南京地區(qū)環(huán)氧瀝青鋪裝病害分析及養(yǎng)護(hù)措施

南京地區(qū)環(huán)氧瀝青鋪裝病害分析及養(yǎng)護(hù)措施第1頁(yè)/共21頁(yè)一、工程簡(jiǎn)介二、鋪裝病害基本情況三、鋪裝病害分析對(duì)比四、鋪裝病害養(yǎng)護(hù)措施

五、幾點(diǎn)體會(huì)第2頁(yè)/共21頁(yè)

環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)在國(guó)內(nèi)于2000年首次用于南京長(zhǎng)江二橋，解決了以往橋梁建成后不久出現(xiàn)的大面積推擠、車(chē)轍等破壞的問(wèn)題。

2005年該技術(shù)再次被用于南京長(zhǎng)江第三大橋鋼橋面鋪裝。目前二橋通車(chē)已十年，三橋也通車(chē)近五年。使用整體狀況良好。1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介第3頁(yè)/共21頁(yè)☆國(guó)家高速公路網(wǎng)、國(guó)道主干線在南京結(jié)點(diǎn)上的重要過(guò)江通道。☆二橋南汊大橋主橋?yàn)殡p塔雙索面五跨連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，，主跨628米；☆三橋主橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)雙塔雙索面鋼塔鋼箱梁斜拉橋，主跨648米?！罹捎秒p向六車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度100km/h，設(shè)計(jì)荷載汽車(chē)—超20級(jí)、掛車(chē)—120?！畈捎谜划愋园辶骶€型扁平鋼箱梁，鋼橋面鋪裝的行車(chē)道采用“2.5cm+2.5cm”的雙層環(huán)氧瀝青混凝土方案。第4頁(yè)/共21頁(yè)其中南京三橋按照20%的車(chē)輛超載30%的條件，進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。

第5頁(yè)/共21頁(yè)表12007年二橋過(guò)往車(chē)輛超載情況統(tǒng)計(jì)表軸數(shù)車(chē)流量不超限超限30%以內(nèi)超限30%到50%超限50%到100%超限100%以上流量比例流量比例流量比例流量比例流量比例23112040282627190.82%2580778.29%236380.76%40300.13%240.00%32732527161516959.11%99231536.31%998373.65%248700.91%3360.01%43337200460.05%89226.73%2397.16%1634.88%391.17%5172594254.61%46927.19%19111.07%1106.38%130.75%6以上69033448.41%13419.42%8412.17%11316.38%253.62%合計(jì)5850319444472075.97%125188721.40%1239892.12%292860.50%4370.01%

南京二橋2001年通車(chē)后年日均交通量9800輛（絕對(duì)數(shù)，以下同），2009年日達(dá)均交通量49300輛，日均交通量年遞增19.7%。從2001-2002年度，按照“禁止軸載超50%的車(chē)輛過(guò)橋”的原則進(jìn)行了超限車(chē)輛管理；因超限車(chē)管理系統(tǒng)問(wèn)題，實(shí)際限制了“軸載超50%的車(chē)輛”中的約30%車(chē)輛通過(guò)大橋；

2004年二橋公司股權(quán)轉(zhuǎn)讓后，取消超限車(chē)管理，2007年實(shí)現(xiàn)計(jì)重收費(fèi)。第6頁(yè)/共21頁(yè)南京三橋2005年通車(chē)，06年日均交通量（絕對(duì)數(shù)）12200輛，

2009年日達(dá)均交通量20000輛，日均交通量年遞增17.9%，

未設(shè)超限管理，實(shí)施計(jì)重收費(fèi)。表22007年三橋過(guò)往車(chē)輛超載情況統(tǒng)計(jì)表軸數(shù)車(chē)流量不超限超限30%以內(nèi)超限30%到50%超限50%到100%超限100%以上流量比例流量比例流量比例流量比例流量比例21352764126377693.42%810745.99%64480.48%14140.10%520.00%378127241950853.70%34383244.01%158462.03%19780.25%1080.01%4699983319347.42%3632851.90%4190.60%530.08%50.01%561042669.84%17628.85%60.98%20.33%00.00%6以上18010759.44%6033.33%73.89%52.78%10.56%合計(jì)2204824171701077.88%46147020.93%227261.03%34520.16%1660.01%第7頁(yè)/共21頁(yè)2、鋪裝病害基本情況

