高速公路桥面推移成因分析及处治措施

沈仪平

(贵州高速公路集团有限公司营运管理中心)



高速公路桥面推移成因分析及处治措施

沈仪平

(贵州高速公路集团有限公司营运管理中心)

摘要：主要根据工程实例，阐述了高速公路桥面推移成因分析及处治措施。

关键词：高速公路；桥梁；推移；成因；处治

1工程概况

崇遵高速公路是国家高速公路G75兰海高速的主要组成路段，起点在渝黔交界的崇溪河，向北衔接重庆至雷神店高速公路；向南经松坎、三元、新站、元田、桐梓、娄山关、观坝、高坪，终点位于遵义市郊的忠庄铺，与贵阳至遵义汽车专用公路相连，路线全长117.880km。全线采用全封闭、全立交、双向四车道高速公路标准，沥青混凝土路面，设计车速80km/h，整体式路基宽24.5m。崇遵高速公路全线共有桥梁153座，其中特大桥13座，大桥71座，中桥51座，小桥18座。其中主线桥113座，跨线桥32座，匝道桥8座。2006年年底开通，营运至今，崇遵高速公路桥面出现了一些不同程度的病害，如推移、车辙、拥抱、坑槽、松散、网裂、横向裂缝等，其中车辙和横向裂缝尤为严重，大大降低了道路的使用功能，影响了行车的舒适性和安全性，也导致桥面维修量和养护费用开始增加，为改善其使用性能，为用户提供一个安全快速的行车环境，发挥其在公路网中的重要作用。

2高速公路桥面推移成因分析

2.1　材料性能差异

沥青混凝土和水泥混凝土材料力学性质的巨大差异，特别是弹性模量相差很大(沥青混凝土的弹性模量1 500MPa，水泥混凝土弹性模量为3×104MPa)，沥青混凝土为柔性结构，而水泥混凝土为刚性，在行车荷载的作用下两者间必然形成较大的界面应力。此外，沥青层的吸热性和上下两层热变形的不一致，使得两者间也存在因温度引起的剪力。

2.2　两者间的粘结措施处理不佳

一般防水层的设置降低了水泥混凝土和沥青混凝土间的粘结性能，水泥混凝土表面的粗糙度不足也降低两者之间的粘结性。新建阶段的沥青面层施工时，因水泥混凝土桥面铺装的浮浆未清理干净，沥青混凝土面层与水泥混凝土桥面铺装未能有效黏结。在该桥种，沥青层严重推移后铲除沥青层之后水泥混凝土铺装表面变得异常平顺，在很大程度上制约沥青层和混凝土层间的接合，高速行驶车辆产生巨大的层间剪力，导致该桥沥青混凝土铺装出现了剪切破坏和推移现象。

2.3　沥青混合料配比不合理

抗剪强度低也是导致推移、引起不确定破坏面的剪切变形的重要原因。

2.4　超载

以上是内因，如果加上外部的超载因素，桥面铺装的破坏将加速，特别是纵坡较大的桥梁，在上坡段，由于车辆自重产生的下滑分力加大了桥面铺装的剪切力，也成为桥面铺装破坏的重要因素。

2.5　沥青混凝土铺装层结构受力所导致的损坏

应该注意的是，沥青混凝土桥面铺装层与桥梁结构层相比，在材料性能方面有很大的不同，前者显示为柔性，后者显示为刚性。所以，随着外力的不断作用，会使得应力和变形不相连接。对于柔性铺装层来说，一定要确保有着很大的强度以及稳定性，因为铺装层的内部非常容易形成大的剪应力，导致剪切变形现象的发生。

3高速公路桥面推移防治措施

3.1　确保铺装层内各结构层间的良好结合

对桥面板进行精铣刨处理，精铣刨深度为3~5mm，并清洗干净；表面干燥后进行桥面防水粘结层施工；保证铺装层内部能够牢固的连接，避免铺装层形成破坏的有效途径，所以，在施工的过程当中，必须要严格的根据施工流程进行施工操作。使桥面水泥混凝土铺装层、防水粘结层与沥青混凝土面层之间良好结合。

