彭潤(rùn)勃

（中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

0 引言

隨著我國(guó)公路橋梁建設(shè)水平的提高和通車(chē)?yán)锍痰脑黾樱跇蛄航ㄔO(shè)中對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全性重視的同時(shí)，對(duì)于橋面鋪裝這一影響行車(chē)舒適性與安全性的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越重視。在過(guò)去由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工不當(dāng)、汽車(chē)荷載的不斷增大等原因，并導(dǎo)致瀝青混凝土橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫、坑槽、基層松散、唧泥、車(chē)轍等病害[1]。影響橋梁本身結(jié)構(gòu)安全和行車(chē)穩(wěn)定性，使其在未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就發(fā)生病害破壞。因此，對(duì)瀝青混凝土橋面鋪裝層耐久性和病害檢測(cè)與防治成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[2]。

1 病害檢測(cè)

本文以長(zhǎng)沙市湘府路大橋?yàn)楣こ瘫尘?，其橋面在通?chē)不久后，橋面鋪裝層出現(xiàn)裂縫、坑槽、基層松散等病害。發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題后，立即對(duì)出現(xiàn)破壞的橋面進(jìn)行整體切除、清理，在切除界面涂刷瀝青防水粘接層后分層鋪筑并壓實(shí)瀝青混凝土的維修措施，但仍有部分維修橋面經(jīng)常出現(xiàn)破壞，沒(méi)有徹底根除病害。為了解主橋橋面質(zhì)量，徹底查明病害原因并采取有效防治措施，采用 FTD頻率為 1500kHz 的探地雷達(dá)對(duì)鋪裝層進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。

1.1 檢測(cè)原理

探地雷達(dá)采用電磁波探測(cè)技術(shù)向鋪裝層內(nèi)發(fā)射一定強(qiáng)度的高頻電磁脈沖[3]，脈沖信號(hào)遇到鋪裝層內(nèi)不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生反射和散射，探地雷達(dá)接收到脈沖信號(hào)進(jìn)行處理并生成波形圖，從而可直觀(guān)地判斷瀝青混凝土橋面鋪裝層內(nèi)部的缺損情況。探地雷達(dá)原理見(jiàn)圖 1。

1.2 檢測(cè)頻率與結(jié)果

使用探地雷達(dá)對(duì)主橋橋面內(nèi) 6 個(gè)車(chē)道進(jìn)行全面雷達(dá)掃描檢測(cè)，并對(duì)橋面出現(xiàn)明顯破損的部位進(jìn)行加強(qiáng)反復(fù)多次掃描。探地雷達(dá)掃描檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該橋橋面鋪裝層病害主要出現(xiàn)在主跨跨中位置，邊跨基本沒(méi)有破壞，且北側(cè)幅橋面破損比南側(cè)幅嚴(yán)重，全橋鋪裝層破損面積達(dá)194.68m2。橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層的破壞順序是從下至上，表現(xiàn)在局部調(diào)平層結(jié)構(gòu)破壞。根據(jù)探地雷達(dá)掃描形成的波形圖可以發(fā)現(xiàn)，鋪裝層無(wú)破損橋面的波形圖波紋平順、路基密實(shí)，橋面狀況良好；而鋪裝層破壞的橋面則會(huì)出現(xiàn)波形圖起伏較大，波形圖雜亂無(wú)章。出現(xiàn)裂縫且未經(jīng)修補(bǔ)的鋪裝層厚度明顯低于設(shè)計(jì)值；修補(bǔ)后仍出現(xiàn)病害的橋面鋪裝層局部出現(xiàn)空隙或雜質(zhì)；鋪裝的基層松散嚴(yán)重，表面出現(xiàn)坑槽。進(jìn)行橋面修復(fù)時(shí)，對(duì)病害部位進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際鋪裝層內(nèi)部結(jié)構(gòu)與雷達(dá)掃描的波形圖相符合。雷達(dá)波形圖與鋪裝層病害情況分析見(jiàn)表 1。

圖1 探地雷達(dá)原理示意圖

2 病害成因分析

根據(jù)探地雷達(dá)對(duì)橋梁檢測(cè)結(jié)果，總結(jié)橋梁的病害原因有以下幾方面：

（1）汽車(chē)荷載是造成橋面鋪裝層出現(xiàn)病害破壞的主要原因[4]。汽車(chē)荷載是一種局部移動(dòng)的集中荷載，當(dāng)局部集中荷載作用于橋面時(shí)，橋面鋪裝層在主梁跨中會(huì)產(chǎn)生正彎矩，在長(zhǎng)期荷載作用下，跨中部位易產(chǎn)生撓曲破壞，故檢測(cè)中出現(xiàn)的病害主要集中于跨中位置。而邊跨區(qū)域產(chǎn)生的撓曲變形較小，故邊跨區(qū)域出現(xiàn)病害的情況較少。并在這一局部集中荷載作用下，橋面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土中的微觀(guān)裂縫發(fā)生較大的拉應(yīng)力集中

造成微觀(guān)裂縫的發(fā)展，最后在主拉應(yīng)力的作用方向產(chǎn)生拉伸破壞。由于混凝土鋪裝層中的應(yīng)力集中現(xiàn)象導(dǎo)致橋面鋪裝中的所有縫隙都產(chǎn)生嚴(yán)重的拉應(yīng)力集中，鋪裝層中的縫隙為薄弱部位，會(huì)不斷向周?chē)l(fā)展從而產(chǎn)生裂縫。

