汪雙杰+李志棟+黃曉明

0 引言

截止2015年底，中國的公路橋梁達(dá)77.92萬座，里程達(dá)4 592.77萬m，其中水泥混凝土橋占絕大部分。在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)未考慮鋪裝層的影響，僅將橋面鋪裝視為自重荷載，這在早期超載較少且采用水泥混凝土鋪裝層的情況下可能并不會(huì)產(chǎn)生明顯問題。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及橋梁設(shè)計(jì)水平的提高[1]，橋梁建設(shè)已逐漸從路隨橋走進(jìn)入橋隨路架時(shí)代。人們對(duì)橋梁也從最基本的通行需求，發(fā)展到行車舒適性、安全性及耐久性等更高要求，因此瀝青混凝土就以其獨(dú)特優(yōu)勢愈來愈超越傳統(tǒng)的水泥混凝土成為橋面主流鋪裝層。

《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）明確規(guī)定：高速公路和一級(jí)公路上特大橋、大橋的橋面鋪裝宜采用瀝青混凝土。但是，瀝青鋪裝層早期破壞導(dǎo)致水分侵入梁體，加快橋面混凝土破壞及鋼筋銹蝕破壞，并最終導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)承載力下降，這類問題不容忽視。如圖1所示，混凝土橋面瀝青鋪裝屬于水泥混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)的附屬工程，從材料上可分為瀝青表面處治、瀝青混凝土和水泥混凝土鋪裝層等，但瀝青表面處治鋪裝層耐久性較差，不宜在高速公路、一級(jí)公路上使用。不過，對(duì)于混凝土橋面的瀝青鋪裝層設(shè)計(jì)，多數(shù)沿用了瀝青路面設(shè)計(jì)理念，缺乏針對(duì)性設(shè)計(jì)指南或規(guī)范。目前廣泛采用的瀝青鋪裝層多數(shù)出現(xiàn)了早期破壞，加劇了橋梁結(jié)構(gòu)的整體破壞，說明瀝青鋪裝層的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)等更加值得思考和深入研究。

國外對(duì)混凝土橋面瀝青鋪裝層的研究比較廣泛和深入，比如De backer、Battiato and Verga、Tabchi等人對(duì)水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層的材料本構(gòu)模型、設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法等進(jìn)行了深入研究。

但目前高速公路橋梁及城郊立交超載現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，且部分地區(qū)有常態(tài)化趨勢，發(fā)生在2012年的哈爾濱陽明灘大橋垮塌事件除了設(shè)計(jì)、施工、管理等原因之外，與超載有著重要關(guān)系，其中3輛車均超載300%左右，最重達(dá)163.59 t（額定為55 t），如圖 2（a）所示。加之雨水、雪水在重載、高速的輪胎作用下被“擠入”瀝青鋪裝層空隙中，將使得本來在瀝青路面中還沒有克服的病害又在橋面鋪裝層中重現(xiàn)甚至加劇，導(dǎo)致如圖 2 （b）所示的狀況。

橋面鋪裝層病害是汽車荷載與環(huán)境雙重作用的綜合效應(yīng)。隨著大型重卡、385～495 mm寬基胎的使用，車主為保證車架高度滿足規(guī)范要求及重載下安全需要而采用高達(dá)1 400 kPa胎壓載重汽車輪胎（以下簡稱載重輪胎），將使得瀝青鋪裝層內(nèi)力學(xué)響應(yīng)變化規(guī)律更為復(fù)雜，這已被De beer 、Rothert，H.證實(shí)，也使得瀝青鋪裝層的設(shè)計(jì)難以真正滿足實(shí)際荷載（交通、環(huán)境）作用的要求[2-3]。

目前，國內(nèi)外對(duì)水泥混凝土橋的瀝青鋪裝層材料、設(shè)計(jì)等研究僅停留在施工層面，深入程度還有待進(jìn)一步提高。

1 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層病害類型

水泥混凝土橋梁的壽命是由橋梁結(jié)構(gòu)與上部鋪裝層結(jié)構(gòu)共同決定的，而混凝土橋梁結(jié)構(gòu)與瀝青鋪裝層之間的相互作用更是重要的影響因素。首先，瀝青鋪裝層作為混凝土橋面系的主要組成部分，在承受輪載的作用、胎面的磨耗以及雨雪侵蝕的同時(shí)，將車輪集中荷載向下傳遞，使其在橋梁結(jié)構(gòu)中分布更加均勻，起到了保護(hù)主梁結(jié)構(gòu)、橋面板及鋼筋的作用；其次，瀝青鋪裝層的平整度會(huì)影響行駛車輛對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊、振動(dòng)，其透水性、耐久性對(duì)于橋梁使用壽命有著重要影響；最后，橋梁結(jié)構(gòu)也直接影響著瀝青鋪裝層路用性能的發(fā)揮，比如簡支梁橋由于存在橫向、縱向絞縫，結(jié)構(gòu)上存在應(yīng)力集中的特殊部位，上部瀝青鋪裝層的破壞將難以避免，特別對(duì)于連續(xù)梁橋來說，鋪裝層表面還要受到支座處負(fù)彎矩造成的內(nèi)力影響。

