于云飛，王毅

煙臺市公路材料保障中心，山東煙臺，265800

0 引言

國內(nèi)大多鋼橋橋面鋪裝都是采用環(huán)氧、澆注或是SMA這三種原料，但是不同材料之間的性能優(yōu)勢也具有明顯差異性，并且材料使用需求的差異也較為明顯，根據(jù)橋梁工程的需求選用適合的材料進(jìn)行施工能夠有效提升橋面鋪裝的質(zhì)量。橋面鋪裝不僅能夠保護(hù)橋面的完整性，還能增強橋面結(jié)構(gòu)的受力能力，所以對材料的強度、整體性、抗裂程度、沖擊性以及耐磨性能都有較高的要求。

1 橋梁影響因素分析

1.1 基本概況

結(jié)合表1可知，這6座橋開始通車的時間從2000年至2010年不等，使用壽命基本都超過了十年；跨度范圍在460m到1280m之間 ；其中，A橋、B橋、D橋、E橋、F橋均為斜拉式結(jié)構(gòu)，C橋為懸索式結(jié)構(gòu)；另外，除A、B兩橋的橋面鋪裝是SMA結(jié)構(gòu)，其余橋梁則是采用EA結(jié)構(gòu)作為橋面鋪裝主要結(jié)構(gòu)。

表1 橋梁信息

橋面鋪裝的質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁產(chǎn)生病害的情況，通過選用合理的材料則能夠有效緩解病害的出現(xiàn)。使用SMA雙層鋪設(shè)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)蛎驿佈b的抗滑性以及高溫條件下抗車轍性充分發(fā)揮出來，并且這種結(jié)構(gòu)成本不高，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。此外，EA雙層結(jié)構(gòu)具有較高的安全性以及變形協(xié)調(diào)性，抗疲勞性也較為顯著，因此同樣被廣泛應(yīng)用于橋面鋪裝中。

1.2 氣溫條件

由于橋面鋪裝的質(zhì)量受氣溫條件影響較大，因此氣溫惡劣的情況將會直接對橋面鋪裝材料的性能造成不利影響。通常，夏季氣溫較高，橋面長時間處于高溫環(huán)境中，在橋面材料以及結(jié)構(gòu)的吸熱、儲熱特性的作用下，將會嚴(yán)重影響橋面鋪裝材料的性能，容易引發(fā)熱穩(wěn)定性病害[1]。除此之外，雨水也是危害橋面鋪裝質(zhì)量的主要原因。

1.3 運行狀態(tài)

橋梁的交通流量也是影響橋面鋪裝質(zhì)量的重點。若長時間經(jīng)歷大型車輛的碾壓，將會加大橋面鋼板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險。大部分橋梁的交通作用都較為重要，一般不能在運行后中斷交通進(jìn)行維修工作，因此難以有效展開橋面的養(yǎng)護(hù)工作。鑒于此，在進(jìn)行橋面鋪裝的設(shè)計期間，就要充分考慮到材料的耐久性及在后期運行中的持久，以便于后期順利開展維修工作，盡量避免出現(xiàn)大范圍維修，減少對交通的影響。

2 橋梁中常見病害分析

2.1 病害類型

觀察表2可以發(fā)現(xiàn)，在6座橋中最常出現(xiàn)的病害為裂縫、鼓包、坑槽以及車轍這四種，基本所有大橋都存在不同程度的裂縫、鼓包以及坑槽病害；夏季的天氣溫度高而且持續(xù)時間較長，經(jīng)高溫以及車輛壓力的共同作用，必然導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)熱穩(wěn)定性病害；同時，滑移現(xiàn)象也是橋面鋪裝病害的主要形式，例如A橋的滑移病害就是所有橋中最嚴(yán)重的。而通過觀察也可發(fā)現(xiàn)，使用EA結(jié)構(gòu)展開修復(fù)工作能夠發(fā)揮較好的效果。

