瀝青鋪裝層早期破損以及規(guī)避方法

韓秀君

(黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

近年來,瀝青混凝土復(fù)合橋面鋪裝層使用較多,無論是水泥混凝土復(fù)合橋面、還是鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合橋面,瀝青混凝土鋪裝層早期破損現(xiàn)象時有發(fā)生,如出現(xiàn)局部鋪裝脫落、嚴(yán)重車轍破損等,這些病害比較普遍,直接影響了行車舒適性、交通安全及橋梁的耐久性。

1 造成瀝青鋪裝層早期破損的原因

(1)荷載因素:交通量猛增、車輛大型化、荷載等級超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

(2)結(jié)構(gòu)因素:由于受力體系較為復(fù)雜,各種形式的主梁及鋪裝本身的構(gòu)造均影響其應(yīng)力的分布。對復(fù)合橋面瀝青鋪裝特別是中小跨徑小絞縫簡支梁板橋,梁板整體性差,絞縫處及支座負彎矩區(qū)容易開裂。對結(jié)合層、防水層等界面材料未進行重點要求,致使結(jié)合層抗剪強度不足。橋梁長大縱坡各結(jié)構(gòu)層瀝青混凝土設(shè)計時,采用與一般道路同類型瀝青混合料,未對特殊區(qū)域進行技術(shù)處理。

(3)施工因素。

對鋼筋混凝土簡支梁板橋,支座安裝不穩(wěn)或墊塊材料強度不高,造成個別梁板行車撓動,絞縫開裂甚至脫落。梁板側(cè)向結(jié)合面處理不規(guī)范、絞縫質(zhì)量差。梁板安裝標(biāo)高控制不精確,有些現(xiàn)澆梁板堆載預(yù)壓不規(guī)范,實際沉降不均勻造成梁頂標(biāo)高偏差過大,因而鋪裝層厚薄不一致,從而降低了梁板與鋪裝層的整體性強度。部分梁板頂部清理不徹底,使混凝土與瀝青面層的結(jié)合層施工質(zhì)量較差。面層瀝青局部過薄、瀝青混合料配合比控制不嚴(yán)、混合料離散性過大、現(xiàn)場攤鋪碾壓環(huán)節(jié)局部離析、碾壓不密實。

對鋼結(jié)構(gòu)橋梁,鋼結(jié)構(gòu)表面過于除銹,表面粘結(jié)層、橋面防水層抗拉、抗剪能力不足、面層瀝青混凝土配合比本身存在問題等。

(4)環(huán)境因素:厄爾尼諾現(xiàn)象使全球氣候變暖,夏季炎熱天氣延長,冬季極值低溫更低。

使用管理因素:車道間車流量分布不均衡,偏載使用。最高及最低氣溫等極值天氣使用管養(yǎng)措施可能不夠到位,治超力度不足等等。

2 改進途徑

2.1 優(yōu)化設(shè)計

(1)荷載取值方面:應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌考拜S載的調(diào)查合理確定設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)。大跨徑柔性結(jié)構(gòu)橋梁另因考慮風(fēng)載、溫度變化、防撞力、防震等因素。

(2)細部結(jié)構(gòu)設(shè)計方面:對鋼筋混凝土橋梁,對主梁縱向的計算分析與橫向剛度并重,增加構(gòu)造措施,使橋面鋪裝不分擔(dān)過多的次內(nèi)力、受拉負彎矩。對鋼結(jié)構(gòu)橋梁,加強結(jié)合層研究,合理設(shè)計防水粘結(jié)層、緩沖過渡層、瀝青混凝土鋪裝層,解決鋼板與瀝青混凝土溫縮系數(shù)差異及鋪裝層防水問題,細化設(shè)計明確鋼板表面除銹防腐處理要求、防水層、過渡層材質(zhì)及施工要求等。