因此，混凝土橋?yàn)r青鋪裝層與普通瀝青路面、不同結(jié)構(gòu)的水泥混凝土橋面瀝青鋪裝層，即使經(jīng)受相同的交通荷載和環(huán)境作用，其病害的主導(dǎo)類型及成因都有其獨(dú)特性。本文從病害的表現(xiàn)形式將其分為顯性病害和隱性病害兩大類。

（1）顯性病害。顯性病害系指瀝青鋪裝層表面直接表現(xiàn)出來的病害，如裂縫、唧漿、坑槽、車轍、推移及擁包等，可以通過人工或者其他快速成像系統(tǒng)從表觀識(shí)別出來，主要外觀形態(tài)如圖3所示。

（2）隱性病害。隱性病害是發(fā)生在瀝青鋪裝層內(nèi)部、層間以及瀝青層與橋面板之間，且未能在鋪裝層表面表現(xiàn)出來的病害，比如水損害、層間黏結(jié)失效等，通過人工或者儀器往往難以從表觀識(shí)別。實(shí)際上，目前隱性病害是較難檢測的，也是致命的，往往會(huì)進(jìn)一步發(fā)展為顯性病害，加劇橋梁結(jié)構(gòu)性病害。

1.2 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層病害誘因

（1）橋梁下部結(jié)構(gòu)。橋梁下部結(jié)構(gòu)類型及直橋、彎橋、坡橋等線型特征都對(duì)瀝青鋪裝層耐久性有顯著影響，尤其對(duì)瀝青鋪裝層病害的影響是永久性的，比如梁橋橫隔梁或連續(xù)梁支座處負(fù)彎矩的影響、橋面板橫向傳荷體系的破壞以及橋梁伸縮縫的影響。

（2）橋面系施工。橋面板平整度、橋面鋼筋網(wǎng)設(shè)置、混凝土橋面板表面處治、橋面板養(yǎng)生狀況、防水黏結(jié)層質(zhì)量、瀝青鋪裝層施工質(zhì)量等對(duì)瀝青鋪裝層都有一定影響[4]。

（3）瀝青鋪裝層設(shè)計(jì)。瀝青鋪裝層混合料路用性能以及瀝青鋪裝層、防水黏結(jié)層、混凝土橋面板組成的“剛、柔、剛”三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素對(duì)病害的產(chǎn)生也有一定影響。

（4）交通及自然環(huán)境。 2012年垮塌的哈爾濱陽明灘大橋上4輛重卡中有3輛超載均大于300%，這給了我們深刻的教訓(xùn)，因?yàn)槌d、超限大大增加了一次性破壞的可能。通過《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2006）及《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D40—2011）計(jì)算發(fā)現(xiàn)：瀝青路面彎沉超載300%的軸載相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的416倍，層底彎拉應(yīng)力相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)軸載的65 536倍。對(duì)于水泥路面則更為嚴(yán)重，完全可能一次通過就產(chǎn)生的破壞。當(dāng)瀝青鋪裝層超載20%時(shí)，壽命折減率近50%，而當(dāng)超載率達(dá)到300%時(shí)，使用壽命接近于0，說明此時(shí)的鋪裝層急需大修了。這一點(diǎn)也得到美國、南非研究的證實(shí)，即軸載超限100%時(shí)，對(duì)路面的損害是標(biāo)準(zhǔn)軸載的4～60倍。同樣，依據(jù)《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）對(duì)城A級(jí)最大軸載為140 kN、接地面積為0.6 m×0.2 m、摩擦系數(shù)f為0.50計(jì)算的防水層與鋪裝層厚度關(guān)系可知：當(dāng)鋪裝層厚度為10 cm時(shí)，層間剪應(yīng)力為0.133 MPa，按0.85峰值折減后為0.113 MPa，基本滿足規(guī)范規(guī)定的不小于0.12 MPa的要求。但是，按照超載300%計(jì)算，當(dāng)軸載為400 kN時(shí)，折減后剪應(yīng)力將達(dá)到0.323 MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)范對(duì)抗剪強(qiáng)度要求。那么，要想滿足規(guī)范要求，必須將鋪裝層厚度增加至53 cm，但是這將增加橋梁自重，是設(shè)計(jì)所不允許的。另外，車輛行駛習(xí)慣、交通過度渠化、冬季“冰柜效應(yīng)”、夏季的“煎烤效應(yīng)”、滲水、冰凍、海洋、工業(yè)酸霧及酸雨等對(duì)鋪裝層因素都有很大影響。endprint