表2 橋梁病害類型及維修措施

2.2 分析橋梁病害成因

2.2.1 A、B橋病害原因

這兩座橋都是采用雙層SMA鋪裝結(jié)構(gòu)的斜拉橋，其橋面鋪裝病害的成因主要是以下五項：第一，橋面鋼板的剛性不足以支撐其車輛荷載，在交通壓力較大時，鋼板易發(fā)生變形的現(xiàn)象。長期變形將會降低其鋪裝層瀝青砼材料的性能，有引發(fā)裂縫病害的風(fēng)險。第二，高溫環(huán)境時間長但材料熱穩(wěn)性不足。在高溫條件下，車輛荷載對鋪裝結(jié)構(gòu)會造成較大的損傷；若其材料熱穩(wěn)性不足將會導(dǎo)致產(chǎn)生熱穩(wěn)性病害。第三，鋪裝材料性能不佳。鋪裝材料的性能直接影響著其整體鋪裝的耐久性、承載力、熱穩(wěn)性等能力，若不能滿足橋梁的使用需求，就會導(dǎo)致出現(xiàn)疲勞病害或是鼓包、坑槽等病害[2]。第四，B橋維修后未經(jīng)太長時間就再次出現(xiàn)病害情況，與其鋪裝結(jié)構(gòu)體系不健全有直接聯(lián)系。例如橋面鋼板未涂抹防腐層、SMA配比設(shè)計控制力不足等。第五，交通流量過大，荷載較重的車輛多。車輛的載重對橋梁質(zhì)量的影響是十分關(guān)鍵的，橋梁長期處于超負(fù)荷運行狀態(tài)下，將嚴(yán)重破壞其鋪裝層性能，最終導(dǎo)致出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

2.2.2 C、D橋病害原因

這兩座大橋的鋪裝結(jié)構(gòu)均采用雙層EA的形式，因此其病害成因也較為類似。主要有以下四種原因：第一，選用的材料施工技術(shù)要求較高。將EA進(jìn)行雙層鋪設(shè)的形式，對溫度條件的要求比較嚴(yán)格。若無法合理控制材料的攪拌溫度，將對其壓實效果以及材料性能產(chǎn)生不利影響；同時，橋面板中存在水分，將導(dǎo)致后期出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，經(jīng)高溫以及車輛荷載的共同作用最終導(dǎo)致裂縫或開裂現(xiàn)象。第二，養(yǎng)護(hù)工作不及時。若在橋面發(fā)生鼓包的時候不及時解決病害現(xiàn)象，將會加劇病害的程度；在橋梁的后期使用期間一旦滲入雨水，必然會在鼓包病害的基礎(chǔ)上出現(xiàn)其他問題。第三，難以展開維養(yǎng)工作。通常環(huán)氧瀝青砼材料的后期維修養(yǎng)護(hù)工作比較困難，若發(fā)生病害現(xiàn)象，難以進(jìn)行根治，只能短期控制。橋梁的后期運行中，必將導(dǎo)致其病害的程度進(jìn)一步深化。第四，氣溫條件差，夏季的高溫以及充足的降雨都會對鋪裝質(zhì)量帶來一定的壓力；若車輛承載過大，壓力超出性能上限，也會破壞橋面鋪裝的質(zhì)量[3]。

2.2.3 E、F橋的病害原因

E橋以及F橋在調(diào)查橋梁中橋面鋪裝的質(zhì)量保存較為完好，病害情況都不太嚴(yán)重，主要原因如下：第一，交通流量較低。兩座橋運行時間相對較短，并且其交通流量尚未處于飽和的狀態(tài)，因此運行期間車輛超負(fù)荷的情況較少，病害也相對不多。同時，橋梁建設(shè)單位選用實驗性鋪裝的方案能夠為其后期養(yǎng)護(hù)工作提供良好的條件。第二，結(jié)構(gòu)支撐力較好。這兩座橋梁鋼箱梁橋面板最低厚度不低于16毫米，最高厚度達(dá)到了25毫米，橋面板的厚度比早期建設(shè)的橋梁橋面板厚度高出許多，因此為橋梁結(jié)構(gòu)提供了充足的支撐力，降低了橋面鋪裝需要承受的應(yīng)力[4]。

3 橋梁病害治理措施

3.1 針對熱穩(wěn)定性病害的處理措施

首先，將出現(xiàn)裂縫的路段整體進(jìn)行清潔，在路面布設(shè)一定量的乳化瀝青，撒上粗砂以及石屑，注意粗砂以及石屑必須干凈，并確保其中不含水分；然后，采用壓路機進(jìn)行減壓操作，對進(jìn)行裂縫處理的位置進(jìn)行碾壓。

其次，將不同寬度的裂縫進(jìn)行分類，采取針對性的處理措施。寬度在5毫米以內(nèi)的裂縫，可以先在裂縫處填入低稠度的熱瀝青，然后填入粗砂等固體填料，將其碾壓搗實后，去除溢出來的材料即可。若裂縫的寬度超過5毫米，則需要將裂縫邊緣清理干凈，然后注入乳化瀝青混合料，進(jìn)行后續(xù)修補。針對大面積的裂縫病害，可以先在其中鋪設(shè)土木工程合成材料，然后運用乳化瀝青混合料對其表面進(jìn)行分層處理，良好協(xié)調(diào)瀝青的面層以及基層。

