【摘 要】隨著青海省公路的發(fā)展,橋梁數(shù)量增長,同時隨著重載車輛的增多,橋面鋪裝瀝青砼病害加劇,誘因以水損壞為主。文章以青海G214國道為例,介紹水損壞造成的橋面病害及養(yǎng)護(hù)對策。
【關(guān)鍵詞】橋面鋪裝;瀝青砼;水損壞;養(yǎng)護(hù)
1.橋面鋪裝水損壞定義
以青海省為例,通過對G214國道的調(diào)查,混凝土橋面鋪裝普遍采用瀝青砼(3-5cm)+(防水層),防水砼(5-10cm,40#)的結(jié)構(gòu)型式。因水損壞致使橋面發(fā)生病害,由于瀝青砼結(jié)構(gòu)本身的透水特性,使水分積聚在瀝青層結(jié)構(gòu)內(nèi)和各結(jié)構(gòu)層之間,在經(jīng)過荷載作用,首先出現(xiàn)唧漿,逐漸局部脫落,繼而出現(xiàn)坑槽、松散、面積逐步擴(kuò)散。
2.水損壞病因分析
經(jīng)過大量的調(diào)研,青海目前使用中的大部分橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層采用了如上所述的三層結(jié)構(gòu)型式。
2.1鋪裝層設(shè)計(jì)原因
(1)目前使用中的大部分橋梁,其排水是通過橋面橫坡,將水匯集到較低的一側(cè)經(jīng)集水口、通過泄水管、排水管排除。而對滲入到瀝青路面結(jié)構(gòu)層和積聚在防水層表面的層間水則沒有設(shè)置排除通道,最終造成橋面滲水不能迅速排除,這些滯留水改變了橋面混凝土的工作性,在車輛荷載的作用下造成橋面損壞。
(2)絕大部分橋梁均未設(shè)置防水粘結(jié)層,或僅設(shè)置了防水層,從目前對鋪裝結(jié)構(gòu)的研究認(rèn)為,防水粘結(jié)層能起到良好的防水和吸收應(yīng)力的作用,并提高瀝青砼鋪裝層和水泥砼鋪裝層的粘接性。
2.2養(yǎng)護(hù)及施工原因
(1)多雨雪寒冷地區(qū)公路易發(fā)生水損壞病害,主要表現(xiàn)為滲入橋面鋪裝各結(jié)構(gòu)層間的水易結(jié)冰,造成體積膨脹,破壞瀝青與集料間的粘附性。其對瀝青混合料的損壞,不只是引起瀝青膜與石料的分離,界面間的冰體會直接引起瀝青混合料力學(xué)性能的下降。橋面鋪裝在沒有防水層的情況下,水分還將直接侵蝕水泥砼鋪裝層,尤其是冬季橋面撒鹽融冰形成的鹽水侵蝕,極易導(dǎo)致水泥砼橋面破損,如水分進(jìn)一步侵蝕到板梁,會造成橋梁上部結(jié)構(gòu)破損。
(2)舊有橋梁雖設(shè)置了泄水孔,往往施工中預(yù)留的泄水孔高于橋面,或雖低于橋面但仍高出防水層表面,排水功能喪失或部分喪失,造成泄水不暢。
(3)防水層施工控制不嚴(yán),對防水層表面的浮漿不完全清除,清潔度不足,同時存在防水層鑿毛不徹底和界面污染的情況,從而影響防水層與瀝青砼鋪裝層的粘結(jié)性。
(4)瀝青砼鋪裝層施工中易發(fā)生混合料離析和壓實(shí)不足的工序缺陷,造成局部瀝青砼橋面和結(jié)構(gòu)層內(nèi)部孔隙率過大而透水。
(5)橋面鋪裝層與引道面層混合料類型不同,更為密實(shí),然所需數(shù)量又不多,因此混合料的拌制質(zhì)量難以保證,混合料質(zhì)量存在差異性,易造成瀝青層透水,應(yīng)單獨(dú)拌制,特殊施工為宜。
3.養(yǎng)護(hù)對策研究