2 瀝青鋪裝層體系設(shè)計(jì)方法對(duì)比

2.1 瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)研究

從目前橋面鋪裝層設(shè)計(jì)來看，限于從線彈性理論、經(jīng)驗(yàn)性的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)性試驗(yàn)獲得的一些準(zhǔn)則，學(xué)者們通過將半經(jīng)驗(yàn)法、理論分析法、結(jié)構(gòu)分析法以及有限元數(shù)值分析法應(yīng)用于橋面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來克服鋪裝層病害。1996年荷蘭學(xué)者引入半經(jīng)驗(yàn)法采用NPC及SCB試驗(yàn)確定橋面鋪裝層的設(shè)計(jì)參數(shù)；Metcalf、Cullimore、Sedlacek and Bild 、Seible F、Kolstein、GopalaratnamV.S.、Nakanishi and Kensetsu等人在理論模型預(yù)估法方面進(jìn)行了深入研究（圖4、5）；王虎等人對(duì)理論模型也進(jìn)行了相應(yīng)的探索。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)瀝青鋪裝層的力學(xué)問題也進(jìn)行了相應(yīng)的研究，比如以Stefan Bild等為代表的結(jié)構(gòu)分析法、季節(jié)等人提出的彈性層狀體系法、以西班牙馬德里技術(shù)大學(xué)María Castro為代表的逐層多層體系當(dāng)量法以及以Huurman等人為代表的數(shù)值分析法。

2.2 瀝青鋪裝層材料本構(gòu)模型發(fā)展

瀝青鋪裝層材料本構(gòu)模型是研究其力學(xué)性能的主要基礎(chǔ)，目前主要有兩大類：一類是采用線彈性模型，比如DM采用線彈性模型求得了層間完全黏結(jié)、完全滑動(dòng)2種極端狀態(tài)下的解析解；另一類以Hemeau、 De Jong等人為代表，對(duì)鋪裝層內(nèi)的應(yīng)力非線性分布特性進(jìn)行了分析，如圖6、7所示。

3 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝系鋪裝技術(shù)

3.1 國內(nèi)外水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層種類

混凝土橋鋪裝層主要有剛性和柔性兩大類。19世紀(jì)60年代，德國和日本應(yīng)用澆注式瀝青混凝土、美國環(huán)氧樹脂改性瀝青混凝土鋪裝層以及環(huán)氧樹脂、聚氨酯、異丁烯酸酯等熱固性鋪裝層；而丹麥的Vibeke Wegan等人把改性SMA鋪裝層技術(shù)推廣到前所未有的高度。

3.2 中國對(duì)水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層的研究

中國的瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)發(fā)展經(jīng)歷了50～60年代的探索、70～80年代的發(fā)展、90年代以后的廣泛應(yīng)用3個(gè)階段。20世紀(jì)50年代以前，中國基本不鋪裝專門的鋪裝層；50年代后期開始采用以渣油瀝青混凝土、柏油貫入式碎石為主的“黑色鋪裝”[5-7]。

隨著柔性鋪裝層的發(fā)展，橋面防水黏結(jié)層的應(yīng)用也引起人們的重視，1952年相關(guān)規(guī)范提出了設(shè)防水層的要求，即采用1 cm瀝青/油毛氈防水層。50～60年代學(xué)術(shù)界有對(duì)橋面鋪裝層是否應(yīng)設(shè)防水層的問題進(jìn)行了爭論，比如閔子超對(duì)公路混凝土橋梁的橋面防水及鋪裝層技術(shù)進(jìn)行研究，在1956年建成的南昌八一大橋中采用了未設(shè)防水層的鋪裝體系，即“混凝土橋面板、7 cm厚油石比為5.12%的中粒式瀝青混凝土找平層或墊層、2 cm油石比高達(dá)21%的粉粒式瀝青混凝土”，運(yùn)營了6年之后狀況一致良好。

