公路桥梁桥面铺装质量控制探析

2015-04-16赵志刚

建材与装饰 2015年10期

关键词：装层防水层面层

赵志刚

（山东省日照市公路勘察设计院）

公路桥梁桥面铺装质量控制探析

赵志刚

（山东省日照市公路勘察设计院）

随着我国经济的快速发展，交通量也快速增长，特别是车辆大型化以及超重、超载车的比例不断增加，对桥梁通行的安全性、舒适性以及耐久性都提出了更高的要求。但一些桥梁在建成通车之后，桥面铺装层出现了开裂、推挤拥包、坑槽等病害，影响了桥梁的行车安全、舒适性以及桥梁的使用寿命。因此，在公路桥梁建设、管理过程中，要高度重视公路桥梁桥面铺装层的质量控制。

公路桥梁；桥面；铺装；质量

桥面铺装层是车轮直接作用的部分，其作用是防止车轮直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轴载起分布作用。桥面铺装的这种特殊作用，要求它必须具有一定的厚度和强度，并能满足抗裂、抗冲击、耐磨性能等要求。一般由混凝土铺装层、防水层、沥青混凝土面层构成。其中，混凝土铺装层一般使用水泥混凝土，与桥主梁连成一体，对车辆轮重的集中荷载起分布作用，配置受力钢筋。桥面防水层多采用改性沥青防水卷材或防水涂料。防水材料必须具有较高的抗拉强度、耐高温和不透水性，而且还应具有较好的低温抗裂性能。沥青混凝土面层多采用密级配沥青混凝土。沥青面层应具有较好的变形能力、较好的热稳定性和低温抗裂性，并有良好的防渗水和耐磨抗滑性能。

根据平时工作过程中接触到的一些桥梁桥面铺装层病害的调查和分析，本文就桥梁铺装层的病害成因及防治措施进行探讨。

1　桥面铺装病害产生原因

1.1混凝土铺装层施工质量不符合要求

混凝土组成中的水泥强度变化，粗、细集料级配变化大、含泥量偏大、含水量变化大，均会影响混凝土强度。为追求混凝土的和易性，配合比控制不当，混凝土配比中水灰比偏大，使混凝土硬化后，多余水分易留有气泡，水泥浆与骨料间粘结力降低，这些都会造成混凝土强度降低，导致混凝土表面开裂。水泥用量偏大，水化热大，混凝土硬化期间，混凝土内外温差大，造成混凝土内外热胀冷缩程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，从而在混凝土表面出现温度裂缝。混凝土成型后，养护不当，混凝土表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，收缩小，使混凝土表面产生一定的拉应力，易出现干缩裂缝。混凝土振捣不密实，混凝土中的气泡不能排出，振捣时产生离析，砂浆过少，造成麻面。混凝土铺装层施工质量不符合要求造成的裂缝、麻面等病害，会直接影响铺装层的整体性，降低抗裂、抗冲击及耐磨的能力。

1.2沥青混凝土面层质量不符合要求

沥青混凝土的骨料规格变化大，含泥量偏大，使得混合料级配、配合比不符合要求。沥青混凝土混合料油石比不满足要求，沥青含量偏少，不能使沥青胶结料裹覆骨料表面，粘结力下降。混合料碾压不满足要求，使得面层孔隙率偏大，沥青混合料粘结力和防水性能下降。摊铺机的行走速度不均匀，使摊铺速度不均匀，沥青面层表面易形成波浪，影响平整度和压实度。这些问题都会导致沥青混凝土面层产生推移、裂缝等病害而发生损坏。

1.3桥面铺装结构层间结合不良

根据均质弹性半空间体在圆形均布荷载作用下荷载轴线各点竖向应力和水平剪应力系数曲线可知，在荷载作用下，路面结构层所受应力随着结构深度（厚度）的增加而逐渐减少，当桥面沥青混凝土面层厚度由5cm变化到10cm时，铺装层内最大剪应力会有所增大。而当沥青混凝土面层厚度大于10cm时，最大剪应力随铺装层厚度的增大而显著减小。高速路和一级路设计一般采用10cm沥青混凝土铺装层，恰使桥面防水层处于铺装层水平剪应力最大的位置。

如果施工过程中，混凝土铺装层表面的平整度、粗糙度、强度、浮渣、清洁度、潮湿状况等不符合要求时，都会直接影响与防水层之间的粘结，从而减小层间抵抗水平剪应力的能力。防水层与沥青混凝土面层之间未能很好粘结，也将减小层间抵抗水平剪应力的能力，在水平剪应力的作用下，发生层间错动，从而拉断沥青混凝土面层。

