摘 要 隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,橋梁工程日益增加,當前我國橋梁橋面鋪裝多選用瀝青材料,但是在外部環(huán)境影響下會出現(xiàn)病害,需注重橋面維護。本文首先闡述了瀝青混凝土橋面鋪裝層病害,其次總結了病害出現(xiàn)的原因,然后提出病害處置方法。
關鍵詞 橋梁;瀝青鋪裝層;裂縫病害;處理措施
前言
車輛反復運營造成橋面鋪裝層會出現(xiàn)各類病害,對橋梁的正常使用造成不利影響。對此,需對病害產(chǎn)生的原因進行分析,掌握病害處置的正確方法,及時修補病害,以保證橋面美觀、平整。
1 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害類型
以湖南省高速公路為例,項目單位對橋面進行了外觀檢測,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn):橋梁橋面鋪裝整體狀況較好,病害主要表現(xiàn)為坑槽、車轍、橫向裂縫。對病害出現(xiàn)原因進行分析,主要如下:
1.1 坑槽
坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。汽車在橋面上行駛、制動或變速時會產(chǎn)生一定的水平力,橋面鋪裝層橫向推移。為保證鋪裝層和梁板體的協(xié)同作用,黏結層中會出現(xiàn)剪應力。假如汽車行駛過程中產(chǎn)生的橫向最不利荷載為,黏結層中產(chǎn)生的剪力為。根據(jù)牛頓流理論,黏結剪力大小為:
因為汽車制動過程中引發(fā)的橫向力大于汽車正常行駛時,鋪裝層受汽車反復碾壓,伴有超載與重載車行駛現(xiàn)象,當黏結層的抗剪能力不符設計標準則易出現(xiàn)坑槽[1]。
車轍為鋪裝層在車輛荷載的反復作用下形成的永久性變形,病害表現(xiàn)為行車道輪跡上出現(xiàn)縱向沉陷[2]。根據(jù)瀝青混凝土橋面鋪裝層深度差異,可將車轍分為三個等級:深度為6~13mm的輕級車轍,深度為13~25mm的中級車轍,深度大于25mm的重級車轍。
1.3 開裂
瀝青混凝土橋面鋪裝層開裂分為橫向裂縫、縱向裂縫等,病害特征如下:先出現(xiàn)較短的縱向開裂,后沿著裂縫邊緣發(fā)展為網(wǎng)狀開裂。當橋面出現(xiàn)開裂后,路面水分下滲,鋪裝層承載力降低,逐漸發(fā)展為坑槽、松散等病害。
2 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害成因
2.1 坑槽出現(xiàn)的原因
坑槽出現(xiàn)的原因多樣,如下:鋪裝層瀝青混合料孔隙率較大,瀝青與礦料間的黏結力不足,瀝青從礦料表面脫離,車輛反復碾壓后鋪裝層松散;施工中未對瀝青混合料加熱溫度進行控制,材料老化、黏結力下降。
2.2 車轍出現(xiàn)的原因
車轍出現(xiàn)原因多為重載交通作用、材料不佳等。在高溫季節(jié),鋪裝層材料性能退化,力學強度降低,材料的黏塑性與流變性影響下,材料的殘余變形增大。因此,高溫環(huán)境下車轍破壞出現(xiàn)的可能性更高。
2.3 裂縫出現(xiàn)的原因
橫向裂縫出現(xiàn)原因:橋面鋪裝層承擔活載過大引發(fā)部分彎矩,鋼筋混凝土調(diào)平層中布設的鋼筋數(shù)量不足;縱向裂縫出現(xiàn)原因:鉸縫混凝土澆筑密實度不足,結構強度低,造成鉸縫負荷能力薄弱,又因超載問題嚴重,橋面鋪裝層鉸縫則順著縱向裂縫方向發(fā)展;網(wǎng)縫:在雨季易出現(xiàn),瀝青層密實度不高,不能順應外部環(huán)境變化,使用時間過長或未設置好防護措施,則會造成瀝青層老化、表面張力減小。
3 瀝青混凝土橋面鋪裝層病害處置方法
3.1 坑槽修補法
坑槽處置應遵循“方正”原則,即將不規(guī)則形狀的坑槽修補為正方形或長方形。處理中需按照與路中心線平行或垂直的輪廓線對坑槽進行開挖,而坑槽底部與周邊需均勻涂抹黏層油。需注意的是,填筑時需控制好瀝青混合料的使用量,分層、有序完成填筑、碾壓作業(yè)[3]。安排施工人員使用工具對坑槽邊角反復搗實,參照施工的相關要求碾平、壓實。開槽至穩(wěn)定部位,保證槽壁垂直、表面平整,并對槽底進行全面清理。
3.2 車轍處理法
車轍處理方法如下:對于表面磨損過度的車轍,則需要使用銑刨機或風鎬對車轍進行翻松,后清除干凈,鋪筑前需均勻噴灑0.3~0.5kg/m2的黏層瀝青;材料配置需與原有橋面施工材料保持一致,填筑至橋面橫坡;周邊接茬處需整平密實。對于因橫向推擠形成的橫向波形車轍,按照上述步驟對路面橫坡銑高補低,恢復路面橫坡,若車轍因路面不穩(wěn)定夾層引起,則應清除,重新鋪筑面層。
3.3 裂縫處置方法
對于橋面開裂,可采用表面涂抹貼補法,使用加熱瀝青油涂抹于裂縫表面,或通過灌縫法進行處置。先將縫隙中的雜物清出,用壓縮空氣去除塵土,后用熱瀝青或熱化瀝青進行封堵處理。對于裂縫寬度大于6mm的,則需修正縫隙邊緣線,裂縫開槽后吹凈,用細粒式熱拌瀝青混合料進行填充、搗實,并用洛鐵進行封口,并均勻撒沙,用乳化瀝青混合料填封。
若裂縫范圍較大、深度較深,則可采用鋪裝層改造法、局部挖除修補法與混凝土置換法對橋面開裂進行處置。其一,改造法,對鋪裝層進行改造,優(yōu)化結構整體受力狀態(tài);其二,挖除修補法,先標識出路中心線平行或垂直的挖除修補輪廓線,均勻涂抹黏層油,分層壓實,并用工具反復搗實;其三,混凝土置換法,配置高性能瀝青混凝土,將已經(jīng)病害范圍內(nèi)的混凝土剔除,置換入新材料,保證橋面的正常運行并延長其使用壽命。
4 結束語
綜上所述,對于橋梁瀝青鋪裝層病害的處置,必須從設計方案優(yōu)化、材料控制與施工過程監(jiān)控三個方面入手,及時做好路面保養(yǎng)工作。依此降低橋梁鋪裝層病害出現(xiàn)的可能性,延長橋梁使用壽命,保證路面車輛通行安全。
參考文獻
[1] 孫海軍,陳蘇.材料與結構因素對混凝土橋瀝青鋪裝層的耐久性影響研究[J].中外公路,2014,34(6):260-263.
[2] 李萍,念騰飛,張雅莉,等.基于斜剪試驗的水泥砼橋面瀝青鋪裝層抗剪切性能研究[J].武漢理工大學學報,2015,37(11):48-53.
[3] 黃山井,劉陽,武澤聰,等.瀝青路面修補的坑槽形狀及其性能特點[J].筑路機械與施工機械化,2011,28(12):40-43.
作者簡介
龔勛(1982-),男;工程師;學歷:研究生,現(xiàn)就職單位:湖南省高速公路建設開發(fā)總公司株洲管理處,研究方向:高速公路橋隧養(yǎng)護管理。