基于交通瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害原因
2016-01-25
1瀝青混凝土橋面鋪裝早期病害破損現(xiàn)況
目前在橋面鋪裝中廣泛使用防水層，橋面防水層的影響由于柔性防水層的強度與主板和鋪裝層的強度有差異，橋面防水層的存在使上部結(jié)構(gòu)板體受力體系發(fā)生變化，處于防水層上的瀝青鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動力荷載作用下，彼此間的縫隙越來越大，直到松散脫落。另外隨著交通量的增加，出現(xiàn)了一些新問題，如面層的早期破損、開裂、坑槽、防水層與面層和橋面粘結(jié)強度不足而產(chǎn)生推移等病害。
2設(shè)防水層的水泥混凝土橋橋面瀝青混凝土鋪裝破壞形式
設(shè)防水層的水泥混凝土橋橋面瀝青混凝土鋪裝在行車荷載作用下的破壞形式一般為剪切破壞，常表現(xiàn)為擁包和推移現(xiàn)象。剪切破壞有兩種情況 ：一是橋面鋼筋混凝土模量遠(yuǎn)大于瀝青混凝土和防水層的模量，加之瀝青混凝土層厚度較薄，瀝青層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力而引起的無確定破壞面的剪切變形；二是防水層與瀝青混凝土面層和橋面層間粘結(jié)力不足而發(fā)生剪切破壞。因此，剪切破壞是設(shè)防水層的水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝損壞的主要原因。
3防水層施工工藝的影響
3.1 防水粘結(jié)層施工前橋面處理
混凝土橋面板表面狀況直接影響防水粘結(jié)層的施工質(zhì)量，粗糙程度不同，防水粘結(jié)層與之接觸面積就不同。澆注水泥混凝土橋面板時，振搗常易導(dǎo)致水泥混凝上離析，粗骨料下沉，表面形成一層水泥含量較多，收縮性較大的浮漿層。浮漿層的存在不僅影響橋面板的強度，而且易產(chǎn)生裂縫，不利于防水粘結(jié)層和橋面板之間的粘結(jié)強度。所以，防水粘結(jié)層施工前，要求橋面板表面平整(平整度小于5mm)、干燥、干凈，無浮漿、油污，無露筋等突出硬物。板面板處理方式主要有打毛、打砂（拋丸）、銑刨等。
打毛處理：一般中小橋采用打毛處理，除去浮漿層，但效果不是很好
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目前橋梁橋面板處理較多采用打砂處理， 橋面板噴砂處理采用帶吸塵裝置的移動式自動無塵打砂機，打砂機采用直線連續(xù)打砂形式，噴砂的搭接寬度為3～5cm。邊角部分配備角磨機人工打毛。施工圖如下 ：
打砂后的混凝土橋面板表面粗糙，無任何臟物，清潔干燥，且無如浮漿等軟弱部位。對于縱坡較大、浮漿層較厚路段，也可采用精銑刨處理方式（銑刨＋鋼絲刷清掃），提高橋面鋪裝的界面抗剪強度。一般橋面采用噴砂技術(shù)后，能獲得均勻粗糙的橋面板表面，以使防水粘結(jié)層與橋面板間形成足夠的摩擦力，以抵抗重載車輛制動引起的層間剪切力應(yīng)力過于集中，避免造成鋪裝層下表面和橋面板之問脫落。
3.2 防水粘結(jié)層的施工
防水粘結(jié)層(本文采用高劑量SBS改性瀝青)包括防水粘結(jié)材料灑布和預(yù)拌碎石撒布兩道主要工序，是橋面鋪裝工程施工的關(guān)鍵工序。主要施工質(zhì)量控制重點為：防水粘結(jié)材料、高劑量SBS改性瀝青灑布施工工藝參數(shù)控制。
施工時溫度過低，橋面板表面的水分不易蒸發(fā)出來，施工后會在防水粘結(jié)層表面形成許多氣泡，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。為保證施工質(zhì)量，施工時最低氣溫高于5℃，雨天、大霧天、五級風(fēng)以上均不施工。高劑量SBS改性瀝青材料質(zhì)量要符合要求，在灑布施工前，要脫桶并熔化升溫至200℃左右，才能進(jìn)行灑布施工。升溫過程中要注意使防水粘結(jié)材料均勻受熱。SBS改性瀝青防水粘結(jié)材料采用瀝青灑布車灑布。灑布施工前，要對瀝青泵、灑布管道進(jìn)行充分預(yù)熱并試噴(用槽接住)檢查，當(dāng)每一噴嘴均有SBS改性瀝青防水粘結(jié)材料噴射出來后，才能進(jìn)行灑布。灑布要均勻。預(yù)拌碎石采用較為潔凈的4.75-9.5mm粒徑的碎石，瀝青用量以剛好能裹覆集料、撒布后不粘輪為標(biāo)準(zhǔn)，通過試拌確定油石比。預(yù)拌碎石撒布施工質(zhì)量控制關(guān)鍵是控制來料溫度、及時碾壓及撒布量。碎石撒布后采用輕型膠輪壓路機碾壓1～2遍。這樣，形成一層與防水粘結(jié)材料粘結(jié)牢固且均勻分布的預(yù)拌碎石層，既保護(hù)了防水粘結(jié)層在面層攤鋪施工時不受破壞，又與鋪裝層下層互相嵌擠，確保了防水粘結(jié)層與瀝青混凝土間的粘結(jié)。
4其他原因
4.1橋面鋪裝層施工工藝中引起不均勻的原因
瀝青橋面鋪裝從原材料的購買到最后瀝青混合料攤鋪壓實完成的整個橋面鋪裝的過程中。存在有機械本身存在的缺陷而帶來的混合料不均勻，同時也有施工過程中人為因素造成的混合料離析等現(xiàn)象。主要原因總結(jié)如下：
?。?）原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，先后供應(yīng)的材料料源不同，引起各材料性能指標(biāo)不同；另外材料運到料場后存儲不當(dāng)，常有混料現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致混合料的級配偏離標(biāo)準(zhǔn)級配，形成路面離析。
?。?）瀝青混合料拌和設(shè)備控制不嚴(yán)格，如運輸帶送料調(diào)整不及時，熱料篩網(wǎng)不符合級配要求，拌和的混合料級配與設(shè)計級配產(chǎn)生偏離，先后拌和的混合料存在較大差異。
（3）橋面鋪裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架沉降及預(yù)應(yīng)力反拱無法十分準(zhǔn)確地預(yù)測，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計值有一定的差距，一般在測量主梁頂面標(biāo)高后需對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度。
?。?）攤鋪完成后壓路機壓實不均勻，造成鋪裝層材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一致。
4.2超載車輛對橋面作用力
由于橋面鋪裝層部分采用柔性路面材質(zhì)，在重車及超重車活載的作用之下，使得橋面板自身撓度增大，變形增加，當(dāng)變形超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值時，橋面鋪裝將變得不再穩(wěn)定，趨于變形狀態(tài)，當(dāng)超重荷載反復(fù)作用之后，致使橋面鋪裝產(chǎn)生推移、開裂、坑槽，甚至松散等病害，且會急劇發(fā)展。
5結(jié)語
本文對鋼筋混凝土橋柔性橋面鋪裝的早期病害原因從橋面防水層及橋面鋪裝層施工角度進(jìn)行了分析，結(jié)合目前橋梁的情況，選擇好橋面板處理方式，提高橋面板處理和橋面鋪裝施工質(zhì)量，可以控制瀝青混凝土橋面鋪裝的早期病害。