3.2 針對鼓包、裂縫、坑槽病害的處理措施

第一，裂縫病害可以通過性能較好的超高性能砼中展開修復(fù)工作。連接超高性能砼與鋼橋面，加大鋼橋面板的厚度；通過剪力釘、超高性能砼、鋼橋板的有機結(jié)合，提升橋面的剛度。其次，將環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠作為超高性能砼與鋪裝層之間的連接材料，在其充分的粘性作用下，能夠有效避免其高溫條件下發(fā)生滑移的現(xiàn)象。另外，超高性能砼能降低橋面板的承載力，減少其開裂病害的概率。

第二，鋪裝材料為環(huán)氧樹脂瀝青的橋梁能夠使用滲透性較強的環(huán)氧樹脂材料解決橋梁的裂縫問題，一般采取直接灌注或是擴開槽面進(jìn)行灌注這兩種方式。這種方式能夠提升其熱穩(wěn)性，防止出現(xiàn)車轍或滑移的病害。

第三，關(guān)于橋梁坑槽的處理方案，需要立足于保護(hù)橋面、不影響交通以及延長使用壽命的前提下展開修復(fù)工作?？梢杂行ЫY(jié)合過往修復(fù)經(jīng)驗及其病害成因，通常使用環(huán)氧瀝青砂漿的方式進(jìn)行處理。對比而言，這樣的方式比熱修復(fù)技術(shù)的性能更加突出，并且能夠有效延長橋梁的使用壽命，對于修復(fù)范圍大的工程也能夠良好地適應(yīng)。另外，冷板環(huán)氧瀝青砂漿能夠快速成型，并具備較高的強度，因此修復(fù)工程結(jié)束后養(yǎng)護(hù)4小時左右后即可恢復(fù)正常的通行[5]。

3.3 針對鋪裝層滑移病害的處理措施

鋪裝層滑移病害基本是由于橋面的抗剪力不足而導(dǎo)致。橋面鋪裝層與鋼橋面間的抗剪力不高，使橋面不能充分供應(yīng)車輛在制動時需要的抗剪力；同時，橋面在持續(xù)高溫的環(huán)境中，結(jié)構(gòu)之間粘結(jié)層性能下降，也會導(dǎo)致其抗剪力進(jìn)一步下降。針對這種情況進(jìn)行處理時需要重點提升其抗剪力以及黏結(jié)層的黏力。一般將環(huán)氧樹脂膠作為新的黏結(jié)材料，其黏性以及抗水性都較為突出，同時，抗拉、抗壓、抗彎曲、拉伸剪切等各項能力都高于工程中原本使用的粘性膠材料，即使溫度達(dá)到70攝氏度左右，也能確保其黏結(jié)度滿足橋梁運行需求，在低溫情況中也不會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。將鋼橋板表面使用1.5毫米的環(huán)氧樹膠材料進(jìn)行相應(yīng)處理，在其表面均勻布設(shè)高強度的碎石，以進(jìn)一步增強其抗剪力、防水性以及黏結(jié)性[6]。

4 橋面鋪裝病害要點

第一，當(dāng)橋面長時間處于高溫狀態(tài)下，再加上過重的車輛荷載，必然會使橋面出現(xiàn)熱穩(wěn)定性病害。第二，對鋼橋面板進(jìn)行處理前，需要將其表面水分處理干凈，否則將會導(dǎo)致橋面后期投入運行后出現(xiàn)鼓包情況，若同時受到高溫以及車輛荷載過大的影響，極容易導(dǎo)致快裂以及裂縫等病害的產(chǎn)生。第三，若是鋼橋面的厚度較低，可以使用UHPC材料對橋面的剛度進(jìn)行提升，以免鋼橋面板出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象；同時這種材料還具有較高的修復(fù)效果。第四，由于環(huán)氧瀝青砼需要在較高的溫度下才能保證性能的穩(wěn)定，因此其施工條件要求也較為嚴(yán)苛，必須嚴(yán)格把控施工期間的溫度，以確保環(huán)氧瀝青砼能夠保持良好的性能[7]。若是施工期間未控制好溫度因素，將會對其壓實密度以及后期使用的性能產(chǎn)生不利影響，以至于出現(xiàn)熱穩(wěn)定性病害、鼓包病害、開裂病害等情況，不利于橋梁的使用，對人們的出行安全造成阻礙。

5 結(jié)語

橋面鋪裝層出現(xiàn)的損害雖然對橋梁整體的安全影響不大，但是對橋梁正常使用的影響較為明顯，甚至還會對過往人群的生命安全造成威脅。因此，從設(shè)計到后期的養(yǎng)護(hù)的相關(guān)部門都要共同努力，重點關(guān)注橋面鋪裝產(chǎn)生的病害，對病害產(chǎn)生的原理進(jìn)行深入探究，盡量做到以預(yù)防為主，將預(yù)防以及后期治理相結(jié)合，為橋梁發(fā)揮更大的效益。