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【摘 要】随着青海省公路的发展,桥梁数量增长,同时随着重载车辆的增多,桥面铺装沥青砼病害加剧,诱因以水损坏为主。文章以青海G214国道为例,介绍水损坏造成的桥面病害及养护对策。
【关键词】桥面铺装;沥青砼;水损坏;养护
1.桥面铺装水损坏定义
以青海省为例,通过对G214国道的调查,混凝土桥面铺装普遍采用沥青砼(3-5cm)+(防水层),防水砼(5-10cm,40#)的结构型式。因水损坏致使桥面发生病害,由于沥青砼结构本身的透水特性,使水分积聚在沥青层结构内和各结构层之间,在经过荷载作用,首先出现唧浆,逐渐局部脱落,继而出现坑槽、松散、面积逐步扩散。
2.水损坏病因分析
经过大量的调研,青海目前使用中的大部分桥面铺装结构层采用了如上所述的三层结构型式。
2.1铺装层设计原因
(1)目前使用中的大部分桥梁,其排水是通过桥面横坡,将水汇集到较低的一侧经集水口、通过泄水管、排水管排除。而对渗入到沥青路面结构层和积聚在防水层表面的层间水则没有设置排除通道,最终造成桥面渗水不能迅速排除,这些滞留水改变了桥面混凝土的工作性,在车辆荷载的作用下造成桥面损坏。
(2)绝大部分桥梁均未设置防水粘结层,或仅设置了防水层,从目前对铺装结构的研究认为,防水粘结层能起到良好的防水和吸收应力的作用,并提高沥青砼铺装层和水泥砼铺装层的粘接性。
2.2养护及施工原因
(1)多雨雪寒冷地区公路易发生水损坏病害,主要表现为渗入桥面铺装各结构层间的水易结冰,造成体積膨胀,破坏沥青与集料间的粘附性。其对沥青混合料的损坏,不只是引起沥青膜与石料的分离,界面间的冰体会直接引起沥青混合料力学性能的下降。桥面铺装在没有防水层的情况下,水分还将直接侵蚀水泥砼铺装层,尤其是冬季桥面撒盐融冰形成的盐水侵蚀,极易导致水泥砼桥面破损,如水分进一步侵蚀到板梁,会造成桥梁上部结构破损。
(2)旧有桥梁虽设置了泄水孔,往往施工中预留的泄水孔高于桥面,或虽低于桥面但仍高出防水层表面,排水功能丧失或部分丧失,造成泄水不畅。
(3)防水层施工控制不严,对防水层表面的浮浆不完全清除,清洁度不足,同时存在防水层凿毛不彻底和界面污染的情况,从而影响防水层与沥青砼铺装层的粘结性。
(4)沥青砼铺装层施工中易发生混合料离析和压实不足的工序缺陷,造成局部沥青砼桥面和结构层内部孔隙率过大而透水。
(5)桥面铺装层与引道面层混合料类型不同,更为密实,然所需数量又不多,因此混合料的拌制质量难以保证,混合料质量存在差异性,易造成沥青层透水,应单独拌制,特殊施工为宜。
3.养护对策研究
对水损坏造成的桥面铺装病害,其养护对策主要指导思想是完善排水系统,改善防水措施。通常采用灌缝、挖补或封层罩面等养护方法,视病害轻重缓急而定。从预防性养护的角度出发,通常在桥面铺装发生病害初期,采用一些预防性养护措施进行处治,如微表处、雾封层、涂刷TL2000封层、薄层罩面等封水防渗技术措施。
当病害发生在局部时,一般进行灌缝和范围挖补修复,并实施雾封层、涂刷TL2000等预防性养护技术,起到封水防渗的作用;当病害发生面积较大,达到桥面总面积5%以上时,考虑中修,挖补后进行薄层沥青混凝土罩面或微表处罩面;当病害面积达到桥面总面积的10%以上时,应重做防水层、防水粘结保护层和沥青层并增设排水盲沟;病害深度较大时,已发生至桥板时,宜凿除水泥混凝土铺装、防水层、沥青混凝土桥面,进行彻底的水泥混凝土白色化大规模维修。
