。美國SHRP研究結(jié)果表明，瀝青路面空隙率在813%時最容易發(fā)生水損壞，橋面鋪裝下層廣泛采用了AC型結(jié)構(gòu)，規(guī)范規(guī)定AC型瀝青混合料空隙率范圍是36%，壓實度要求不小于97%，如果瀝青混合料配合比設(shè)計的空隙率高于5%

5、，那么瀝青面層碾壓完成后的空隙率可能處于813%的危險范圍。施工過程中瀝青混合料離析、局部壓實度偏低等原因都可能導(dǎo)致瀝青路面空隙率偏高，現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)左緣帶壓實度偏低十分普遍。 排水不暢 橋面鋪裝排水不暢主要表現(xiàn)在兩方面，一是泄水孔設(shè)計不合理，使表面水不能排出，引起橋面積水；二是橋面鋪裝層內(nèi)部水無法排出，這也是引起橋面鋪裝發(fā)生水損壞的重要原因。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，橋面水泥混凝土鋪裝層平整度不良，橫坡度不滿足要求，容易使瀝青鋪裝層內(nèi)積水。更重要的是瀝青混凝土鋪裝層在車輛荷載作用下逐步追密引起阻水作用，使從左緣帶或車道輪跡中央滲入瀝青面層結(jié)構(gòu)內(nèi)的水無法流出。對比輪跡帶和輪跡間的壓實度發(fā)現(xiàn)，前者壓實度比后者

6、高24%；對比透水試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分輪跡帶處滲水系數(shù)不超過100ml/min，局部基本不滲水，而輪跡帶間的滲水系數(shù)為30300ml/min，明顯偏高。 3提高橋面鋪裝抗水損壞能力的對策 根據(jù)上述橋面鋪裝調(diào)查和試驗檢測分析結(jié)果，從設(shè)計和施工方面采取以下措施可以減少或避免水損壞的發(fā)生。 2.1 優(yōu)化瀝青混合料配合比設(shè)計 瀝青混凝土橋面鋪裝層應(yīng)具有較高的抗車轍能力和水損壞性能，為此其混合料配合比應(yīng)根據(jù)其特殊要求進行有針對性的設(shè)計，尤其是鋪裝下層應(yīng)進行精心設(shè)計。我國瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定AC型混合料的設(shè)計空隙率為36%，對于橋面鋪裝層設(shè)計宜控制在35%之間，目標(biāo)配合比設(shè)計空隙率為4%左右比較合理，為同

7、時滿足空隙率和抗車轍要求，除在精心進行級配設(shè)計的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)材料性能添加纖維，以提高抗車轍性能。 橋面瀝青混凝土鋪裝層施工應(yīng)優(yōu)選原材料，嚴格控制集料含泥量，確保瀝青混合料水穩(wěn)定性滿足要求，施工壓實度不小于97%，滲水系數(shù)不大于100ml/min。 2.2 控制瀝青混合料離析 瀝青混合料離析主要有溫度離析和集料離析，不論哪種離析均會降低瀝青路面的抗水損壞性能，或引起局部空隙率偏高?？刂茷r青混合料離析的主要措施有混合料裝料過程中應(yīng)按前、后、中的程序不斷移動運輸車；運輸過程中應(yīng)覆蓋車廂頂面和側(cè)面進行保溫；攤鋪過程中應(yīng)連續(xù)勻速攤鋪，盡量減少收斗次數(shù)，螺旋布料器埋深不小于2/3，熨平板采用加強桿防止

8、變形，攤鋪較大厚度時應(yīng)適當(dāng)放低螺旋室前檔板，保證前檔板和分料器有足夠的長度，攤鋪寬度大于7m時應(yīng)采用兩臺攤鋪機梯隊作業(yè)，如有可能可采用轉(zhuǎn)運車進行二次拌和。瀝青混合料攤鋪后應(yīng)及時采用鋼輪壓路機和膠輪壓路機碾壓密實，提高密水性能，應(yīng)特別注意左緣帶等薄弱環(huán)節(jié)的碾壓。 2.3 合理設(shè)置橋面排水系統(tǒng) 合理的橋面排水系統(tǒng)是保證表面水和層間水迅速排出的重要因素，應(yīng)根據(jù)橋面鋪裝特點進行設(shè)計。泄水孔應(yīng)略低于水泥混凝土鋪裝層，有超高的橋梁應(yīng)保證在高程最低處設(shè)計泄水孔，有縱坡的橋梁在接近伸縮縫處應(yīng)設(shè)計泄水孔。在橋面標(biāo)高低的一側(cè)宜設(shè)排水明溝或盲溝，以保證層間水迅速排出。 4工程應(yīng)用實例 某大橋瀝青混凝土橋面鋪裝原設(shè)計

9、為4cmAK-13A+5cmSAC-20I，通車后2年開始發(fā)生推移、翻漿和網(wǎng)裂病害。取芯檢測發(fā)現(xiàn)面層有明顯的空隙，壓實度不足，上面層空隙率4.3%7.9%，壓實度92.294.5，中面層空隙率4.3%8.1%，壓實度91.3%95.8%,中面層瀝青混合料強度偏低，翻漿處中面層已松散破碎，出現(xiàn)水損壞；局部瀝青混凝土鋪裝層厚度偏低。根據(jù)現(xiàn)場檢測實際情況，將瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)改為4cmSMA-13+5cmAC-16，將AC-16設(shè)計空隙率調(diào)整為35%，摻入3聚酯纖維。同時設(shè)計縱向排水明溝，鑒于該橋存在超高和縱坡，在距伸縮縫30cm左右增設(shè)泄水孔。 施工過程中嚴格控制原材料質(zhì)量，精心進行配合比設(shè)計和施工?，F(xiàn)場抽樣檢測瀝青混合料空隙率為3.8%，動穩(wěn)定度大于6000次/mm，凍融劈裂殘留強度比為86.8%，各項指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。橋面鋪裝施工完成后檢測壓實度6點，代表值98.8%，最小壓實度98.2%，空隙率平均值為5%，最大值5.6%。橋面鋪裝處理完畢后已運行2年多，未出現(xiàn)任何病害，實踐證明處理方案是成功的。 5結(jié)語 盡管瀝青混凝土橋面鋪裝損壞是公路質(zhì)量通病，調(diào)查和試驗檢測發(fā)現(xiàn)絕大部分為鋪