1.4桥面水损坏

桥面排水系统设计考虑不周，桥面泄水孔数量偏少、设置位置不合适、泄水孔间距过大、桥面纵坡偏小，桥面易积水，当积水时间过长，会逐渐渗入铺装层，最后进入桥梁结构内部，使得内部钢筋锈蚀，降低结构强度。桥面沥青混凝土面层若空隙率偏大或出现裂缝，车辆在桥面快速行驶时，面层空隙或裂缝中的水，在车轮的碾压下会产生动态水压，该压力水对沥青混凝土面层的渗透作用远大于静态水，易使铺装层产生剥落、松散。桥面防水层施工质量差，会造成桥面排水不畅而积水，使得层间结合力下降。

1.5超载车的影响

沥青混凝土面层设计采用以轴载100kN的双轮组单轴为标准轴载，以弯沉值和设计年限内累计标准轴载数为控制指标。但现实的公路交通量组成中，超载车辆占得比重越来越大，超载车辆的轴重均远远大于出厂时的设计轴载。交通量调查的车型和日平均交通量是正确的，但车型对应的轴重与实际运行在公路上的轴重不符，实际运行在公路上的车辆轴重不符远大于设计轴载，这就造成在使用年限内设计累计标准轴载数与实际累计标准轴载数不相符，从而相应降低了使用年限。而且超载车辆由于分配到每个车轴上的力，较正常车辆对桥梁的破坏作用力是成几何倍数增加，加速了桥面铺装层的疲劳破坏。

2　防治桥面铺装层病害的措施

2.1确保铺装层混凝土的强度

严把原材料进场关。对高标号混凝土使用高标号水泥，粗集料使用质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量小于1％，针片状颗粒含量应小于5％，压碎值满足要求。细集料选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然砂或机制砂，宜用中粗砂。对集料采用覆盖措施，确保含水量均衡。

严格控制混凝土配合比。加强混凝土拌合管理，加强检查，保证材料计量准确、搅拌均匀，防止离析。雨天施工应增加骨料含水量的测定次数并据以调整骨料和水的用量。为使混凝土应有良好的和易性，控制好砂率、水灰比。混凝土应振捣密实。

桥面铺装浇筑后，应加强养生。应保证足够的养生期，在未达到混凝土设计强度75％以前，应避免机械和人员在其上进行施工作业。混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。

2.2确保沥青混凝土面层的质量

控制好沥青混凝土面层施工的每一个环节，使沥青混凝土面层的施工质量符合要求。严把沥青混合料进场摊铺的质量关，凡是沥青混合料级配不佳，集料过细，油石比过低，炒制过火，则禁止使用。严格控制摊铺和碾压的沥青混合料温度，施工组织必须紧密，大风和降雨时停止摊铺和碾压。应掌握好沥青混合料的摊铺厚度，通过试铺碾压确定松铺系数。在保证压实度的前提下努力提高平整度。

2.3确保铺装层内各结构层间的良好结合

铺装层内相邻层次之间良好的粘结，能增加铺装层抗剪能力，防止铺装层发生剪切破坏。选用与水泥混凝土铺装层和沥青混凝土面层结合都较好的改性沥青防水层。严格按照防水层设计和施工规范要求施工，施工前必须对混凝土铺装层表面进行清理，使其表面平整粗糙，干燥整洁，不得有浮浆、灰尘、杂物、油污等，使防水层与其下承层混凝土铺装层、与上承层沥青混凝土面层之间结合良好。

2.4确保桥面排水顺畅

保证桥面排水系统设施完善。桥面纵坡、横坡满足规范要求。施工时，保证泄水孔的底面标高低于桥面水泥混凝土铺装层标高。沥青混凝土配比要采用连续密级配，施工过程中控制好配合比和压实度，保证空隙率满足要求。养护时要经常清理泄水孔，确保层间水和表层水及时排出。

2.5加强超载超速治理工作

限制超载车辆通过桥梁是防止桥面铺装层发生早期破坏的最为有效的措施。各地应严格执行交通运输部的有关规定，加强对桥梁通行车辆的管理。另外，还应加强对通行车辆车速的监控，防止超速、加速、急刹车，确保车辆按规定的载重和速度通过桥梁。