舊水泥混凝土橋面鋪裝改造技術研究

姜雷

摘 要：近些年來我國城鎮化速度的加快使道路工程也在不斷的發展，其中道路使用形式也隨之增多，在出行方面對各類道路的要求也越來越高。目前在我國許多道橋為早期建設而成的，因此在各方面性能上與現今橋梁之間有一定的區別，為了滿足現今行車中的各方面要求，原有的橋面情況也需要進行整改。對于舊橋面鋪裝改造需要對其結構、承載能力、病害問題等進行綜合全面的分析考慮，并結合相關的工藝及技術來對其進行合理施工，從而提高橋梁的安全性。

關鍵詞：道路橋梁；水泥混凝土橋面；鋪裝改造技術

一般在橋面建設中會采用水泥混凝土作為主要的結構材料，其在實際應用中具有整體性能好、強度大、承載高等優點，同時為了保證行車的舒適性會在橋面鋪裝瀝青類材料。但是在一些早期的橋面施工中，受當時材料的發展、技術的限制等因素的影響，其多數是將水泥混凝土直接作為橋面的鋪裝層及進行使用，因此在行車體驗及安全性能等方面存在著應用缺陷的問題。為此對于現今的舊橋面改造上主要是為了改善其存在的病害及影響行車的情況，進而延長橋梁應用壽命。

一、工程案例

某高速公路大橋寬24.5m，橋梁總長2024.74m，是一座橋面連續簡支梁橋，橋面鋪裝為水泥砼，此大橋建設時期為上個世紀90年代，目前投入使用時間已超過20年，其橋面出現較為明顯的病害問題，其路段內平整度無法滿足相關的規定要求，車輛在橋面行駛效果較差，經評定標準認定為不合格橋面。造成此種情況的因素主要是由于經過長時間的投入使用，交通載荷為橋面帶來一定的損害，原有的鋪裝層出現破損、脫落、坑洼、露筋等情況，需經過及鋪裝改造來提升其結構性能，保證此大橋使用年限。

二、水泥混凝土橋面鋪裝病害分析

1、此大橋橋面平整度指數IRI目前平均值達到約4.65（m/km），遠遠超出《公路工程質量檢驗評定標準》對橋面水泥鋪裝2.0（m/km）的要求，平整度狀況較差，行車舒適性及安全性不足。

2、在調查中發現其病害類型主要為橋面裂縫，部分橋面區域存在鋪裝層脫落及內部空洞的的情況，鋼筋外露區域較少，整體橋面裂縫為不規則網狀分布的形式，開裂橋面總面積達21%，平均使寬度在2.5mm左右，平均深度超過5cm，局部裂縫已經貫穿擴展到鋼筋，貫穿率約30%，對橋梁耐久性極為不利。

3、橋面鋪裝層整體厚度約15cm左右，保護層厚度平均為8cm，最小厚度僅3cm，局部段落存在鋼筋集中外露現象。

4、此大橋伸縮縫病害主要以錨固區混凝土局部裂縫、坑槽以及橡膠條破損為主，接橋面連續段多處出現橫向微裂縫，占全橋比例近30%。

三、橋梁結構安全性分析

主要對2012、2015年橋梁結構檢測數據進行對比，分析橋面總體使用狀況及結構病害發展趨勢，重點研究此大橋的支座、T梁翼板、蓋梁病害近5年衰減規律，為橋面鋪裝改造提供技術支撐主要結論如下。

1、此大橋總體結構性能尚好，目前屬于3類橋。

2、上部結構屬3類，下部結構屬2類、橋面系屬4類。下部結構及上部結構存在局部損傷，包括支座、T梁、蓋梁破損，橫隔板裂縫、露板，以及立柱裂縫、破損、露筋等。橋面系病害以橋面水泥混凝土鋪裝層裂縫最為典型，防撞墻、伸縮縫存在局部破損。