目前，中國對(duì)瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)組合及設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，盡管鋪裝層都有一定的橋梁結(jié)構(gòu)局限性、氣候環(huán)境地域性，但是人們還是通過數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)以及現(xiàn)場實(shí)踐來尋找類似于瀝青路面一樣應(yīng)用更加廣泛的“典型結(jié)構(gòu)”。比如李洪東通過對(duì)佛開高速公路上聯(lián)星跨線橋、汾江大橋等10多座大橋橋面鋪裝層的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)實(shí)用、可靠；為了減輕結(jié)構(gòu)恒載，可采用3 cm細(xì)粒式開級(jí)配玄武巖瀝青磨耗層、5 cm瀝青混凝土的雙層薄層結(jié)構(gòu)，但厚度不小于5 cm。

3.3 瀝青鋪裝體系施工技術(shù)

水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層施工主要包括混凝土整平層處理、防水黏結(jié)層施工、瀝青鋪裝層施工3個(gè)部分。

3.3.1 混凝土橋面表面準(zhǔn)備

（1）橋面平整度要求。表面平整度通過2 m直尺檢查，最大空隙不大于5 mm，且每米不大于1處。SBS改性瀝青防水層對(duì)橋面平整度要求不高，但為保證其上鋪筑面層平整度，橋面表面處理應(yīng)遵循局部凸起高度大于5 mm、面積小于1.5 m2的視為局部凸突，須剁除后打磨平整；局部凹陷深度大于5 mm、面積小于0.75 m2視為局部凹陷，采用細(xì)粒瀝青混凝土或環(huán)氧樹脂砂漿修復(fù)。

（2）表面質(zhì)量檢驗(yàn)。路橋防水系統(tǒng)應(yīng)與水泥混凝土具有很高的黏結(jié)強(qiáng)度，以滿足路面面層對(duì)抗剪強(qiáng)度的要求。而橋梁表面的強(qiáng)度不足、起砂、浮漿將引起黏結(jié)強(qiáng)度的不足，造成質(zhì)量隱患，因此表面質(zhì)量界定與處理遵循一定標(biāo)準(zhǔn)?；炷帘砻娓{判定：現(xiàn)場進(jìn)行黏結(jié)剝離試驗(yàn)，剝離面粘有20%以上浮漿面即為嚴(yán)重浮漿?；炷帘砻娓{現(xiàn)象為混凝土澆注過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，水灰比過大、混凝土塌落度過大、施工過程中未對(duì)混凝土表面進(jìn)行壓實(shí)壓光處理均是造成表面浮漿的原因，可采用表面機(jī)械打磨清理。混凝土表面起砂判定：現(xiàn)場搓擦觀察并進(jìn)行黏結(jié)剝離試驗(yàn)，搓擦起砂或剝離面帶砂均為混凝土橋面板表面嚴(yán)重起砂?；炷帘砻嫫鹕艾F(xiàn)象多由養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成，混凝土澆注后遇雨或養(yǎng)護(hù)灑水過早均可造成表面起砂。此外，要依據(jù)相關(guān)規(guī)范判定混凝土表面強(qiáng)度。

（3）橋面混凝土含水率要求?；鶎禹殱崈簟⒏稍?，含水率在9%以下才能施工，但由于含水率不易現(xiàn)場檢測，一般采用皮膚接觸判斷或簡易檢測方法，即在基層表面平鋪1 m2卷材，靜置3～4 h后掀起檢查，基層覆蓋部位與卷材處未見水印即可進(jìn)行施工。如遇到下雨，基層須經(jīng)太陽曝曬且混凝土完全干燥后才能進(jìn)行防水施工。

（4）混凝土橋面表面處理?！冻鞘袠蛄簶蛎娣浪こ碳夹g(shù)規(guī)范》（CJJ 139—2010）規(guī)定采用防水涂料和卷材類防水材料時(shí)混凝土基層粗糙度分別為0.5～1 mm及1.5～2.0 mm，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG-T-F50—2011）則規(guī)定拉毛或壓槽深度為1～2 mm，而丹麥采用的標(biāo)準(zhǔn)是噴灑透層油后橋面板TD為0.4～1.3 mm。但根據(jù)相關(guān)研究可知，TD為0.3～0.9 mm時(shí)黏結(jié)強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及c、φ均最大。為達(dá)到上述要求，目前多采用露石、鑿毛、拉毛、壓紋、刻槽、拋丸、嵌石等方法。其中如圖8所示的拋丸、精銑刨、拉毛技術(shù)最為高效，至于剛興起的高壓水沖毛技術(shù)有待在施工中進(jìn)一步驗(yàn)證。endprint

