沥青铺装层早期破损以及规避方法

2010-08-15韩秀君

黑龙江交通科技 2010年6期

关键词：梁板装层防水层

韩秀君

(黑龙江省公路勘察设计院)

近年来,沥青混凝土复合桥面铺装层使用较多,无论是水泥混凝土复合桥面、还是钢结构复合桥面,沥青混凝土铺装层早期破损现象时有发生,如出现局部铺装脱落、严重车辙破损等,这些病害比较普遍,直接影响了行车舒适性、交通安全及桥梁的耐久性。

1 造成沥青铺装层早期破损的原因

(1)荷载因素:交通量猛增、车辆大型化、荷载等级超过设计标准。

(2)结构因素:由于受力体系较为复杂,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。对复合桥面沥青铺装特别是中小跨径小绞缝简支梁板桥,梁板整体性差,绞缝处及支座负弯矩区容易开裂。对结合层、防水层等界面材料未进行重点要求,致使结合层抗剪强度不足。桥梁长大纵坡各结构层沥青混凝土设计时,采用与一般道路同类型沥青混合料,未对特殊区域进行技术处理。

(3)施工因素。

对钢筋混凝土简支梁板桥,支座安装不稳或垫块材料强度不高,造成个别梁板行车挠动,绞缝开裂甚至脱落。梁板侧向结合面处理不规范、绞缝质量差。梁板安装标高控制不精确,有些现浇梁板堆载预压不规范,实际沉降不均匀造成梁顶标高偏差过大,因而铺装层厚薄不一致,从而降低了梁板与铺装层的整体性强度。部分梁板顶部清理不彻底,使混凝土与沥青面层的结合层施工质量较差。面层沥青局部过薄、沥青混合料配合比控制不严、混合料离散性过大、现场摊铺碾压环节局部离析、碾压不密实。

对钢结构桥梁,钢结构表面过于除锈,表面粘结层、桥面防水层抗拉、抗剪能力不足、面层沥青混凝土配合比本身存在问题等。

(4)环境因素:厄尔尼诺现象使全球气候变暖,夏季炎热天气延长,冬季极值低温更低。

使用管理因素:车道间车流量分布不均衡,偏载使用。最高及最低气温等极值天气使用管养措施可能不够到位,治超力度不足等等。

2 改进途径

2.1 优化设计

(1)荷载取值方面:应根据当地交通量及轴载的调查合理确定设计荷载标准。大跨径柔性结构桥梁另因考虑风载、温度变化、防撞力、防震等因素。

(2)细部结构设计方面:对钢筋混凝土桥梁,对主梁纵向的计算分析与横向刚度并重,增加构造措施,使桥面铺装不分担过多的次内力、受拉负弯矩。对钢结构桥梁,加强结合层研究,合理设计防水粘结层、缓冲过渡层、沥青混凝土铺装层,解决钢板与沥青混凝土温缩系数差异及铺装层防水问题,细化设计明确钢板表面除锈防腐处理要求、防水层、过渡层材质及施工要求等。

(3)优化沥青混凝土铺装的层间结构及控制技术指标设计:对一般桥面铺装层,采用高粘度的重交通道路沥青或掺加高聚物改性剂来改善沥青的品质,采用与沥青粘附性好的集料或用抗剥离措施,提高沥青粘结力、抗车辙能力。表层沥青通过选用耐磨石质粗集料、反击式工艺加工提高粗集料的微观粗糙度,同时通过设计规定构造深度,达到路面抗滑效果。

对钢结构桥梁设计沥青铺装层可采用高性能的沥青混合料,如双层改性 SMA、浇筑式沥青混凝土、双层环氧沥青混凝土、浇筑式沥青混凝土与 SMA等。由于不同的面层对防水层、结合的要求不同,宜同步优选与防水层的最佳组合设计,如采用环氧富锌 +环氧沥青,甲基丙烯酸类树脂等防水层。目前钢结构桥梁防水层、过渡层、铺装层的组合设计尚处于探索阶段,因此设计有必要及时收集国内国外钢结构实际使用成功案例,及时分析、比较、总结适合本地区的沥青铺装层结构组合设计。