衛(wèi)高明

【摘要】針對(duì)環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝出現(xiàn)裂縫病害的問(wèn)題，從裂縫產(chǎn)成機(jī)理進(jìn)行分析，并根據(jù)裂縫出現(xiàn)的位置分為三類裂縫，并根據(jù)裂縫的類型與產(chǎn)生機(jī)理，分為貫穿裂縫和未貫穿裂縫，提出恰當(dāng)?shù)男迯?fù)措施。

【關(guān)鍵詞】環(huán)氧瀝青鋪裝；裂縫成因；修復(fù)措施

隨著我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)建成或正在建設(shè)中的鋼箱梁橋逐漸增多，由于其使用條件和受力狀態(tài)十分復(fù)雜，對(duì)橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)性能和功能性要求都有非常高的要求，大部分普通的瀝青混合料鋪裝層在通車不久后便出現(xiàn)了不同程度的疲勞開(kāi)裂、車轍等病害，個(gè)別橋面鋪裝甚至已經(jīng)經(jīng)過(guò)多次大修。我國(guó)經(jīng)過(guò)對(duì)橋面鋪裝的不斷探索發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧瀝青混合料是鋼橋面鋪裝應(yīng)用最為成功的一種鋪裝材料。但是采用環(huán)氧瀝青混合料鋪裝在使用多年之后，裂縫逐漸成為鋼橋面所表現(xiàn)出的最主要的一種病害[1]。這些裂縫的出現(xiàn)，對(duì)鋼橋面鋪裝的影響是無(wú)法忽視的，高溫作用、雨水下滲與行車荷載高壓作用將會(huì)造成裂縫的急劇發(fā)展。故本文將從環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝裂縫產(chǎn)生機(jī)理，提出裂縫修補(bǔ)的措施與方法，為控制裂縫發(fā)展并有效消除裂縫不利影響提供養(yǎng)護(hù)建議。

1裂縫病害形成機(jī)理

環(huán)氧瀝青鋪裝層直接鋪設(shè)在正交異性鋼橋面板上面，直接受行車荷載、溫度與濕度變化、風(fēng)載引起的橋面震動(dòng)等因素綜合作用，其受力和變形較一般橋面更為復(fù)雜。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)大跨徑鋼橋面鋪裝層的裂縫病害調(diào)查分析，可以把鋼橋面鋪裝層中的裂縫病害以出現(xiàn)的位置可以分為三類：1）出現(xiàn)在正交異性板縱向加勁肋、橫隔板或縱隔板頂部的裂縫，以下簡(jiǎn)稱為肋板處裂縫；2）縱向加勁肋板之間或者肋板的腹板之間，以下簡(jiǎn)稱為板間裂縫；3）可能出現(xiàn)在鋼橋面的任何位置，雜亂無(wú)章，以下簡(jiǎn)稱為隨機(jī)分布裂縫。

1.1第一類裂縫：肋板處裂縫

這類裂縫出現(xiàn)在正交異性板縱向加勁肋、橫隔板或縱隔板頂部的裂縫。這些裂縫通常分布在輪跡帶附近。根據(jù)其外觀可以看出，此類裂縫通常為單條縱向裂縫，但會(huì)隨著車輛荷載作用次數(shù)的增加，發(fā)展為兩條平行分布的直線或者呈H形分布。根據(jù)陳團(tuán)結(jié)[2]利用有限元模型計(jì)算分析得出，當(dāng)環(huán)氧瀝青鋪裝層與鋼橋面鋪裝層連接良好時(shí)，環(huán)氧瀝青鋪裝層所承受的最大拉應(yīng)力和拉應(yīng)力的極大值一般都出現(xiàn)在論及附近的縱向加勁肋腹板頂部。因此，在車輛荷載的反復(fù)作用下，縱向加勁肋腹板頂部必然會(huì)早于其他部位產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂。