3.3.2 混凝土橋面下承層表面黏層油灑布

國內(nèi)工程界普遍認(rèn)為混凝土橋面上遲早需要灑布防水黏結(jié)層，可由此代替黏層油，這是極其錯(cuò)誤的。丹麥的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中要求混凝土橋面在鋪筑瀝青鋪裝層之前必須灑布黏層油，如圖9所示。滿足技術(shù)要求的橋面板表面，在清理完拉毛、拋丸殘?jiān)?，?yīng)及時(shí)灑布層油，因?yàn)槊河拖♂尀r青的污染性較大，所以普遍灑布更為環(huán)保、便捷的（改性）乳化瀝青。

一般黏結(jié)層施工步驟為：瀝青灑布車噴灑瀝青時(shí)，應(yīng)保持穩(wěn)定速度和噴灑量，在整個(gè)灑布寬度均勻噴灑；乳化瀝青在常溫下灑布，前后兩車噴灑的接茬處用鐵板或建筑紙鋪1～1.5 mm良好搭接。多幅灑布時(shí)，縱向搭接寬度宜為100～150 mm；噴灑瀝青材料時(shí)應(yīng)對(duì)道路人工構(gòu)造物、路緣石等外露部分作防污染遮蓋；透層灑布完須待破乳完成、養(yǎng)生結(jié)束后方可進(jìn)行下一步施工，實(shí)際養(yǎng)生時(shí)間根據(jù)所采用乳化瀝青品種及氣候條件確定；噴灑黏結(jié)層材料是為了提高防水層與橋面的黏結(jié)強(qiáng)度，灑布量一般為0.2～0.4 kg·m2。

3.3.3 碎石封層類防水黏結(jié)層施工

如果采用改性乳化瀝青或SBS改性熱熔瀝青作為防水黏結(jié)層，那么采用專用瀝青灑布車直接灑布即可。對(duì)于碎石封層類防水黏結(jié)層來說，受到灑（撒）布設(shè)備等限制，多采用分布式施工，但根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)彎坡橋縱坡、橫坡的存在將造成瀝青黏結(jié)料的流淌，施工質(zhì)量難以保證，所以盡量采用同步碎石封層車施工。施工步驟為：施工前對(duì)同步碎石封層車精確標(biāo)定，確保計(jì)量精準(zhǔn)，并按照瀝青和碎石設(shè)計(jì)用量設(shè)定好各項(xiàng)參數(shù)；為保證噴灑均勻，形成等厚瀝青層，須保證瀝青灑布溫度為160 ℃～180 ℃；搭接處碎石撒布應(yīng)有專人檢查處理，根據(jù)氣候條件決定是否進(jìn)行預(yù)處理；用6～8 t鋼筒雙輪壓路機(jī)從路邊向路中心碾壓3～4遍，每次輪跡重疊約300 mm，碾壓速度不宜超過2 km·h1，如圖10所示；防水層施工完畢、待瀝青冷卻即可實(shí)施下一道工序施工；鋪裝層施工應(yīng)在防水層養(yǎng)生結(jié)束后盡快進(jìn)行，如遇其他因素不能施工應(yīng)封閉交通或加蓋覆蓋物以防止污染，如圖11所示。

3.3.4 防水黏結(jié)層施工常見問題處理

根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)，將施工常見問題的處理方法總結(jié)如下。當(dāng)碎石嵌入瀝青深度達(dá)粒徑的80%以上時(shí)，應(yīng)降低瀝青用量。當(dāng)碎石嵌入深度小于粒徑的50%時(shí)，應(yīng)提高瀝青用量。當(dāng)碎石上裹附的瀝青量偏少時(shí)，應(yīng)降低碎石的撒布量。當(dāng)瀝青灑布成潑濺狀時(shí)應(yīng)調(diào)小瀝青灑布?jí)毫Α．?dāng)瀝青出現(xiàn)條紋狀灑布時(shí)，應(yīng)采取的措施包括：瀝青溫度太低時(shí)開始加溫；瀝青黏度太大時(shí)適當(dāng)稀釋；所有噴嘴不在同一角度時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整噴嘴角度；噴灑棒太高時(shí)應(yīng)調(diào)低；噴灑棒太低應(yīng)調(diào)高；噴嘴堵塞應(yīng)及時(shí)疏通。當(dāng)碎石撒完后仍有碎石未被撒出時(shí)，應(yīng)檢查撒料口是否被堵塞或出現(xiàn)故障。當(dāng)碎石撒布過多時(shí)應(yīng)檢查撒料口是否出現(xiàn)故障或者料倉堆料過多。當(dāng)碎石撒布不均勻時(shí)，應(yīng)重新標(biāo)定碎石撒布器。當(dāng)瀝青在碎石上表面時(shí)，可能有2種情況：碎石撒布車開得太快，應(yīng)降低速度；運(yùn)料卡車、壓路機(jī)或者開道車操作錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)檢查、糾正。當(dāng)碎石剝落時(shí)，有3種情況：瀝青用量太小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)大；碎石的潔凈程度不足，應(yīng)采用水洗；行車速度或者施工車輛速度太快，應(yīng)降低速度。由于瀝青使用量太大，出現(xiàn)泛油時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)低。

