試析路橋工程橋面鋪裝病害成因及防治措施

肖貴明

摘要：本文針對香府公路橋橋面鋪裝損傷情況，采用FTD頻率1500khz的探地雷達進行現場試驗檢測，對瀝青混凝土橋面鋪裝損傷進行了病理分析，并對病害進行了分類。結果表明：混凝土橋面鋪裝病害主要表現為裂縫、坑、基層結構疏松。根據波形圖，進一步分析了瀝青混凝土橋面鋪裝的病害，提出了瀝青混凝土橋面鋪裝的養護和控制措施。

關鍵詞：橋面鋪裝;病害;裂縫;養護與防治

引言

隨著我國公路、橋梁建設水平的提高和行車里程的增加，橋梁結構安全問題以及橋面鋪裝問題在橋梁建設中越來越受到重視，影響行車舒適性和安全性。過去，由于結構設計不合理、施工不當、車輛荷載增大等原因，瀝青混凝土橋面鋪裝出現裂縫、坑、基層疏松、抽泥、車轍等病害。它影響橋梁本身的結構安全性和行車穩定性，在橋梁達到設計使用壽命之前就對橋梁造成破壞。因此，瀝青混凝土橋面鋪裝層的耐久性及病害檢測與預防已成為國內外[2]的研究熱點。

一、病害檢測

本文以長沙市香府公路橋為工程背景，分析了橋面鋪裝裂縫、坑、基礎疏松等病害。發現上述問題后，應立即將破損的橋面切斷清理，在切割界面涂上瀝青防水膠粘層后，逐層鋪鋪并壓實瀝青混凝土。然而，一些維修橋面經常受損，疾病并沒有完全根除。為了了解主橋橋面質量，徹底查明病害原因，采取有效的預防措施，采用FTD頻率1500khz的探地雷達對鋪裝層進行檢測。

（一）檢測原理

探地雷達（GPR）利用電磁波探測技術向路面發射一定強度的高頻電磁脈沖。當脈沖信號在路面中遇到不同的介質時，會發生反射和散射。探地雷達接收到的脈沖信號進行處理，生成波形圖，從而直接判斷瀝青混凝土橋面鋪裝層的內部缺陷。

（二）檢測頻率與結果

采用探地雷達對主橋面6車道進行探測，對橋面明顯破損部位進行強化掃描。GPR掃描檢測發現橋面鋪裝病害主要發生在主要的中間，邊跨基本上沒有損壞，北邊和橋面損傷比，在南邊，更嚴重的受損區域整個橋梁路面達到194.68平方米。橋面鋪裝結構層破壞順序為自下而上，表現為局部找平層結構破壞。根據探地雷達掃描形成的波形，可以發現路面無破損，橋面波形平緩，路基密實，橋面狀況良好;但路面破損橋面波形波動較大，波形雜亂。有裂縫未修補的橋面鋪裝層厚度明顯低于設計值;有缺陷的橋面鋪裝層經修補后仍有局部空隙或雜質;路面基層松散嚴重，表面出現凹坑。在橋面修復過程中，發現實際路面內部結構與雷達掃描波形一致。

二、病害成因分析

根據探地雷達檢測結果，橋梁病害成因歸納如下：

（一）車輛荷載是造成橋面鋪裝層破壞的主要原因[4]。汽車荷載是一種局部移動集中荷載。當局部集中荷載作用于橋面時，橋面鋪裝層將在主梁中部產生正彎矩。在長期荷載作用下，跨中部分容易產生彎曲損傷，因此檢測中的缺陷主要集中在跨中位置。但邊跨區域的撓度變形較小，因此邊跨區域病害的發生較少。而在這種局部集中荷載作用下，橋面會產生應力集中，使混凝土中的微裂縫產生較大的拉應力集中

（二）最后，拉伸破壞發生在主拉應力方向。由于混凝土路面存在應力集中現象，橋面鋪裝層裂縫均存在嚴重的拉應力集中現象。路面層的裂縫是薄弱環節，在周圍會繼續發展并產生裂縫。