南京地區(qū)鋼橋面鋪裝的以裂縫為主，也有少量鼓包和硬傷，其中裂縫病害占總病害的96.7%。第8頁(yè)/共21頁(yè)2.1鼓包鼓包病害一般是由于殘留在鋪裝層內(nèi)部的水，高溫形成水汽體積膨脹而導(dǎo)致的；鼓包也是對(duì)于密級(jí)配瀝青混凝土鋼橋面鋪裝最常見(jiàn)的一種病害表現(xiàn)形式。按照鼓包發(fā)展的不同形式和表現(xiàn)出來(lái)的外觀形態(tài)，鼓包病害可劃分以下幾個(gè)階段：（1）初期隆起

（2）中期裂縫擴(kuò)展

（3）完全破壞階段晚期鼓包病害坑洞第9頁(yè)/共21頁(yè)2.2、裂縫，包括縱向裂縫和短小方向各異的微裂紋（不包括鼓包位置的微裂縫），縱向裂縫最長(zhǎng)達(dá)15-20米；微裂紋長(zhǎng)度小于20cm。

（1）微裂縫

微裂縫是非結(jié)構(gòu)性受力裂縫，出現(xiàn)的位置并非是室內(nèi)力學(xué)分析的最不利位置。裂縫出現(xiàn)極為不規(guī)則，裂紋發(fā)展速度極為緩慢。一般認(rèn)為該裂縫跟施工工藝和施工控制不成熟有關(guān)。二橋出現(xiàn)的微裂縫發(fā)現(xiàn)于通車(chē)第二年，位于鋪裝面層的部分施工接縫兩側(cè)；三橋未發(fā)現(xiàn)微裂縫。

（2）縱向裂縫

縱向裂縫一般是結(jié)構(gòu)性受力裂縫，有兩類：一類是因疲勞而產(chǎn)生的裂縫，一類是因結(jié)構(gòu)及荷載原因引起的破壞裂縫。圖3裂縫病害縱向裂縫微裂縫第10頁(yè)/共21頁(yè)2.3、表面小坑一類是使用期間過(guò)往車(chē)輛上掉落硬物的沖擊損傷（即外傷），一類是施工留下在鋪裝表面的低強(qiáng)度雜物被汽車(chē)磨除，一般表現(xiàn)為凹坑。外傷是指環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝層由于過(guò)往車(chē)輛上硬物掉落鋪裝表面對(duì)鋪裝表面的沖擊與破損，或由于車(chē)禍等問(wèn)題導(dǎo)致的硬物在鋪裝層表面形成的劃痕。二橋、三橋均出現(xiàn)多起此類病害。三橋鋪裝施工第一次使用側(cè)喂料機(jī)，采用橡膠傳送帶，在長(zhǎng)期高溫的作用下橡膠帶有老化剝落的情況,殘留在鋪裝層中。通車(chē)以后此處會(huì)形成薄弱點(diǎn)而產(chǎn)生小坑洞。鋪裝劃傷鋪裝硬傷

第11頁(yè)/共21頁(yè)3、鋪裝病害分析對(duì)比類型成因分析發(fā)生頻率1、剪切滑移、脫層界面抗剪能力不足引起國(guó)內(nèi)早期很多鋼雙層SMA鋼橋面鋪裝主要的破壞類型。2、車(chē)轍高溫穩(wěn)定性不足，重載作用下的變形長(zhǎng)期累積而形成。國(guó)內(nèi)早期的雙層SMA和單層澆注式鋼橋面鋪裝。3、推擠擁包高溫穩(wěn)定性不足，局部鋪裝質(zhì)量不均勻，而形成。國(guó)內(nèi)早期的雙層SMA。