3.3.5 瀝青鋪裝系彎道施工控制

針對(duì)匝道橋、立交橋等曲線半徑小、超高較大、縱坡較大等特點(diǎn)，對(duì)彎坡橋?yàn)r青鋪裝層，除保留水平直線型橋面施工通用要求外，設(shè)計(jì)人員及施工單位應(yīng)該對(duì)瀝青鋪裝層、防水黏結(jié)層的施工進(jìn)行要求。

（1）瀝青鋪裝層。攤鋪時(shí)采用基準(zhǔn)鋼絲法走滑靴，碾壓時(shí)由坡下至坡上、由低處至高處。由于受到超高的影響，攤鋪機(jī)存在內(nèi)外輪差，橫向布料不均勻，容易造成厚度不等，壓實(shí)度也就難以保證。為了保證攤鋪的均勻性，可采用攤鋪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)微調(diào)內(nèi)外布料速度。

（2）碎石封層類防水黏結(jié)層。采用同步碎石封層車施工時(shí)，碎石與黏結(jié)料同步撒（灑）布，同樣因內(nèi)外側(cè)輪差將導(dǎo)致相同時(shí)間內(nèi)橫向內(nèi)外側(cè)灑布面積不同，而碎石布料器出料速度與瀝青噴灑桿噴灑速度內(nèi)外側(cè)卻是一樣的，這樣將造成內(nèi)外側(cè)單位面積碎石、瀝青撒（灑）布量的差異。

假定某彎橋曲率半徑R為50 m，瀝青灑布桿長3.75 m，分別貼近內(nèi)側(cè)車道線、貼近外側(cè)車道線取為1 m位置，如果按照內(nèi)側(cè)1.2 kg·m2灑布瀝青，則在外側(cè)覆蓋的面積上將灑布量減小為1.1 kg·m2，減少8.3%，而對(duì)于內(nèi)側(cè)60%集料覆蓋率，在外側(cè)就減小為55%。瀝青灑布量減小對(duì)層間質(zhì)量的影響要比碎石的大得多，所以可采用如圖12所示的2種措施來克服：由內(nèi)向側(cè)外側(cè)遞增瀝青噴灑速度，碎石布料器開度也由小變大；增加外側(cè)灑布桿離地高度，降低內(nèi)側(cè)灑布桿高度，具體的噴灑高度h需要通過計(jì)算確定。

3.3.6 瀝青鋪裝層施工問題及其處治方案

目前混凝土橋梁的橋面鋪裝普遍采用AC、SMA型熱瀝青混凝土，在施工過程中除了碾壓不宜采用振動(dòng)碾壓（可選擇振蕩碾壓）外，其余要求與瀝青路面的施工基本類似，如圖13所示。

但是，在瀝青鋪裝層攤鋪過程中，由于攤鋪溫度、壓實(shí)等原因容易導(dǎo)致如下問題。

（1）因?yàn)闃蛎嫦虏康耐L(fēng)作用，混凝土的溫度下降較路面更為顯著，所以必須保持壓路機(jī)與攤鋪機(jī)的距離，確保即時(shí)碾壓。否則，將出現(xiàn)如圖 14（a）所示的左右半幅壓實(shí)度顯著不同狀況，需要通過如圖 14（b）所示的銑刨進(jìn)行重鋪返工。

（2）如果混合料出現(xiàn)了溫度離析、局部壓實(shí)不足以及瀝青層表面水分滲入混凝土表面且因?yàn)闄M坡不足等原因難以排到碎石盲溝，將導(dǎo)致如圖 15（a）所示的瀝青鋪裝層表面泛堿。如果泛堿面積集中、較小，可局部銑刨、重鋪；如果面積較大，則可切割引水槽，鋪設(shè)排水管后，將鋪裝層里的水引出鋪裝層外，如圖15（b）所示。當(dāng)然，也需要綜合考慮橫坡、混凝土整平層平整度、防水黏結(jié)層等因素。