對水損壞造成的橋面鋪裝病害,其養(yǎng)護(hù)對策主要指導(dǎo)思想是完善排水系統(tǒng),改善防水措施。通常采用灌縫、挖補(bǔ)或封層罩面等養(yǎng)護(hù)方法,視病害輕重緩急而定。從預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的角度出發(fā),通常在橋面鋪裝發(fā)生病害初期,采用一些預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行處治,如微表處、霧封層、涂刷TL2000封層、薄層罩面等封水防滲技術(shù)措施。
當(dāng)病害發(fā)生在局部時,一般進(jìn)行灌縫和范圍挖補(bǔ)修復(fù),并實(shí)施霧封層、涂刷TL2000等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),起到封水防滲的作用;當(dāng)病害發(fā)生面積較大,達(dá)到橋面總面積5%以上時,考慮中修,挖補(bǔ)后進(jìn)行薄層瀝青混凝土罩面或微表處罩面;當(dāng)病害面積達(dá)到橋面總面積的10%以上時,應(yīng)重做防水層、防水粘結(jié)保護(hù)層和瀝青層并增設(shè)排水盲溝;病害深度較大時,已發(fā)生至橋板時,宜鑿除水泥混凝土鋪裝、防水層、瀝青混凝土橋面,進(jìn)行徹底的水泥混凝土白色化大規(guī)模維修。
3.1病害比較嚴(yán)重時的中修養(yǎng)護(hù)
橋面鋪裝損壞較嚴(yán)重時,宜進(jìn)行薄層罩面,在原橋面上加鋪一層約4-5cm厚的新瀝青混合料,由薄層瀝青砼形成的抗滑磨耗層給過往車輛提供了一個安全、舒適、耐久的行駛界面,罩面可恢復(fù)橋面的使用功能,提高橋面的抗滑性能,改善橋面的平整度,同時防止橋面水下滲。但這種方法改變了原橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì),不允許多次鋪筑。
罩面前應(yīng)對橋面原有病害進(jìn)行徹地的挖補(bǔ)處理,并灑布粘結(jié)防水層,使用密水性能好、抗車轍能力強(qiáng)的瀝青砼為宜,例如SMA層是較好的材料。
3.2病害嚴(yán)重時進(jìn)行大規(guī)模維修
橋面鋪裝發(fā)生病害是諸多因素綜合作用導(dǎo)致的,當(dāng)該類病害得不到及時維修,達(dá)到嚴(yán)重程度時,先是瀝青砼鋪裝破損、接著水泥砼鋪裝層破損,更進(jìn)一步致使板梁單體受力,會影響到橋梁上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,此時須對橋面系進(jìn)行拆除重建維修,具體視病害檢測結(jié)果按以下方法維修:(1)當(dāng)橋面防水砼鋪裝未發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞時,僅需對瀝青層和防水粘結(jié)層進(jìn)行重修;(2)當(dāng)橋面防水砼鋪裝發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞時,應(yīng)對梁板以上的全部結(jié)構(gòu)層進(jìn)行重建。重建方案一般有兩種,一是仍采用瀝青砼+防水粘結(jié)層+防水砼的組合結(jié)構(gòu);二是進(jìn)行徹底的水泥混凝土白色化(黑改白)大規(guī)模維修,全部鋪筑為水泥混凝土。
4.結(jié)語
瀝青混凝土橋面鋪裝損壞的原因是多因素的,這些因素包括材料、結(jié)構(gòu)、施工工藝、車輛荷載、自然力等。以上種種因素在不同條件下、不同程度的進(jìn)行交叉組合、相互制約,對橋面鋪裝構(gòu)成一個錯綜復(fù)雜的受力環(huán)境。因此在維修時要正確找到解決問題的對策,即要有全面的觀點(diǎn),又要具體問題具體分析,這樣總結(jié)出來的維修對策,才能確保橋面鋪裝維修后具有良好的使用性能。