环氧沥青铺装层病害成因及小修保养策略研究*

2016-12-12郭威晏冬阳朱耀庭俞喜兰

公路与汽运 2016年6期

关键词：灌缝装层环氧

郭威，晏冬阳，朱耀庭，俞喜兰

（1.江西省交通科学研究院，江西南昌 330200；2.江西九江长江公路大桥有限公司，江西九江 332000）

环氧沥青铺装层病害成因及小修保养策略研究*

郭威1，晏冬阳2，朱耀庭1，俞喜兰1

（1.江西省交通科学研究院，江西南昌 330200；2.江西九江长江公路大桥有限公司，江西九江 332000）

根据江西某大桥钢桥面环氧沥青铺装层病害检查结果，分析了环氧沥青铺装层的主要病害类型及分布特征、各类病害的成因机理及处治策略，制定了小修保养的具体施工工艺，为同类型环氧沥青桥面铺装层的日常养护管理决策提供指导。

桥梁；环氧沥青；桥面铺装层；小修保养

近年来，中国道路桥梁的车流量和重载车数量增长明显，桥面铺装层的损毁日趋严重，桥面铺装材料性能成为影响桥梁铺装工程质量的关键。环氧沥青材料较传统沥青材料在性能方面显著提升，可增加桥面铺装层的使用寿命。但在长期使用过程中，由于车辆荷载的反复作用及气候和环境影响，环氧沥青铺装层会出现一系列损毁病害，影响行车安全和舒适性。该文结合江西某大桥桥面铺装，对环氧沥青铺装层的主要病害及处治维修对策进行研究。

1 病害统计分析

人工巡查该桥环氧沥青铺装层共得到457处损坏，主要包括横向裂缝、纵向裂缝、环状裂缝、防滑层脱落、脱层、翻浆、坑槽、小凹坑、表面划痕、修补和补后破损等类型，其中损坏严重处多种病害形式共存。具体情况如下：桥面小凹坑数量众多，共计183处；彩色抗滑层多处脱落，共计67处约223 m2；存在一定数量的裂缝，其中横向裂缝14处、纵向裂缝20处、环状裂缝28处、网裂3处；大小坑槽（包括啃边）共计28处，其中较严重的大坑槽4处；翻浆16处，脱层19处，多集中于右幅行车道下坡路段左轮迹带位置，其中较严重翻浆约5处；已修补（坑槽修补、灌缝处治、表面缺陷补平）61处，补后破损（裂缝、翻浆）5处（见图1）。

2 病害成因及处治策略

依据人工巡查结果，该桥环氧沥青桥面铺装层病害大体分为裂缝、坑槽、翻浆脱层及表面缺陷四类。分析各类病害的成因机理，研究其处理策略，对遏制病害发展速度、延长桥面使用寿命、消除行车安全隐患具有重大意义。

图1 钢桥面环氧沥青铺装层病害分布

2.1 裂缝类

环氧沥青砼柔韧性偏弱，具有一定刚度，其模量较高会产生较大的温拉应力，在多次车辆荷载重复及温度作用下，铺装层会产生疲劳开裂和低温开裂。过多的超载车辆会使铺装层表面拉应变过大，轮迹带加筋肋及横隔板处容易产生应力集中，随着通车时间的增长，逐渐出现各类裂缝。纵向缝、横向缝、环状缝及微裂纹是各类病害产生的初期形式（见图2、图3），其中纵向裂包括疲劳裂缝及破坏裂缝，微裂缝为非结构性受力缝，一般跟施工质量控制有关。