4 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層施工質(zhì)量控制endprint

4.1 水泥混凝土橋?yàn)r青鋪裝層質(zhì)量控制體系發(fā)展

英國提出了關(guān)于黏結(jié)、剪切最低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。澳大利亞、英國BS EN 13863-2、德國 DIN 2003及瑞士均采用拉伸黏結(jié)試驗(yàn)來確定拉伸黏結(jié)強(qiáng)度。美國Aubern 大學(xué)NCAT設(shè)計(jì)了剪切-法向組合荷載的直剪試驗(yàn)。德國開發(fā)了可在Marshall或CBR上進(jìn)行的簡易直接剪切試驗(yàn)。加拿大Carleton大學(xué)、英國Nottingham大學(xué)及美國NCHRPLTRC開發(fā)了扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)儀。蘭代爾夫特大學(xué)開發(fā)了剪應(yīng)力均布的4點(diǎn)界面剪切試驗(yàn)。奧地利維也納大學(xué)開發(fā)了楔形劈裂試驗(yàn)WST。

隨著橋面鋪裝技術(shù)的進(jìn)步，中國在防水黏結(jié)層性能檢測及評(píng)價(jià)方法、儀器方面一直在探索，但是總體上國產(chǎn)儀器和檢測方法相對(duì)單一，主要包括同濟(jì)大學(xué)、西安交通大學(xué)、長安大學(xué)、高遠(yuǎn)公司開發(fā)的拉拔儀、直接剪切儀和斜剪儀，目的在于檢測黏結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。不過，拉拔試驗(yàn)與鋪裝層實(shí)際受力狀態(tài)不符，鋪裝層在荷載作用下并非處于法向受拉的應(yīng)力狀態(tài)，而直剪試驗(yàn)、斜剪試驗(yàn)在試件破壞的過程剪切面都受加載桿件的彎矩影響，并非因純剪切而破壞。東南大學(xué)趙永利等人開發(fā)了檢測界面內(nèi)摩擦角和黏聚力的界面綜合分析儀，從檢測指標(biāo)和方法上實(shí)現(xiàn)了對(duì)界面分析的革命性改進(jìn)?！冻擎?zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 169—2012）中對(duì)瀝青路面材料容許抗剪強(qiáng)度的檢測采用了同濟(jì)大學(xué)孫立軍等提出的“瀝青混合料單軸貫入抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)方法”，該方法中的抗剪參數(shù)需要通過有限元數(shù)值計(jì)算來確定。

總體上看，在鋪裝層材料、結(jié)構(gòu)組合及鋪裝技術(shù)方面國內(nèi)外相對(duì)都比較成熟，目前研究的重點(diǎn)大多集中于瀝青層間及防水黏結(jié)層的應(yīng)用、評(píng)價(jià)上，中國在這方面相對(duì)比較落后。

4.2 瀝青鋪裝體系層黏結(jié)、防水體系要求

目前，國外在防水層材料方面有比較完善的規(guī)范，美國、英國、荷蘭、德國等發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)50年代已經(jīng)基本完成了公路和橋梁的快速規(guī)模建設(shè)，直到60年代末才發(fā)現(xiàn)橋面出現(xiàn)的各種病害主要與水有關(guān)，從而開始對(duì)橋面防水設(shè)計(jì)、材料開發(fā)、檢測評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的研究。英國于1965年提出在混凝土橋面上鋪設(shè)防水體系的強(qiáng)制性規(guī)定，隨后制定了DTTMBE27規(guī)范。美國公路合作研究組織（National Cooperative Highway Research Program-NCHRP，1995）的研究表明：橋面受到水分和防凍鹽的侵蝕而導(dǎo)致混凝土和鋼筋的腐蝕、破壞，同時(shí)提出在橋面鋪裝中采用由柔性防水材料鋪設(shè)的不透水防水層。德國20世紀(jì)60年代應(yīng)用了2種防水系統(tǒng)，70年代引入法國防水系統(tǒng)，隨后在1999年提出了包含40余項(xiàng)試驗(yàn)檢測方法的TP-BEL-B規(guī)范。國際經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作組織（International Economic Development Couincil-CECD，1972年）70年代提出了“混凝土橋面板防水層”的研究報(bào)告，對(duì)成員國的混凝土橋面防水層體系應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，并推薦了防水材料的具體檢測和評(píng)價(jià)方法、標(biāo)準(zhǔn)。英國交通研究實(shí)驗(yàn)室（Transportation Research Laboratory-TRRL）1965年開始進(jìn)行防水層的抗?jié)B、黏結(jié)、耐高溫性能的對(duì)比研究，80年代對(duì)47種防水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地測試、實(shí)驗(yàn)室測試后發(fā)現(xiàn)，防水層黏結(jié)性不足、鋪裝層高溫?cái)備伡按旨洗唐剖侵饕茐脑颍⒂?994年指定了包含14項(xiàng)試驗(yàn)的BD 47/94規(guī)范。