四、橋面水泥混凝土鋪裝改造方案

針對此大橋目前存在的橋面平整度不足、以及裂縫等破損較普遍的現狀，并考慮此大橋橋梁結構承載能力滿足要求的基礎上，充分利用原鋪裝結構，消除對原橋面結構影響，確定采用增加橋面標高6cm的橋面鋪裝改造方案（表面拋丸后加鋪3.5cm高彈SMA13+2.5cmU-Pave），且通過兩層瀝青鋪裝可大幅提高平整度控制水平。

1、方案簡介

本方案是在橋梁結構承載能力滿足要求或者加固后滿足要求的基礎上，采用表面拋丸后，加鋪3.5cm厚高彈改性瀝青SMA13及2.5cm厚U-Pave超薄磨耗層，實現改善橋面平整度的目的。另外，水泥砼鋪裝表面處治后，采用高滲透樹脂灌縫處治，并采用水性環氧瀝青防水粘結層作層間處理。

2、結構材料設計

2.5cm厚U-Pave磨耗層乳化瀝青粘結層3.5—4.0cm厚高彈改性瀝青SMA13調平層水性環氧瀝青防水粘結層原混凝土鋪裝層表面拋丸橋梁頂板。本方案不對原橋面進行銑刨，消除了原橋面鋼筋水泥混凝土鋪裝結構的影響。

3、關鍵工藝流程施工工藝流程

高程測量、原橋面混凝土表面處理→局部失穩處治→墩頂橋面連續處防裂處治→涂布水性環氧→加鋪3.5cm厚高彈改性瀝青SMA13→2.5cm厚U-Pave→伸縮縫改造。

（1）原橋面混凝土表面處理，全橋進行表面拋丸處理，提高界面粗糙度，以提高層間粘結強度，并暴露原橋面水泥混凝土鋪裝層裂縫等病害。

（2）局部破損病害處治，原橋面表面拋丸后，對剩余混凝土結構層的局部病害混凝土進行處治。采用高滲透樹脂材料對橋面裂縫進行全深度封閉，要求樹脂飽滿填充裂縫，必要時進行表面噴砂徹底暴露裂縫。并采用標號高一級的C40早強型水泥混凝土材料進行局部密集病害的挖補，恢復鋪裝層結構強度。

（3）墩頂橋面連續處防裂處治，考慮到原橋面連續處逐步開始出現橫向裂縫，對上層橋面瀝青鋪裝使用不利，因此建議在墩頂位置沿著橫向假縫粘貼聚酯玻纖布作防裂處理，從而起到延緩瀝青鋪裝開裂的效果。

（4）撒布水性環氧瀝青防水粘結層，局部失穩處治后，表面清掃干凈，并撒布水性環氧瀝青防水粘結層。

（5）施工3.5cm厚高彈橡膠瀝青SMA13水性環氧粘結層養生達到要求后，并施工3.5cm厚高彈橡膠瀝青SMA13。

（6）施工2.5cm厚薄層瀝青鋪裝撒布高粘乳化瀝青粘結層，并施工2.5cm厚U-Pave薄層鋪裝。

（7）伸縮縫改造。將原伸縮縫處的瀝青混凝土鋪裝切槽，充分利用現有結構，不改變原有伸縮縫所有功能，在原有伸縮縫基礎上焊接JSS80型疊加型伸縮縫，回填混凝土鋪裝。

五、實施效果及結論

此大橋水泥混凝土橋面鋪裝改造工程實施后，通車運營已一年多，根據現場調查，目前使用效果良好，無早期水損害現象，平整度從原橋面IRI值4.65大幅降低至1.24（m/km），驗證了技術的可行性。

通過工程實例的分析及研究可以更加清晰的對與舊橋相關的鋪裝改造技術進行深入了解，在上文內容中根據舊橋的特點提出了相應的鋪裝改造技術措施。由于舊橋其結構、材料、病害等問題的存在使施工過程中需要對其原有的結構及材料特性進行掌握，并根據橋面特點及對舊橋的使用要求來對橋面進行重新設計，通過科學、合理的結構設計來保證就舊水泥混凝土橋面使用可以符合相關的規定要求，從而提高舊橋在實際中的應用效果，保證道橋使用的穩定性。

參考文獻：

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