3.2　桥面防水粘结层选用

为了能够避免雨水渗入到桥梁结构当中而导致桥梁结构的损坏。在行业的相关规定当中明确的指出，在桥梁的铺装层当中必须要根据规范要求进行防水层的铺设，并选用方便施工，耐用、质量好的防水材料。但是考虑到施工成本以及施工工序的问题，绝大部分的桥梁工程都是选用改性沥青防水卷材当做是防水层的材料，在特殊情况下，还需要进行很多层的铺设处理，这样的后果就是使得防水层厚度增加，随着水平剪应力的作用，会导致层间错动现象的发生，最终会使得沥青混凝土面层被拉断。此外，防水卷材和沥青混凝土面层结合比较好，但是和水泥混凝土找平层结合相对而言效果较差，但是防水涂料和水泥混凝土找平层与沥青混凝土面层结合效果都比较理想。

3.3　调整桥面沥青混凝土铺装面层厚度

根据桥面维修不宜增加桥梁荷载的原则，首先，按照桥面铺装层的具体情况，对沥青混凝土面层的厚度进行相应的调整，从而防止防水层遭到破坏。另一方面，对沥青混凝土铺装面层的结构形式进行合理的调整，来保证其能够满足行车速度快，车自重大的需求，结合养护的具体情况，利用对沥青混凝土铺装面层厚度的结构形式调整的方式，来有效解决桥面推移的问题。

3.4　做好施工控制

为了提高沥青混合料的稳定性,在拌和沥青混凝土时严格控制拌合质量,精确控制沥青、集料及外掺物的用量,摊铺时避免离析现象,严格按照沥青路面施工技术规范控制摊铺、碾压温度等。

3.5　桥面推移处治方案

根据桥面推移病害表现形式，对崇遵高速公路桥面出现推移成因分析，表明桥面原有铺装结构抵抗剪应力能力较差。需改善沥青混凝土面层与桥面混凝土铺装层的粘结。具体处治方案：对出现推移及影响范围的沥青混凝土路面铣刨，对桥面板进行精铣刨处理，以提高桥面板与沥青铺装层的粘结及界面抗剪强度，精铣刨深度为3~5mm；对铣刨后的桥面进行冲洗处理，表面干燥后进行桥面防水层施工，桥面防水层可采用二阶反应型防水粘结材料；进行橡胶沥青SAMI下封层施工；回填改性沥青AC-16混合料，碾压成型；采用封缝胶进行封边处理；混合料表面低于50 ℃后开放交通。需要说明的是重铺过程必须采用机械化施工，即采用摊铺机摊铺、压路面碾压的施工工艺。

4结语

2010年对崇遵高速公路桥面推移治理，日均车流量从8 250辆增长到现在的10 980辆，治理后的桥面未出现推移病害。不仅能够对桥梁主梁起到保护作用，还能够起到一定的荷载分布作用。所以，桥面的质量对整个公路的安全运行具有重要的作用。随着我国经济的飞速发展，必须要对桥面铺装的设计以及施工给予充分的关注，对其病害做到预防为主，防治结合，使公路桥梁发挥出最大的效益。

参考文献：

[1]王福伟，孙国臣.浅析沥青混凝土桥面破坏成因及其防治措施[J].黑龙江科技信息，2009，(6)：34-35.

[2]张少飞.桥面沥青混凝土铺装层病害原因分析[J].交通世界(建养.机械)，2008，(5)：67-68.

[3]高雪池.滨州黄河公路大桥桥面铺装研究[D].东南大学，2006，(8):12-13.

作者简介：沈仪平(1971-)，男，贵州晴隆人，工程师，主要从事高速公路道路养护管理方面工作。

收稿日期：2014-11-05

中图分类号：U416.1

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2015)08-0140-01