3.1病害比较严重时的中修养护
桥面铺装损坏较严重时,宜进行薄层罩面,在原桥面上加铺一层约4-5cm厚的新沥青混合料,由薄层沥青砼形成的抗滑磨耗层给过往车辆提供了一个安全、舒适、耐久的行驶界面,罩面可恢复桥面的使用功能,提高桥面的抗滑性能,改善桥面的平整度,同时防止桥面水下渗。但这种方法改变了原桥面铺装的结构层设计,不允许多次铺筑。
罩面前应对桥面原有病害进行彻地的挖补处理,并洒布粘结防水层,使用密水性能好、抗车辙能力强的沥青砼为宜,例如SMA层是较好的材料。
3.2病害严重时进行大规模维修
桥面铺装发生病害是诸多因素综合作用导致的,当该类病害得不到及时维修,达到严重程度时,先是沥青砼铺装破损、接着水泥砼铺装层破损,更进一步致使板梁单体受力,会影响到桥梁上部结构的稳定,此时须对桥面系进行拆除重建维修,具体视病害检测结果按以下方法维修:(1)当桥面防水砼铺装未发生结构性破坏时,仅需对沥青层和防水粘结层进行重修;(2)当桥面防水砼铺装发生结构性破坏时,应对梁板以上的全部结构层进行重建。重建方案一般有两种,一是仍采用沥青砼+防水粘结层+防水砼的组合结构;二是进行彻底的水泥混凝土白色化(黑改白)大规模维修,全部铺筑为水泥混凝土。
4.结语
沥青混凝土桥面铺装损坏的原因是多因素的,这些因素包括材料、结构、施工工艺、车辆荷载、自然力等。以上种种因素在不同条件下、不同程度的进行交叉组合、相互制约,对桥面铺装构成一个错综复杂的受力环境。因此在维修时要正确找到解决问题的对策,即要有全面的观点,又要具体问题具体分析,这样总结出来的维修对策,才能确保桥面铺装维修后具有良好的使用性能。
【关键词】桥面铺装;沥青砼;水损坏;养护
1.桥面铺装水损坏定义
以青海省为例,通过对G214国道的调查,混凝土桥面铺装普遍采用沥青砼(3-5cm)+(防水层),防水砼(5-10cm,40#)的结构型式。因水损坏致使桥面发生病害,由于沥青砼结构本身的透水特性,使水分积聚在沥青层结构内和各结构层之间,在经过荷载作用,首先出现唧浆,逐渐局部脱落,继而出现坑槽、松散、面积逐步扩散。
2.水损坏病因分析
经过大量的调研,青海目前使用中的大部分桥面铺装结构层采用了如上所述的三层结构型式。
2.1铺装层设计原因
(1)目前使用中的大部分桥梁,其排水是通过桥面横坡,将水汇集到较低的一侧经集水口、通过泄水管、排水管排除。而对渗入到沥青路面结构层和积聚在防水层表面的层间水则没有设置排除通道,最终造成桥面渗水不能迅速排除,这些滞留水改变了桥面混凝土的工作性,在车辆荷载的作用下造成桥面损坏。
(2)绝大部分桥梁均未设置防水粘结层,或仅设置了防水层,从目前对铺装结构的研究认为,防水粘结层能起到良好的防水和吸收应力的作用,并提高沥青砼铺装层和水泥砼铺装层的粘接性。
2.2养护及施工原因
(1)多雨雪寒冷地区公路易发生水损坏病害,主要表现为渗入桥面铺装各结构层间的水易结冰,造成体積膨胀,破坏沥青与集料间的粘附性。其对沥青混合料的损坏,不只是引起沥青膜与石料的分离,界面间的冰体会直接引起沥青混合料力学性能的下降。桥面铺装在没有防水层的情况下,水分还将直接侵蚀水泥砼铺装层,尤其是冬季桥面撒盐融冰形成的盐水侵蚀,极易导致水泥砼桥面破损,如水分进一步侵蚀到板梁,会造成桥梁上部结构破损。
