橋面鋪裝排水技術研究

（鎮江市交通工程建設管理處， 江蘇 鎮江 210004）

1 前言

改革開放以來，我國公路橋梁建設取得了巨大成就，但建設中也暴露出一些問題，如橋面鋪裝排水問題。由于交通量的激增、超載超重等車輛涌入得不到有效控制、雨水等環境因素的侵蝕等因素已造成我國橋面鋪裝出現車轍、推移、開裂、坑槽等早期破壞，尤其是橋面自排水不及時或呈現排水困難時，橋面出現的病害已經成為我國高等級公路橋面的通病。因此，橋面鋪裝中的排水問題需要進一步深入研究。

2 橋面鋪裝形式及病害分析

橋面鋪裝層直接承受到來自車輪的動荷載，其主要功能是抵消車輪的壓力和抵御輪胎的磨耗，此外還肩負保護主梁、傳遞車輛動荷載和防排雨水等作用[1]。橋面鋪裝排水功能形式上又可分為表面排水和結構層排水兩種。

2.1 鋪裝形式

目前，常采用碎（礫）石、瀝青表面處理、水泥混凝土、瀝青混凝土和鋼纖維混凝土鋪裝等各種類型。其中，碎（礫）石和瀝青表面處理橋面鋪裝耐久性較差，僅在低等級公路橋梁上使用。高等級公路橋梁可采用水泥混凝土鋪裝，其優點在于剛度大、適應性好、變形小以及耐磨性好等特征。此外，水泥混凝土橋面鋪裝材料還演化出鋼纖維混凝土、聚合物改性混凝土等具有抗裂、抗折和抗沖擊的優點，以及韌性、延性及耐磨性較好等特點。相比剛性材料水泥，瀝青混凝土鋪裝表現為柔性，具有較好的行駛舒適性，且易于維修。除了他們的優點之外，水泥混凝土鋪裝層養生期長、破壞后不易修補；瀝青混凝土鋪裝層耐用性相對較弱，易產生病害。

2.2 常見的病害及分析

在車輛動荷載及外部環境因素的影響下，橋面鋪裝層和伸縮縫會出現老化和破壞[2-4]，病害的主要表現形式見表1。

表1 橋面病害的表現形式

由表1可知，水對橋面鋪裝的影響是深遠的，不管是前期的水毀破壞，還是后續水的因素加速加重橋面結構的破壞，排水措施都起到了不容忽視的作用。通過綜合分析，總結了橋面鋪裝水病害影響的因素，見表2。

表2 橋面鋪裝排水病害分析

排水設施強度不均勻，表面強度不足而導致破壞表面在行車過程中產生局部破壞，形成坑槽夏冬季施工不當，導致混凝土干裂水泥混凝土鋪裝層粗糙度差，與瀝青面層不能很好的結合，使面層破壞橋面防水施工質量達不到預期效果橋面鋪筑層產生了干縮裂縫、溫度裂縫和疲勞裂縫，最終導致混凝土破壞橋梁施工過程中，由于施工控制不當，導致混凝土厚度不足伸縮縫施工質量問題對橋梁上部構造及橋頭錐坡造成危害支座安裝不正確或已疲勞變形對橋梁上部構造產生不利影響填補料多為熱拌料，但級配明顯不良修補處空隙率明顯偏大，肉眼已能明顯分辨出來對填補料的壓實度不夠維修和養護因素 對施工縫處理不到位芯樣提取時，下面層石料瀝青膜剝離，顆粒松散多數橋面排水系統均不通暢，泄水管淤積堵塞嚴重超載現象日益嚴重

3 橋面防排水設計

橋面排水應采取防水和排水有機結合的方式，可采用不透水材料鋪筑防水層，如選用密級配瀝青混凝土作為防水層材料，通過不透水層匯集縱向和橫向的水流，再使用排水管集中排出鋪裝層[5]。如果雨水留在橋面和鋪裝層間得不到及時排出，易造成結構層破壞，減少橋梁的使用壽命。