对裂缝主要进行灌缝处治，封闭裂缝，阻止水分渗入内部破坏铺装结构。常用材料为环氧沥青或环氧树脂类。网裂需挖补修复。

2.2 坑槽类

铺装层表面开裂，在水和行车荷载共同作用下，

裂缝、鼓包等病害逐渐发展成坑槽；摊铺过程中混入“死料”，经过反复多次行车荷载作用，“死料”与周围脱落并逐渐发展成坑槽（见图4）。

图2 环氧沥青钢桥面铺装纵向施工缝开裂

图3 环氧沥青钢桥面铺装环状裂缝

图4 环氧沥青钢桥面铺装坑槽病害

对于坑槽的处治，一般依据坑槽尺寸确定损坏面积，挖除损坏部分，填入与铺装层性能接近的混合料并压实、整平。

2.3 表面缺陷类

表面缺陷类病害包括小凹坑（见图5）、表面刮痕和啃边等表现形式，其成因有多方面。环氧沥青及混合料的配比不合理，局部摊铺薄弱，易导致剥落啃边；施工中对环氧沥青铺装层桥面保护力度不够，铺装层表面遗留杂物，在车辆碾压下易在铺装层表面留下小凹坑；正常运营期间行驶车辆上抛物或车祸等对铺装层表面等偶然冲击导致表面产生冲击损伤及刮痕。

对于表面缺陷严重的位置，挖除后填入环氧沥青混合料并压实、整平；缺陷面积较小时，清理凹坑后用环氧沥青作为胶料拌和细料填补整平。

图5 环氧沥青钢桥面铺装小凹坑

2.4 翻浆脱层类

若环氧铺装层裂缝未得到及时处治（灌缝），下雨时雨水沿着裂缝渗入铺装层内部，在行车荷载反复作用下，渗入的水分产生极大的动水压力并不断冲刷裂缝周围的环氧铺装层，导致结构强度和层间粘结力降低，随着行车荷载的不断累积作用，环氧沥青铺装层会产生不同程度的翻浆和大小不一的层间脱离损坏（见图6）。

图6 环氧沥青钢桥面铺装翻浆／脱层

翻浆脱层类病害的处治策略依具体情况而定，若翻浆程度较低，可先进行灌缝封闭裂缝，遏制其进一步发展劣化；若翻浆情况严重，附近伴随层间脱离（锤击声音沉闷），可清理周围已脱层的环氧沥青铺装层，重新铺筑同类型环氧沥青混合料。

3 小修保养施工工艺

环氧沥青桥面铺装层的主要病害处治措施为灌缝处治、坑槽修补和表面缺陷补平。

3.1 灌缝处治

环氧沥青钢桥面铺装裂缝处治技术主要包括直接灌缝和V形扩槽灌缝两种（见图7）。直接灌缝主要是使用热空气喷枪或压缩空气清理裂缝中的碎屑，然后灌入裂缝修补材料进行处治；扩槽灌缝是采用开槽机具在铺装开裂位置切槽，将裂缝周围松散砼切除，并清理裂缝中的残余碎屑，然后灌入裂缝修补材料进行处治。该技术适用于深度处于铺装层内、没有发展到钢板的裂缝，包括纵向裂缝、横向裂缝、环形裂缝等，裂缝上很少有或没有支缝，破裂面上铺装松散程度较轻或没有松散现象。

图7 环氧沥青钢桥面铺装裂缝处治方案

用于环氧沥青钢桥面铺装灌缝处治的材料应具有较高的粘结性能、变形性能及良好的施工和易性等，宜采用树脂类修补材料，应满足高渗透性、耐久和快速固化的要求。灌缝工序（见图8）：1）直接清缝和切槽清缝。对无需切槽的裂缝，先用铁钩钩出缝内的松动颗粒，再用鼓风机将缝内粉尘、杂质吹扫干净，缝内潮湿时延长吹扫时间，直至缝内干燥为止。若裂缝周围砼松散程度较严重，则用切槽机将裂缝切成V形槽，将松散砼切除，切槽深度不超过4 cm，切槽宽度视裂缝宽度而定。2）采用细毛刷进行刷缝或注射器灌缝，建议采用注射器灌缝，其灌缝效果及外观优于毛刷刷缝。注射器针头直径不宜过大，应接近裂缝宽度。由于裂缝处治材料渗透性较高，灌缝后一定时间内灌缝材料一部分会渗透至裂缝底部，一部分会流失，为保证裂缝被完整饱满地封闭，确保灌缝效果，同时考虑到工作效率，建议灌缝期间来回3遍巡查灌缝。3）清扫桥面及开放交通。灌缝完毕，将桥面废料清扫干净并运离现场。待裂缝处治材料达到固化时间要求后开放交通，一般当日养护，当日开发交通。