趙慶亮

(河北省滄州市交通局質(zhì)監(jiān)處)

近年來,瀝青混凝土復(fù)合橋面鋪層裝使用較多,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(shí)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(jí)超過設(shè)計(jì)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(duì)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(fù)彎矩區(qū)容易開裂。對(duì)結(jié)合層、防水層等界面材料未進(jìn)行重點(diǎn)要求,致使結(jié)合層抗剪強(qiáng)度不足。橋梁長大縱坡各結(jié)構(gòu)層瀝青混凝土設(shè)計(jì)時(shí),采用與一般道路同類型瀝青混合料,未對(duì)特殊區(qū)域進(jìn)行技術(shù)處理。

(3)施工因素。

對(duì)鋼筋混凝土簡支梁板橋,支座安裝不穩(wěn)或墊塊材料強(qiáng)度不高,造成個(gè)別梁板行車撓動(dòng),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(shí)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(qiáng)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。橋面水泥混凝土板施工的平整度不好,高差有時(shí)能達(dá)數(shù)厘米,瀝青層本來就不厚,使得瀝青層厚度很不一致,有的地方會(huì)很薄,混合料的離析比厚的層次更嚴(yán)重。橋面鋪裝施工時(shí)不敢按照正常方法碾壓,壓實(shí)度難以保證。混凝土表面的凹陷部分在使用過程中很容易成為積水的地方,滲入的水排不出去,在高溫時(shí)成水氣,使瀝青層與混凝土板脫離。鋪裝層與橋面板的粘結(jié)不好是導(dǎo)致鋪裝層損壞的最根本的原因鋪裝層除了防水目的外,更重要的是使瀝青鋪裝層與水泥橋面板粘結(jié)成一個(gè)整體。防水粘結(jié)層破損、漏空、脫離,水滲入防水粘結(jié)層與水泥混凝土板的界面上,影響與橋面板的粘結(jié)強(qiáng)度,甚至成為滑動(dòng)的界面狀態(tài),橋面鋪裝成為一個(gè)單獨(dú)受力的層次,就會(huì)出現(xiàn)很大的水平剪應(yīng)力和底部的彎拉應(yīng)力,橋面鋪裝就必然導(dǎo)致迅速破壞。從現(xiàn)在的情況看,防水粘結(jié)層的破壞主要是施工質(zhì)量問題。無論哪一種防水粘結(jié)層,都能做好,但如果施工過程中不注意,都有可能造成損壞。

對(duì)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。

(5)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(jìn)途徑

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1)在荷載取值方面: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(jì)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)在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面:對(duì)鋼筋混凝土橋梁,對(duì)主梁縱向的計(jì)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(fù)彎矩。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁,加強(qiáng)結(jié)合層研究,合理設(shè)計(jì)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(xì)化設(shè)計(jì)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(jì):對(duì)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(shí)通過設(shè)計(jì)規(guī)定構(gòu)造深度,達(dá)到路面抗滑效果。

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)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(duì)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(jì),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(jì)尚處于探索階段,因此設(shè)計(jì)有必要及時(shí)收集國內(nèi)國外鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際使用成功案例,及時(shí)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(jì)。

2.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)理,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(diǎn),因此施工階段監(jiān)理必須充分理解設(shè)計(jì)意圖,對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重要指標(biāo),進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)理、重點(diǎn)控制,確保工程實(shí)體質(zhì)量。

2.3 掌握現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)控制的操作技巧

瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求經(jīng)常是矛盾的,因此熟悉各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)際控制意義,靈活應(yīng)用,努力實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的最佳綜合性能指標(biāo)。如瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率,空隙率小,瀝青的水穩(wěn)定性好,但過小,穩(wěn)定度可能超標(biāo)、可能動(dòng)穩(wěn)定度偏低、表面構(gòu)造深度不足,過大可產(chǎn)生空隙性車轍或水損害。而影響瀝青混合料某項(xiàng)指標(biāo)的因素是多方面。如實(shí)際空隙率與集料品種、級(jí)配、含油量、攤鋪均勻性、攤鋪及碾壓溫度、壓實(shí)功等均有關(guān)系。因此,要控制瀝青混合的實(shí)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(jìn)行系統(tǒng)控制,全面控制方能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。尤其應(yīng)抓好以下幾點(diǎn)。

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

(2)抓好原材料料源,提高穩(wěn)定性、均勻性。

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

(4)加強(qiáng)前場(chǎng)與后場(chǎng)的配合,注意拌和能力與攤鋪能力匹配。

(5)大中型水泥混凝土橋橋面鋪筑的瀝青鋪裝層,應(yīng)滿足與混凝土橋面的粘結(jié)、防止?jié)B水、抗滑及有較高抵抗振動(dòng)變形的能力等功能性要求,并設(shè)置有效的橋面排水系統(tǒng)。鋪裝瀝青層的下層必須符合平整、粗糙、整潔的要求,橋面縱橫坡符合要求,水泥混凝土橋面板表面應(yīng)做銑刨拉毛處理,清楚浮漿,除去過高的突出部位。鋪設(shè)橋面鋪裝必須確保混凝土完全干燥,嚴(yán)禁在潮濕條件下鋪設(shè)防水粘結(jié)層及攤鋪瀝青混合料,防止混凝土中的水分在施工或使用過程中遇熱變成水汽使防水粘結(jié)層產(chǎn)生鼓包。

(6)鋼橋面鋪裝施工在涂刷防水層前應(yīng)對(duì)鋼板焊縫和吊鉤殘留物仔細(xì)平整,徹底除銹,清掃干凈。鋼橋面鋪裝的防水粘結(jié)層必須緊跟防銹層后涂刷,防水粘結(jié)層宜采用高粘度的改性瀝青、環(huán)氧瀝青、防水卷材。當(dāng)采用澆注式瀝青混泥土鋪筑橋面鋪裝時(shí),可不設(shè)防水粘結(jié)層。鋪設(shè)過程中必須保持橋面整潔,不得堆放與施工無關(guān)的材料、機(jī)械、雜物,且鋪設(shè)宜在無雨少霧的季節(jié)、干燥狀態(tài)下施工。

2.4 重視缺陷責(zé)任期內(nèi)管理

項(xiàng)目實(shí)施完成后,實(shí)體質(zhì)量已經(jīng)定型,合理使用及時(shí)修補(bǔ)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(shí)處理施工缺陷。如混合料不均勻、施工碾壓不足造成局部泛油;車轍車道凹陷,局部雨天積水、路面坑洞等等。接管養(yǎng)護(hù)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(shí)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(qiáng)關(guān)鍵階段的針對(duì)性管養(yǎng),多雨季節(jié)及時(shí)巡查、減少路段積水,及時(shí)清理路面泥砂等贓物,避免滑溜性污染。

(4)加強(qiáng)特殊時(shí)期的治超工作,如最高、最低氣溫時(shí)節(jié)、多雨季節(jié)等,對(duì)可能產(chǎn)生大量車轍破壞、水損破壞的時(shí)機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)管理。

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

總之,只有精心設(shè)計(jì)、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。