1.2第二類裂縫：板間裂縫

這類裂縫出現(xiàn)在縱向加勁肋板之間或者肋板的腹板之間，外觀表現(xiàn)為一條縱向裂縫。這類裂縫在鋪裝層與鋼板之間連接良好時(shí)很難產(chǎn)生，但當(dāng)層間連接不良時(shí)，鋪裝層底部易在車輛荷載的作用下出現(xiàn)橫向拉應(yīng)變，U形閉口肋內(nèi)的鋪裝層的最大橫向拉應(yīng)力出現(xiàn)在層底，此時(shí)第二類裂縫產(chǎn)生先于第一類裂縫。即這類裂縫產(chǎn)生的主要原因是鋪裝層與鋼橋面間的粘結(jié)層強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度不足，導(dǎo)致層間連接不良而引起。

1.3第三類裂縫：隨機(jī)分布裂縫

此種裂縫產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，根據(jù)其外觀可以分為兩種，一種為放射性裂縫，裂縫周圍一般有銹跡與泥土；另一種是微小裂紋，為整條輪跡處或者零星散布。根據(jù)大量工程實(shí)例表明，此類裂縫并非結(jié)構(gòu)性受力裂紋。

對(duì)于放射性裂縫的產(chǎn)生原因有兩方面：1）施工不規(guī)范，施工時(shí)遇到水或其他雜物而并沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，在通車后經(jīng)過(guò)重載行車荷載的循環(huán)反復(fù)作用而形成；2）施工時(shí)某些部位的壓實(shí)度不足，或者出現(xiàn)混合料拌合不良，在行車荷載作用下出現(xiàn)應(yīng)力集中，致使鋪裝層層底拉應(yīng)力過(guò)大，形成反射裂縫。

對(duì)于小裂縫的產(chǎn)生一般為鋪裝層表面的開(kāi)裂，重載、超載車輛或者履帶車輛的作用是輪跡處裂縫；車禍的產(chǎn)生或其他物件的撞擊會(huì)引起路面的零星裂縫損傷，這類裂縫由于不受車輛荷載作用，所以一般不會(huì)隨著時(shí)間增長(zhǎng)而加劇開(kāi)裂。

2.鋪裝層裂縫修復(fù)技術(shù)

為了避免裂縫病害的加劇，避免裂縫貫穿引起鋼橋面板的銹蝕，必須對(duì)裂縫進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，并且能夠針對(duì)不同裂縫采取相應(yīng)的修補(bǔ)方法。但是由于環(huán)氧瀝青混凝土是一種高性能的鋼橋面鋪裝材料，一般的路面修復(fù)技術(shù)與材料無(wú)法適應(yīng)其苛刻的使用條件與環(huán)境。

針對(duì)環(huán)氧瀝青鋼橋面鋪裝的裂縫問(wèn)題，填縫料必須滿足一下原則：①粘度較低，適于對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)；②固化后的強(qiáng)度值與原有環(huán)氧瀝青混合料的強(qiáng)度值相當(dāng)，能夠滿足橋面鋪裝的受力狀況，能夠抵抗車輛荷載的重復(fù)作用；③由于是橋面鋪裝維修，為減少對(duì)通行的影響，盡可能的縮短其固化時(shí)間。同時(shí)，環(huán)氧瀝青鋪裝層的特殊性，在修復(fù)中必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：裂縫是否已經(jīng)出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象；裂縫內(nèi)部是否有水分滲入；裂縫內(nèi)是否落入油污等影響粘結(jié)強(qiáng)度的雜質(zhì)。根據(jù)以上的原則和注意事項(xiàng)來(lái)為根本，來(lái)選擇養(yǎng)護(hù)方法與措施。

2.1未貫穿裂縫的修補(bǔ)

