張子華

（廣東省佛山市南海區(qū)公路管理站，廣東佛山528000）

0　引言

隨著我國橋梁建設(shè)的持久發(fā)展，前期修建的橋梁結(jié)構(gòu)很多進入修養(yǎng)期。橋面鋪裝作為直接接受車輛荷載和環(huán)境影響的部位，不僅需要承受重載的影響，而且容易受到水分侵蝕、溫度和光照的老化，作為交通路網(wǎng)的紐帶，橋梁的維修養(yǎng)護更會造成路網(wǎng)的堵塞。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)需要提供良好的適用性和耐久性，對于養(yǎng)護更是如此，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)在養(yǎng)護之后更需要提供良好的防水、耐久、平整性能，還要保證優(yōu)良的路用性能及抗侵蝕能力。目前橋梁的維修養(yǎng)護大多集中于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的養(yǎng)護維修，對于面層的養(yǎng)護工作不盡詳細(xì)，一方面在新建之初，對于橋梁系的設(shè)計考慮的較充分，包括結(jié)構(gòu)受力以及防水等，另一方面面層結(jié)構(gòu)的變化易觀察發(fā)現(xiàn)，能夠做到及時的保養(yǎng)處理。但是對于大面積的橋面層破壞狀況，就需要采取合理的面層養(yǎng)護措施進行養(yǎng)護，目前在橋面養(yǎng)護應(yīng)用中最為廣泛且有效的就是瀝青混合料的使用。

橋梁作為交通網(wǎng)中重要的支點和關(guān)鍵點，較長的養(yǎng)護時間對交通會產(chǎn)生較大的影響。通過調(diào)查研究，前期使用過的橋面結(jié)構(gòu)在使用五年之內(nèi)基本都要經(jīng)過一次大修養(yǎng)護，有些重交通荷載路段平均每三年就要經(jīng)過一次小修養(yǎng)護。調(diào)查發(fā)現(xiàn)橋面系的主要病害表現(xiàn)為：推移、裂縫（龜裂、橫向、縱向和其他不規(guī)則裂縫）、沉陷、麻面、松散等，破壞范圍廣且分散，橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)功能和使用功能極易遭到嚴(yán)重?fù)p壞。橋面的損壞狀況見圖1。根據(jù)目前橋面系的結(jié)構(gòu)形式，分析瀝青混合料的結(jié)構(gòu)和使用情況，系統(tǒng)論述瀝青混合料在橋面養(yǎng)護中的使用情況[1-10]。

圖1　橋面出現(xiàn)的損壞情況

1　瀝青混凝土在橋面系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及破壞原因分析

1.1　普通橋梁的橋面系結(jié)構(gòu)

如圖2所示，現(xiàn)階段改變了過去的受力不足、粘結(jié)不足、防水不足的單層鋪裝結(jié)構(gòu)，更多的選用結(jié)構(gòu)功能和力學(xué)性能更好的兩層式鋪裝結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式采用水泥混凝土板+防水粘結(jié)層+鋪裝層。防水粘結(jié)層一般采用乳化瀝青粘層，鋪裝層選用4～9 cm厚的普通混凝土或者SM A。

兩層結(jié)構(gòu)在力學(xué)性能方面比單層結(jié)構(gòu)要好得多，但是由于外界影響因素的復(fù)雜性，這種結(jié)構(gòu)在使用3年以上大多出現(xiàn)了功能性問題。其問題主要體現(xiàn)在：防水粘結(jié)層的材料和厚度設(shè)置不能滿足層間粘結(jié)力的需求，導(dǎo)致出現(xiàn)了層間滑移的現(xiàn)象；鋪裝層結(jié)構(gòu)密實度不夠，部分水分侵蝕到內(nèi)部，而防水粘結(jié)層卻起不到很好的防水性能，引起橋面板甚至鋼筋的腐蝕；表層混合料性能不佳，結(jié)構(gòu)層的傳力性能下降，引起表層瀝青混凝土產(chǎn)生推移病害；另外由于道路線形設(shè)計在橋面鋪裝和非橋面路段不同而引起的其它破壞等。

圖2　早期鋪裝典型結(jié)構(gòu)

某高架橋的橋面系結(jié)構(gòu)見圖3，建成通車多年來由于交通量大，超載現(xiàn)象嚴(yán)重，加上當(dāng)?shù)貧鉁剌^低，瀝青結(jié)構(gòu)層長期處于超負(fù)荷的受剪應(yīng)力當(dāng)中，在短時間內(nèi)就出現(xiàn)了裂縫、表層顆粒脫落的情況，部分部位甚至出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。

圖3　某高架橋的橋面系結(jié)構(gòu)圖

通過對鋪裝結(jié)構(gòu)層分析，可以看出在鋪裝層和調(diào)平層之間并沒有設(shè)置防水粘結(jié)層，調(diào)平層和水泥混凝土板之間也沒有做任何的處理，導(dǎo)致各層之間粘結(jié)力較差，極易受到水分下滲造成水損害；另外由于車載作用下調(diào)平層和橋面板分離引發(fā)破壞，加上當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件惡劣，加劇了橋面的損壞。

1.2　鋼橋面鋪裝典型結(jié)構(gòu)形式

我國鋼橋面鋪裝在引進、消化吸收國外橋面鋪裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸形成了自己的技術(shù)模式。其中典型的結(jié)構(gòu)形式及代表性橋梁見表1。

我國鋼橋面的典型鋪裝方案見圖4，各種方案的不同主要為防水層和下封層的不同。與普通橋面不同之處在于鋪裝面層和防水粘結(jié)層分化更為具體，利于發(fā)揮各層的優(yōu)勢，但是相對設(shè)計及施工要復(fù)雜的多。