中國的相關(guān)規(guī)范比較多，但規(guī)定不太一致，比如《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 014—1997）中對(duì)鋪裝層結(jié)構(gòu)組合、黏結(jié)層、防水層做了規(guī)定，但未推薦典型結(jié)構(gòu)組合，只要求高速、一級(jí)公路瀝青鋪裝層厚度為60～100 mm；防水層與橋面板、下面層與表面層之間應(yīng)采用灑布量為0.4～0.5 kg·m2的（改性）乳化瀝青作為黏結(jié)層，防水層采用瀝青膠砂、聚合物涂膠、卷材類等，可在其上加鋪碎石封層下封層?，F(xiàn)行的《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2006）中明確提出了表面層、防水體系（下面層、下封層、防水層）典型結(jié)構(gòu)組合。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60—2004）中規(guī)定：高速公路和一級(jí)公路上特大橋、大橋的橋面鋪裝宜采用瀝青混凝土橋面鋪裝，且厚度不宜小于70 mm，而二級(jí)及二級(jí)以下公路橋梁鋪裝厚度不宜小于50 mm，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2006）要求。《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）要求在混凝土橋面板鋪筑瀝青混凝土前應(yīng)灑布0.3～0.5 L·m2的黏層瀝青。《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11—2011）規(guī)定可采用瀝青混凝土或水泥混凝土材料，快速路、主干路橋梁和次干路上特大橋、大橋橋面鋪裝宜采用與橋頭引道瀝青面層一致的瀝青混凝土，厚度不宜小于80 mm，一般采用上層細(xì)粒式HMA、下層中粒式HMA雙層式結(jié)構(gòu)；次干路、支路橋梁的瀝青混凝土鋪裝層和水泥混凝土整平層厚度均不宜小于60 mm?！冻鞘袠蛄簶蛎娣浪こ碳夹g(shù)規(guī)程》（CJJ 139—2010）規(guī)定：對(duì)防水等級(jí)為Ⅰ級(jí)的橋梁，卷材防水層以上瀝青混凝土面層的厚度不應(yīng)小于80 mm?！豆饭こ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)土建工程》（JTG F80-1—2004）及 《公路工程竣（交）工驗(yàn)收辦法實(shí)施細(xì)則》（2010-65號(hào)）對(duì)混凝土橋面瀝青鋪裝層的評(píng)定盡管借鑒了瀝青路面的標(biāo)準(zhǔn)，但棄掉了一個(gè)很重要的指標(biāo)——滲水系數(shù)。

5 結(jié)語

（1）混凝土橋?yàn)r青鋪裝層及其層間黏結(jié)層既要滿足舒適性、抗滑性等功能需求，也要滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需求。

（2）不宜過度地強(qiáng)調(diào)通過提高鋪裝層材料的抗拉、抗剪強(qiáng)度來克服病害，而應(yīng)該通過增加層間功能層的作用，減緩橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)鋪裝層帶來的影響。

（3）瀝青鋪裝層靜態(tài)碾壓造成的天生壓實(shí)不足，容易導(dǎo)致鋪裝層滲水、泛堿。

（4）應(yīng)該考慮在相應(yīng)規(guī)范里統(tǒng)一對(duì)防水黏結(jié)層的層間黏結(jié)、抗拉強(qiáng)度的檢測、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。

（5）鋪裝層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)共同考慮，要兼顧不同橋型對(duì)鋪裝層的力學(xué)、功能需求，不能僅僅把瀝青鋪裝層作為自重來考慮。

（6）目前的路面再生技術(shù)比較成熟，但是主要應(yīng)用于基質(zhì)瀝青混合料，而對(duì)于改性瀝青、高黏瀝青仍處于研究階段，那么橋面瀝青鋪裝層往往都采用SBS改性瀝青或高黏瀝青，如何對(duì)這樣的鋪裝層進(jìn)行再生值得研究。

（7）瀝青鋪裝層結(jié)構(gòu)有待于進(jìn)一步深入研究，以便提出更加適合水泥混凝土橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適合中國交通環(huán)境條件的耐久性好、舒適性高、可再生的結(jié)構(gòu)。

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