表1 雷達(dá)波形分析表

（2）瀝青鋪裝橋面常會(huì)出現(xiàn)油皮，隨著汽車(chē)荷載的不斷沖刷，薄層油皮會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，出現(xiàn)網(wǎng)裂現(xiàn)象，隨著網(wǎng)裂的發(fā)展，橋面的縫隙不斷擴(kuò)大，雨水的侵入和荷載作用會(huì)沖刷粘結(jié)層，導(dǎo)致裂縫逐漸發(fā)展形成龜裂并導(dǎo)致脫層。

（3）混凝土調(diào)平層厚度較薄，橋面板鑿毛處理不足且有較多灰塵雜質(zhì)，個(gè)別箱梁頂部平整度較差，還有個(gè)別凸起，造成局部調(diào)平層厚度損失，橋面板與鋪裝層之間粘結(jié)不夠緊密[5]，出現(xiàn)“兩層皮”現(xiàn)象。當(dāng)行車(chē)量增大，薄弱部位無(wú)法承受過(guò)大的荷載，導(dǎo)致鋪裝層會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂與局部脫空現(xiàn)象，應(yīng)力應(yīng)變的擴(kuò)大導(dǎo)致調(diào)平層出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象發(fā)展到瀝青面層，形成橋面可見(jiàn)的病害。

（4）橋面多次維修仍產(chǎn)生破壞，由于在維修后交通開(kāi)放的需要，施工時(shí)間短造成鋪裝層壓實(shí)度不夠，且施工接縫處密封性較差，雨水易滲透進(jìn)入鋪裝層內(nèi)，對(duì)粘結(jié)層進(jìn)行沖刷，使橋面板與鋪裝層分離，降低粘結(jié)性能[6]。甚至雨水會(huì)下滲進(jìn)入鋼筋網(wǎng)造成鋼筋銹蝕。

（5）通車(chē)以來(lái)缺少對(duì)瀝青混凝土鋪裝層的檢測(cè)維護(hù)[7]，瀝青混凝土在長(zhǎng)期疲勞作用下，本身性能有所下降成為反復(fù)出現(xiàn)病害的原因之一。

3 病害防治措施

針對(duì)造成瀝青混凝土橋面鋪裝出現(xiàn)病害的原因，采取以下防治措施減少橋面鋪裝出現(xiàn)病害：

（1）對(duì)于鋪裝層出現(xiàn)的裂縫，可視裂縫寬度不同采取不同的灌縫處理措施。細(xì)微裂縫可直接采取瀝青灌縫處理；輕微裂縫首先進(jìn)行擴(kuò)縫至深度 7cm，寬度不大于 1cm，再采用高強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂混凝土進(jìn)行灌縫，表面再采用瀝青混凝土灌縫；中等裂縫首先下鑿 10cm，并采用鈀釘將裂縫進(jìn)行連接，再用高強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂混凝土進(jìn)行灌縫，表面再采用瀝青混凝土灌縫。

（2）橋面板頂處混凝土粗糙程度不夠理想，故易造成鋪裝層粘結(jié)性不夠而產(chǎn)生破壞。采用人工操作普通的鋼絲刷進(jìn)行刷毛處理，在初凝后需掌握好刷毛工藝的時(shí)間，才可均勻刷毛，表層平整、粗糙合適。

（3）對(duì)于由浮漿所導(dǎo)致的車(chē)轍和壅包病害，首先鏟除出現(xiàn)病害部分的瀝青混凝土鋪裝層，徹底清理橋面浮漿，重新鋪設(shè)瀝青混凝土鋪裝層。

（4）對(duì)于橋面破壞嚴(yán)重以及多次修補(bǔ)仍出現(xiàn)病害的部位，首先鑿除出現(xiàn)病害的瀝青混凝土鋪裝層[7]和調(diào)平層的水泥混凝土直至調(diào)平層鋼筋網(wǎng)完全露出，對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理后增植“Г”型剪力銷(xiāo)釘，并與原鋼筋網(wǎng)進(jìn)行焊接。鋼筋網(wǎng)布置處理后澆筑高韌性的環(huán)氧瀝青混凝土，待環(huán)氧瀝青混凝土固化后再鋪裝瀝青混凝土鋪裝層。

（5）混凝土橋面應(yīng)重視防水處理。防水層的主要材料為瀝青或改性瀝青防水卷材，防水卷材應(yīng)當(dāng)全橋面鋪設(shè)，保證無(wú)漏鋪、破洞、錯(cuò)層、折疊、彎翹等現(xiàn)象。合理布置泄水孔位并保證孔底標(biāo)高低于橋面頂部至少1cm，泄水孔周?chē)佈b層應(yīng)當(dāng)傾斜布置，保證雨水能及時(shí)排出橋面。

（6）對(duì)于橋面出現(xiàn)松散和坑槽部位，首先需要將出現(xiàn)破損部位的瀝青混凝土鋪裝清除干凈，在坑底和四周涂刷乳化瀝青，然后用熱拌瀝青材料混合料進(jìn)行鋪裝，對(duì)于坑槽厚度大于 5cm 部位，需分兩至三層進(jìn)行瀝青混合料的夯實(shí)，為防止雨水下滲，在瀝青混凝土鋪裝完成后還需用乳化瀝青對(duì)縫隙進(jìn)行密封處理。

4 結(jié)語(yǔ)

橋面鋪裝作為影響橋梁公路運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在工程設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等各過(guò)程中必須引起高度重視。對(duì)常見(jiàn)橋面鋪裝層出現(xiàn)的破壞類(lèi)型進(jìn)行成因分析，并針對(duì)不同形式的破壞提出有效的防治措施，提高橋面鋪裝層的工程質(zhì)量，修建安全可靠、平整舒適、穩(wěn)固耐久的瀝青混凝土橋面。