國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝典型病害第12頁(yè)/共21頁(yè)國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝典型病害4、坑槽、剝落破壞氣包或局部聯(lián)結(jié)失效導(dǎo)致局部鋪裝質(zhì)量較差，且鋪裝本身剛度大，初期多出現(xiàn)放射裝裂縫。近年通車(chē)的環(huán)氧瀝青鋪裝，均有不同程度的出現(xiàn)。5、裂縫一類為早期裂縫，很快表現(xiàn)為其他形式的病害，原因是聯(lián)結(jié)層抗剪能力不足或施工控制不到位等等；一類為一定時(shí)期存在而不影響行車(chē)的裂縫，成因是疲勞破壞產(chǎn)生。第一類裂縫在國(guó)內(nèi)早期SMA鋪裝的初期出現(xiàn)，近期環(huán)氧瀝青鋪裝也有不同程度的出現(xiàn)。第二類裂縫是在環(huán)氧瀝青鋪裝上，發(fā)現(xiàn)的病害。6、泛油、光面的輪跡帶或輪印混合料高溫穩(wěn)定性不足或施工質(zhì)量控制不好，抗磨光功能不足而引起鋪裝抗滑性能不足國(guó)內(nèi)早期鋪裝的初期出現(xiàn)，后期發(fā)展為推擠擁包；近期環(huán)氧瀝青鋪裝，已發(fā)現(xiàn)少量類似病害。類型成因分析發(fā)生頻率第13頁(yè)/共21頁(yè)

以南京地區(qū)采用的環(huán)氧瀝青橋面鋪裝技術(shù)，很好地克服了前三類病害和第六類病害。病害主要是第五類裂縫，第四病害也少有出現(xiàn)。二橋鋼橋面第一次采用環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝技術(shù)，出現(xiàn)的較為典型病害，按時(shí)間先后分別是：鼓包、微裂紋、表面小坑和縱向裂縫。

鼓包病害最早出現(xiàn)在二橋施工期（2000年9月份開(kāi)始施工，10月22日完成攤鋪），起因是：運(yùn)料車(chē)直接行駛攤鋪車(chē)道聯(lián)結(jié)層上進(jìn)行卸料，而貨車(chē)的車(chē)況參差不齊，時(shí)而出現(xiàn)滴水或漏油情況，使得水滴或其他高溫易汽化的液體被埋入混凝土體內(nèi)。施工初期經(jīng)驗(yàn)不足、氣溫較高，出現(xiàn)鼓包較多；后期在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上針對(duì)性加強(qiáng)措施，氣溫也較低，鼓包也相對(duì)較少。三橋05年施工，研制了側(cè)喂料機(jī)，避免了料車(chē)對(duì)施工質(zhì)量的直接影響，同時(shí)健全了施工管理細(xì)節(jié)，未出現(xiàn)鼓包病害。二橋微裂紋病害分布于施工縫兩側(cè)，行車(chē)道中間位置（非輪跡帶位置），初期未作修補(bǔ)，也沒(méi)有明顯發(fā)展，形狀不規(guī)則，以橫橋向?yàn)橹?，早期發(fā)現(xiàn)的僅有部分段落存在。成因是：鋪裝施工終壓階段，壓路機(jī)急停轉(zhuǎn)向所致。三橋施工期間，加強(qiáng)了施工碾壓管理，過(guò)程中發(fā)現(xiàn)類似裂紋，據(jù)此要求專項(xiàng)管理。二橋縱向裂縫首次于2006年秋季被筆者發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)時(shí)裂縫上口已成圓弧狀。位于行車(chē)道縱隔板附近，該位置后期發(fā)現(xiàn)局部結(jié)構(gòu)失效。疲勞試驗(yàn)表明，常溫5KN荷載作用下疲勞壽命超過(guò)2000萬(wàn)次（花山玄武巖，二橋試件），常溫8KN荷載作用下疲勞壽命不足200萬(wàn)次（花山玄武巖，三橋試件）。裂縫產(chǎn)生可以確認(rèn)為高應(yīng)力下的疲勞裂縫。三橋局部段落在07年也發(fā)現(xiàn)縱向裂縫，該段落因暴雪災(zāi)害曾大量積壓重型車(chē)輛和積雪。第14頁(yè)/共21頁(yè)4、鋪裝病害養(yǎng)護(hù)措施4.1日常養(yǎng)護(hù)日常養(yǎng)護(hù)主要是排水通道的清理和橋面清掃，可防止橋面積水導(dǎo)致抗滑性能下降，防止碎石或金屬物體被重車(chē)碾壓形成小坑。4.2運(yùn)營(yíng)初期溫度監(jiān)測(cè)及灑水降溫二橋環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝的設(shè)計(jì)溫度為-15℃～+60℃?？紤]日照輻射作用下，表面溫度近70℃，2001年高溫期按照氣溫35℃以上灑水降溫并進(jìn)行了溫度監(jiān)測(cè)（部分溫測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4）。交通量驟增后，放棄了灑水降溫養(yǎng)護(hù)。溫度監(jiān)測(cè)顯示灑水后，溫度可以降低近10℃。日期實(shí)測(cè)當(dāng)日最高溫度天氣預(yù)報(bào)溫度橋面鋼板鋼箱梁底板鋪裝表面環(huán)境溫度7月24日41.235.361.736.737.07月25日41.233.756.435.036.07月26日46.535.457.437.837.07月27日40.132.254.233.235.07月28日42.533.256.833.236.07月29日38.832.246.433.134.07月30日43.334.559.634.835.07月31日34.028.742.326.833.0第15頁(yè)/共21頁(yè)4.3鼓包病害養(yǎng)護(hù)4.3.1 早期鼓包修補(bǔ)目標(biāo)是修復(fù)鼓包底部界面。養(yǎng)護(hù)期對(duì)突起鼓包在界面處理完畢后，采用加溫壓重措施消除突起。修補(bǔ)材料：低粘度材料YBL粘結(jié)劑材料和LSQ47環(huán)氧樹(shù)脂。鋪裝層表面錐刺三到四個(gè)小孔，至底層位置→熱吹風(fēng)機(jī)將熱空氣吹入鼓包→濕氣充分干燥→冷卻后灌縫處理→用注射器或?qū)Ｓ昧芽p灌注儀(從最低位置起)→待有YBL粘結(jié)劑滲出后，橡膠皮堵孔。如此往復(fù)，直至最高位置的錐刺孔內(nèi)粘結(jié)劑滲出為止，最后用灌縫料將裂縫密封，待YBL灌縫料固化后即可開(kāi)放交通。4.3.2中晚期鼓包對(duì)惡化后鋪裝層的中晚期鼓包病害，可以根據(jù)鼓包范圍根部的裂縫閉合情況確定鼓包病害的嚴(yán)重程度，再根據(jù)不同的嚴(yán)重程度選擇采用灌縫密封處理還是開(kāi)挖回填處理。對(duì)于使用期間出現(xiàn)的嚴(yán)重中晚期鼓包開(kāi)裂病害，按坑洞回填處理。第16頁(yè)/共21頁(yè)4.4 裂縫病害養(yǎng)護(hù)4.4.1修補(bǔ)材料