(2)旧有桥梁虽设置了泄水孔,往往施工中预留的泄水孔高于桥面,或虽低于桥面但仍高出防水层表面,排水功能丧失或部分丧失,造成泄水不畅。
(3)防水层施工控制不严,对防水层表面的浮浆不完全清除,清洁度不足,同时存在防水层凿毛不彻底和界面污染的情况,从而影响防水层与沥青砼铺装层的粘结性。
(4)沥青砼铺装层施工中易发生混合料离析和压实不足的工序缺陷,造成局部沥青砼桥面和结构层内部孔隙率过大而透水。
(5)桥面铺装层与引道面层混合料类型不同,更为密实,然所需数量又不多,因此混合料的拌制质量难以保证,混合料质量存在差异性,易造成沥青层透水,应单独拌制,特殊施工为宜。
3.养护对策研究
对水损坏造成的桥面铺装病害,其养护对策主要指导思想是完善排水系统,改善防水措施。通常采用灌缝、挖补或封层罩面等养护方法,视病害轻重缓急而定。从预防性养护的角度出发,通常在桥面铺装发生病害初期,采用一些预防性养护措施进行处治,如微表处、雾封层、涂刷TL2000封层、薄层罩面等封水防渗技术措施。
当病害发生在局部时,一般进行灌缝和范围挖补修复,并实施雾封层、涂刷TL2000等预防性养护技术,起到封水防渗的作用;当病害发生面积较大,达到桥面总面积5%以上时,考虑中修,挖补后进行薄层沥青混凝土罩面或微表处罩面;当病害面积达到桥面总面积的10%以上时,应重做防水层、防水粘结保护层和沥青层并增设排水盲沟;病害深度较大时,已发生至桥板时,宜凿除水泥混凝土铺装、防水层、沥青混凝土桥面,进行彻底的水泥混凝土白色化大规模维修。
3.1病害比较严重时的中修养护
桥面铺装损坏较严重时,宜进行薄层罩面,在原桥面上加铺一层约4-5cm厚的新沥青混合料,由薄层沥青砼形成的抗滑磨耗层给过往车辆提供了一个安全、舒适、耐久的行驶界面,罩面可恢复桥面的使用功能,提高桥面的抗滑性能,改善桥面的平整度,同时防止桥面水下渗。但这种方法改变了原桥面铺装的结构层设计,不允许多次铺筑。
罩面前应对桥面原有病害进行彻地的挖补处理,并洒布粘结防水层,使用密水性能好、抗车辙能力强的沥青砼为宜,例如SMA层是较好的材料。
3.2病害严重时进行大规模维修
桥面铺装发生病害是诸多因素综合作用导致的,当该类病害得不到及时维修,达到严重程度时,先是沥青砼铺装破损、接着水泥砼铺装层破损,更进一步致使板梁单体受力,会影响到桥梁上部结构的稳定,此时须对桥面系进行拆除重建维修,具体视病害检测结果按以下方法维修:(1)当桥面防水砼铺装未发生结构性破坏时,仅需对沥青层和防水粘结层进行重修;(2)当桥面防水砼铺装发生结构性破坏时,应对梁板以上的全部结构层进行重建。重建方案一般有两种,一是仍采用沥青砼+防水粘结层+防水砼的组合结构;二是进行彻底的水泥混凝土白色化(黑改白)大规模维修,全部铺筑为水泥混凝土。
4.结语
沥青混凝土桥面铺装损坏的原因是多因素的,这些因素包括材料、结构、施工工艺、车辆荷载、自然力等。以上种种因素在不同条件下、不同程度的进行交叉组合、相互制约,对桥面铺装构成一个错综复杂的受力环境。因此在维修时要正确找到解决问题的对策,即要有全面的观点,又要具体问题具体分析,这样总结出来的维修对策,才能确保桥面铺装维修后具有良好的使用性能。