(3)優(yōu)化瀝青混凝土鋪裝的層間結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)指標(biāo)設(shè)計:對一般橋面鋪裝層,采用高粘度的重交通道路瀝青或摻加高聚物改性劑來改善瀝青的品質(zhì),采用與瀝青粘附性好的集料或用抗剝離措施,提高瀝青粘結(jié)力、抗車轍能力。表層瀝青通過選用耐磨石質(zhì)粗集料、反擊式工藝加工提高粗集料的微觀粗糙度,同時通過設(shè)計規(guī)定構(gòu)造深度,達到路面抗滑效果。

對鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計瀝青鋪裝層可采用高性能的瀝青混合料,如雙層改性 SMA、澆筑式瀝青混凝土、雙層環(huán)氧瀝青混凝土、澆筑式瀝青混凝土與 SMA等。由于不同的面層對防水層、結(jié)合的要求不同,宜同步優(yōu)選與防水層的最佳組合設(shè)計,如采用環(huán)氧富鋅 +環(huán)氧瀝青,甲基丙烯酸類樹脂等防水層。目前鋼結(jié)構(gòu)橋梁防水層、過渡層、鋪裝層的組合設(shè)計尚處于探索階段,因此設(shè)計有必要及時收集國內(nèi)國外鋼結(jié)構(gòu)實際使用成功案例,及時分析、比較、總結(jié)適合本地區(qū)的瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)組合設(shè)計。

2.2 加強施工質(zhì)量監(jiān)理,實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)

根據(jù)瀝青混凝土鋪裝層總厚度較薄、整體性要求高、技術(shù)要求嚴(yán)、施工難度大等特點,因此施工階段監(jiān)理必須充分理解設(shè)計意圖,對關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重要指標(biāo),進行重點監(jiān)理、重點控制,確保工程實體質(zhì)量。

2.3 掌握現(xiàn)場指標(biāo)控制的操作技巧

瀝青混合料的各項性能指標(biāo)要求經(jīng)常是矛盾的,因此熟悉各項技術(shù)指標(biāo)的實際控制意義,靈活應(yīng)用,努力實現(xiàn)瀝青混合料的最佳綜合性能指標(biāo)。要控制瀝青混合的實際性能指標(biāo),應(yīng)從集料、結(jié)合料、混合料配合比、混合料技術(shù)指標(biāo)、施工工藝進行系統(tǒng)控制,全面控制方能實現(xiàn)設(shè)計要求。本人認為尤其應(yīng)抓好以下幾點。

(1)嚴(yán)格按規(guī)范要求進行目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、生產(chǎn)配合比驗證。

(2)抓好原材料料源,提高穩(wěn)定性、均勻性。

(3)采用先進的瀝青拌和加工設(shè)備,精確計時,提高混合料均勻性,技術(shù)性能指標(biāo)穩(wěn)定性。

(4)加強前場與后場的配合,注意拌和能力與攤鋪能力匹配。

2.4 重視缺陷責(zé)任期內(nèi)管理

項目實施完成后,實體質(zhì)量已經(jīng)定型,合理使用及時修補處理質(zhì)量缺陷仍是提高路面使用壽命的重要環(huán)節(jié)。在缺陷責(zé)任期內(nèi)承包人應(yīng)注意定期檢查,及時處理施工缺陷。接管養(yǎng)護單位在使用管理方面應(yīng)注意以下幾方面。

(1)合理組織交通,提高車道間車流量分布均衡性,減少偏載使用。

(2)合理設(shè)置路口各向通行時間,避免在長陡坡等特殊部位車輛捅堵,減少汽車尾氣加溫造成輪跡帶軟化泛油、急轉(zhuǎn)彎、急剎造成局部車轍損害。

(3)加強關(guān)鍵階段的針對性管養(yǎng),多雨季節(jié)及時巡查、減少路段積水,及時清理路面泥砂等贓物,避免滑溜性污染。

(4)加強特殊時期的治超工作,如最高、最低氣溫時節(jié)、多雨季節(jié)等,對可能產(chǎn)生大量車轍破壞、水損破壞的時機進行專項管理。

(5)做好交通量及軸載監(jiān)測,對典型橋梁的變形觀測,為今后設(shè)計、維修提供數(shù)據(jù)保障。

總之,只有精心設(shè)計、規(guī)范施工、合理使用,才能提高橋面鋪裝質(zhì)量的使用壽命。