方案1：選擇低粘度的YBL粘結(jié)劑作為環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝層的裂縫修復(fù)材料。

方案2：根據(jù)不同的裂縫寬度，選用表中的修縫劑加以修復(fù)。方案3：將環(huán)氧樹(shù)脂+固化劑+酒精比例調(diào)勻后，直接涂抹在裂紋表面進(jìn)行封閉修縫劑類型粘度Pa·s拉伸強(qiáng)度(MPa)斷裂延伸率(%)適用范圍I型0.075453.4縫寬<2mmII型0.31015.886.5縫寬2-5mmIII型0.85921.592.5縫寬>5mm4.4.2施工工藝在連續(xù)烈日暴曬后（避免高溫時(shí)分進(jìn)行灌注），灌注前應(yīng)清除裂縫內(nèi)部的油污等影響粘結(jié)強(qiáng)度的雜質(zhì)。裂縫周邊若存在明顯的唧漿現(xiàn)象，應(yīng)先用切縫機(jī)對(duì)裂縫進(jìn)行拓寬，處理好內(nèi)部破碎顆粒及水分后，按坑洞病害處理。第17頁(yè)/共21頁(yè)4.5 坑洞病害養(yǎng)護(hù)4.5.1小坑洞修補(bǔ)

方案1：先將小坑洞內(nèi)清理干凈，再將環(huán)氧樹(shù)脂+固化劑+酒精+集料按照一定比例調(diào)配后直接填入小坑洞內(nèi)，最后人工進(jìn)行夯實(shí)。方案2：先用鋼絲刷與鬃毛刷將凹坑內(nèi)的浮動(dòng)顆粒與灰塵清除干凈，然后預(yù)埋細(xì)質(zhì)集料，與臨近鋪裝層表面齊平，