3.1 橋面防水設計

通常有兩種方式用于橋面防水處理，一是在水泥鋪裝結構層加入外加劑增強水泥混凝土防水層的防水能力；二是采用柔性防水材料鋪裝，阻遏水的滲透[6]。

外用防水劑也有兩種形式，一類是呈液體的防水材料，如滲透型密封防水劑，主要使用方式是噴涂在結構層的表面，噴涂的材料會滲透到結構層中，并與結構層中的材料形成化學反應，產生一種具有排水性能的膠凝狀結晶體，從而堵住或充實水泥混凝土中的小空隙或小裂縫，增加了原混凝土的密實性，繼而達到防水的目的。另外一種防水劑是固態粉末狀，主要用于混凝土攪拌時外加摻和攪拌，其原理類似于前一種防水形式，同樣改進混凝土的密實性。

柔性防水層主要選用瀝青防水卷材、高分子涂料等柔性材質的材料作為封層阻止雨水下滲。高分子涂料類防水主要選取改性瀝青類涂料，如氯丁膠乳瀝青、聚氨酯、環氧膠乳、SBS橡膠瀝青等。相比，瀝青防水卷材是最好的柔性防水層材料，其優點表現在耐高溫、強度大、延展性好，但造價偏高。

3.2 橋面排水設計

迅速排掉橋面雨水，是阻止水滲入橋面結構層的有利保障和必要措施。通常排水設施為泄水管，需要完成聚集水、引導水、攔截水及排除水的幾步過程。泄水管的位置應保持與梁和橋墩臺之間有一段距離，并保證一定的長度，防止雨水沿梁體與墩臺身涎流。應注意泄水孔管口標高必須在防水層及防水混凝土層以下，以排除滲透到面層以下的層間水。橋面鋪裝層間滯留水的危害遠大于表面積水，因此層間滲水的排除是至關重要的，只有考慮了排除層間水的設計才是完善的排水設計。

綜上，橋面防排水是非常必要的施工部分，目前水泥混凝土防水層加鋪瀝青混凝土鋪裝層是一種較為可靠的手段，其原理是利用剛性的水泥混凝土層密實性起到防水作用，從而有效保護橋的主梁，還能夠利用柔性的瀝青混凝土充當磨耗層，提高行車舒適性，并且容易修補，不影響通車。考慮到橋面防水的要求，瀝

青混凝土鋪裝層應有防滲作用。因此，瀝青混凝土鋪裝層在粒料級配選擇方面，宜選連續的密級配，在瀝青用量方面應考慮粗集料的孔隙吸收瀝青等因素，保證瀝青用量充足。一般應至少有一層采用密級配以防滲水。作為磨耗層的瀝青混凝土還應有良好的抗滑性。可以選擇適應以上要求的改性瀝青作鋪裝層材料。

4 結論

橋面鋪裝和防排水系統屬于橋梁工程的薄弱環節，由于其部位工程量小，工序繁雜，以及其附屬性的地位，其重要作用往往被忽視，從而經常導致橋梁在運營過程中產生早起破壞，影響橋梁的正常使用。水泥混凝土防水層加鋪瀝青混凝土鋪裝層的橋面鋪裝方式發揮了剛性水泥混凝土層的防水作用，且表現出柔性瀝青混凝土的高行車舒適性與易修補的優越性能，再輔以精心的橋面防排水設計與施工，使其在工程建設中起到了良好作用。

[1]翟根旺,岳學軍.水泥混凝土橋面防水與瀝青鋪裝層[J].中國市政工程,2002,(3):21-22,32.

[2]程永振.瀝青混凝土橋面鋪裝防排水技術研究[D].長安大學,2011.

[3]李小重,范要武,黃曉明等.水泥混凝土橋面鋪裝防水粘結層的分析與設計[J].中外公路, 2006,26(1):151-155.

[4]周家明,張慶明,曾好等.混凝土橋面防排水系統的設計與施工[J].城市建設,2010,(19):383-385.

[5]趙衛國,王艷麗.瀝青混凝土橋面鋪裝及防排水技術[C].//第四屆國際道路和機場路面技術大會論文集.2002:119-122.

[6]張益.瀝青混凝土橋面鋪裝防水性能研究[D].長安大學,2008.