鋼橋面的病害類型主要集中在脫層和推移病害，表層混合料松散，坑槽及橋面板積水，縱向裂縫和小型環(huán)狀裂縫等。研究表明，鋼橋面的裂縫類型與其鋪裝結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系，均是疲勞開裂的結(jié)果。

表1　鋼橋面鋪裝的主要類型和代表性橋梁

圖4　鋼橋面的典型鋪裝方案圖

2　橋面系養(yǎng)護常用的瀝青混合料形式

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的是密級配瀝青混合料混凝土，其良好的耐水和耐久性可以使橋面結(jié)構(gòu)具有更長的使用壽命。在大跨徑橋梁或高等級道路橋梁中瀝青瑪蹄脂碎石混合料應(yīng)用廣泛，其路面結(jié)構(gòu)具有良好的低溫性能和水穩(wěn)性能，能較好的彌補橋面鋪裝結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境和潮濕環(huán)境中易損害的弱點。

同樣在解決橋面鋪裝難題上，澆筑式瀝青混凝土也是重要材料的之一，而且已經(jīng)在很多橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中獲得使用，并且驗證了其很好的功能性。澆注式瀝青混凝土是一種懸浮式結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土，礦粉含量高達20%～30%、瀝青含量高達7%～10%，高含量的瀝青和礦粉更有利于形成膠漿，發(fā)揮黏結(jié)性能。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖5。

圖5　澆筑式瀝青混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

作為橋面養(yǎng)護中最重要的瀝青混凝土種類之一，其特點主要體現(xiàn)在：無空隙，在壓實條件不足時也會達到目標(biāo)密實度，不會出現(xiàn)混合料壓實度不足問題；不透水，也不吸水，可以有效的防止表層水下滲，防止水損害；是一種粘彈性材料，能發(fā)揮很好的行車舒適性；變形能力較好，能有效防止車轍和裂縫的損害。

在橋面系中作為防水層的瀝青混合料主要為：橡膠瀝青砂膠、瀝青瑪蹄脂、改性瀝青碎石封層、稀漿封層。

表層處治方式近幾年來在高等級路面獲得流行應(yīng)用，主要是將瀝青混凝土作為表面功能層進行封層和罩面。微表處和薄層罩面在橋面鋪中應(yīng)用主要是在預(yù)養(yǎng)護階段，針對橋面功能性降低的現(xiàn)象，采用高粘性瀝青混合料鋪設(shè)2～3 cm的功能層。

3　瀝青混凝土在普通橋面養(yǎng)護的研究

原有水泥混凝土或者瀝青混凝土路面發(fā)生損壞之后，對于裂縫坑槽現(xiàn)象，首先噴灑粘層瀝青進行層間結(jié)合,然后鋪筑瀝青混合料,控制標(biāo)高后碾壓成型即可。針對水泥基層達到伸縮縫破壞，可以選用混凝土+乳化瀝青的方式，修補裂縫防止水分下滲。對于中修及大修狀況，就需要合理選用瀝青混合料的類型和厚度，微表處以及就地再生等都是現(xiàn)在常用的養(yǎng)護技術(shù)。

以某高架橋為例，進行路面的大修養(yǎng)護中，將原鋪裝結(jié)構(gòu)清除后，對橋面板進行打砂處理后，選用兩種方式來處理，詳細(xì)見表2。

表2　某高架橋大修方案設(shè)計

在大中修養(yǎng)護中，瀝青混合料主要用在面層作為磨耗層及功能層，用在下面層做承重層，以及用作防水層。實踐證明，在大中修中合理的利用瀝青混合料能較大提高路面的質(zhì)量和使用壽命。

4　瀝青混凝土在鋼橋面養(yǎng)護的研究

鋼橋面的養(yǎng)護主要是針對原有鋪裝層展開的。對于澆注式瀝青混凝土，橋面的整體效果較好，針對出現(xiàn)的裂縫、車轍以及層間滑移等問題，可以改進上面層的瀝青混凝土類型，使用改性高彈性改性瀝青SM A來解決表層的疲勞開裂情況。改變結(jié)構(gòu)形式，在下層鋪裝澆注式瀝青混合料、聚合物改性瀝青GA等來解決車轍問題。

環(huán)氧瀝青混凝土橋面鋪裝具有抗疲勞、耐高溫、耐久、抗車轍等優(yōu)良性能，但是在表面容易出現(xiàn)裂縫、坑槽以及鼓包類型的病害，通常利用灌封材料即可修補，嚴(yán)重的情形，需要對鋪裝層進行開挖，然后選擇合適的瀝青混凝土材料修補，對于大面積的坑槽，也可以選用薄層罩面養(yǎng)護技術(shù)，例如選擇GT微表處或者澆注式瀝青混凝土薄層技術(shù)進行養(yǎng)護處理。

改性瀝青SM A橋面鋪裝具有良好的路用性能和駕駛舒適性，而且具有很好的水密性。對于雙層的SM A可以選擇在兩層之間增設(shè)一層超薄的細(xì)粒式澆注式瀝青混凝土，或者參照澆注式瀝青混凝土鋪裝的處治方法。

5　結(jié)語

橋面鋪裝的及時和高質(zhì)量的養(yǎng)護具有很高的經(jīng)濟效益，利用合理科學(xué)的養(yǎng)護方法和養(yǎng)護材料可以減少養(yǎng)護次數(shù)，降低造價。通過論述我國現(xiàn)階段普通橋面系和鋼橋面系的結(jié)構(gòu)類型及所用的瀝青混合料類型，分析產(chǎn)生病害的種類，分析其原因，給出瀝青混合料在不同橋面類型養(yǎng)護中的應(yīng)用。