（三）瀝青路面橋面經常出現瀝青涂層。隨著車輛荷載的不斷沖刷，薄薄的油皮層會越來越嚴重，產生網狀裂縫現象。隨著網狀裂縫的發展，橋面裂縫不斷擴大。雨水的侵入和荷載的作用會沖刷粘結層，導致裂縫逐漸發展，形成裂縫，引起分層。

（四）混凝土找平層厚度較薄，橋面鑿毛不夠，灰塵、雜質較多，部分箱梁頂部平整度差，有鼓包，造成局部找平層厚度損失，橋面與路面結合不夠緊密[5]，出現“雙層蒙皮”現象。當交通量增加時，薄弱部位不能承受過大的荷載，導致路面開裂和局部脫空現象，應力應變的膨脹導致找平層開裂現象發展為瀝青面層，形成橋面可見病害。

經過多次維修，橋面仍然破損。由于養護后需要通車，施工時間短，導致路面層壓實度不夠，施工縫密封性差。雨水容易滲入路面層，沖刷粘結層，使橋面與路面分離，降低粘結性能[6]。即使雨水也會滲入鋼筋網，造成鋼筋銹蝕。瀝青混凝土路面通車以來缺乏檢測和養護[7]。在長期疲勞作用下，瀝青混凝土的性能下降，已成為反復病害的原因之一。

三、病害防治措施

針對瀝青混凝土橋面鋪裝病害的成因，為減少橋面鋪裝病害，采取以下預防措施：

（一）根據路面裂縫的不同寬度，可采取不同的裂縫填充措施。細裂縫可直接用瀝青灌漿處理，輕微裂縫先擴深7cm，寬度不大于1cm，然后用高強環氧樹脂混凝土填充，表面填瀝青混凝土;中裂縫先鑿除，裂縫用鈀釘連接，然后用高強環氧樹脂混凝土填充，表面用瀝青混凝土填充。

（二）橋面頂部混凝土的粗糙度不理想，容易因路面附著力不足而造成損壞。初凝后，要掌握刷涂工藝時間，刷均勻，表面光滑粗糙。

（三）對于浮漿引起的車轍、堵塞，首先清除有缺陷的瀝青混凝土路面層，徹底清除橋面浮漿，重新鋪設瀝青混凝土路面層。

（四）對橋面損壞嚴重，經多次修補仍有缺陷的部位，應鑿除瀝青混凝土路面層[7]和找平層的水泥混凝土，直至找平層的鋼絲網完全露出為止。混凝土表面清理干凈后，增加“Γ”型剪力釘，與原鋼筋網焊接。高韌性環氧瀝青混凝土經鋼筋網布處理后澆筑，環氧瀝青混凝土固化后鋪筑瀝青混凝土面層。

（五）混凝土橋面應注意防水處理。防水層的主要材料為瀝青或改性瀝青防水卷材，應在整個橋面上鋪設，確保不出現滲漏、孔洞、錯層、折疊、翹曲等現象。排水孔的位置應合理布置，孔底標高至少低于橋面頂部1cm。排水孔周圍的路面應傾斜布置，以保證雨水能及時從橋面排出。

（六）橋面松散、坑洼處，應先將破損處的瀝青混凝土路面清理干凈，并在底面及坑周涂乳化瀝青，再采用熱拌瀝青混合料進行攤鋪，且坑槽厚度應大于5cm，以防止雨水滲入，瀝青混凝土路面鋪設完成后，應采用乳化瀝青封閉縫隙。

四、結語

橋面鋪裝作為影響橋梁和公路運營質量的關鍵因素，在工程設計、施工和養護過程中必須引起高度重視。分析了常見橋面鋪裝損壞類型的成因，針對不同形式的病害提出了有效的防治措施，以提高橋面鋪裝工程質量，建成一座安全可靠、平整舒適、穩定耐用的瀝青混凝土橋面。

參考文獻：

[1] 馮寶庫.橋面鋪裝混凝土裂縫原因分析與防治[J].施工技術，2016，（45）： 320-322.

[2] 王健，畢玉峰，張宏超，等.杭州灣跨海大橋水泥混凝土橋梁橋面鋪裝車轍病害分析與預估[J].公路工程，2018，43（2）： 229-223+269.

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[7] 馬建，趙祥模，賀拴海，等.橋面檢測技術綜述[J].交通運輸工程學報，2017，17（5）： 121-137.