針對(duì)第一類裂縫和第三類裂縫中微小裂縫，由于其裂縫是由鋪裝層表面發(fā)展的，一般并未貫穿整個(gè)鋪裝層，所以可以直接對(duì)其進(jìn)行填縫修補(bǔ)。修補(bǔ)步驟如下：①綜合考慮填縫料選用原則，擇優(yōu)選用YBL型填縫材料[3]作為環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝層的裂縫修復(fù)材料；②據(jù)不同的裂縫寬度，選用表1中的填縫劑加以修復(fù)；③選擇相應(yīng)的填縫材料，直接涂抹在裂縫表面。對(duì)于清除鋪裝層裂縫內(nèi)部的水分，可以選擇在連續(xù)烈日暴曬后進(jìn)行填縫，但是不能在高溫時(shí)進(jìn)行填縫，以避免溫度較高引起裂縫寬度變小影響填縫效果。對(duì)于油污的處理可以用肥皂水進(jìn)行沖洗，在烈日暴曬干燥后再進(jìn)行填縫處理。對(duì)于已經(jīng)唧泥的裂縫按照下面方法進(jìn)行。

2.2貫穿裂縫的修復(fù)措施

第二類裂縫和第三類裂縫中貫穿裂縫，這類裂縫從鋪裝層底部向上發(fā)展為貫穿裂縫，極易引起水分的滲入或者雜質(zhì)的落入，由于已經(jīng)入侵至鋪裝層底部，難以經(jīng)過(guò)暴曬進(jìn)行干燥處理，而且對(duì)水分的入侵和行車荷載形成的動(dòng)水壓力，是否已經(jīng)引起連接層的損壞這都不清楚，如果已經(jīng)損壞，僅僅進(jìn)行表面的修補(bǔ)，很容易引起二次破壞。所以必須對(duì)這類裂縫進(jìn)行特殊處理。

應(yīng)該用小型切割機(jī)先將裂縫進(jìn)行切割，有效加寬裂縫表面寬度，宜將裂縫附近存在的油污、動(dòng)水沖刷造成的松動(dòng)部分或者灰質(zhì)徹底切除，并且對(duì)切割完成后的裂縫進(jìn)行處理，可以采用鼓風(fēng)機(jī)將裂縫內(nèi)部的灰質(zhì)與松動(dòng)顆粒吹出，再用鬃毛刷將裂縫內(nèi)的雜質(zhì)清刷干凈，以便于填縫材料與裂縫的接觸面連接良好。

當(dāng)裂縫清除后，如果裂縫寬度較小時(shí)，可以將YBL粘結(jié)劑與細(xì)集料按一定拌合比例進(jìn)行拌合，然后將其灌入坑內(nèi)，與臨近鋪裝層表面齊平，待YBL粘結(jié)材料完全固化后即可開(kāi)放交通；如果裂縫寬度較大時(shí)，宜用環(huán)氧樹(shù)脂粘層油涂刷，并用原有環(huán)氧瀝青混合料配比的混合料進(jìn)行填補(bǔ)，配合小型手扶式壓路機(jī)進(jìn)行分層壓實(shí)處理，待強(qiáng)度形成后開(kāi)放交通。

3.結(jié)語(yǔ)

在分析環(huán)氧瀝青鋪裝層裂縫成因機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的修復(fù)措施。對(duì)于第一類裂縫和第三類裂縫中的微小裂縫，對(duì)裂縫進(jìn)行處理，采用YBL粘結(jié)劑直接涂抹修復(fù)。對(duì)于第二類裂縫和第三類裂縫中的放射裂縫，采用小型切割機(jī)進(jìn)行切割，根據(jù)底層鋪裝層損壞寬度，寬度較小時(shí)用YBL粘結(jié)劑與細(xì)集料拌合所成的混合料進(jìn)行填平壓實(shí)；寬度較大時(shí)用環(huán)氧混合料進(jìn)行填筑壓實(shí)?？傊?，為減少環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝層的裂縫產(chǎn)生，除了對(duì)裂縫的及時(shí)養(yǎng)護(hù)，還應(yīng)對(duì)橋面進(jìn)行交通管制，防止超載車輛、帶鋼輪的特種車輛對(duì)鋪裝層產(chǎn)生直接損傷。

參考文獻(xiàn)

[1] 王康.柔韌性環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝技術(shù)研究. [D].西安.長(zhǎng)安大學(xué).2012.06

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[3] 宗海.環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝病害修復(fù)技術(shù)研究.[D].南京.東南大學(xué).2005.01