钢桥面环氧沥青铺装病害处治技术

2019-08-05许菁

山西建筑 2019年13期

许菁

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中 030600)

伴随省内桥梁附属工程施工技术的不断发展和提升，以桥梁铺装为代表的桥梁附属工程得到长足发展；为了提升箱梁桥的跨越能力和承载能力，大部分箱梁桥均选用了钢制箱梁结构形式。桥面板为正交异性板，为了保证钢桥桥面系在服役过程中的可靠性和耐久性，必须保证桥面铺装材料的轻质、抗疲劳、密封性等基本条件。最近几年以来，随着沥青材料技术的发展，环氧沥青混凝土材料被广泛应用在钢箱梁桥面铺装施工项目中，环氧沥青混凝土材料属于典型的热聚性材料，环氧沥青材料一旦凝聚后呈流固态，且不会随温度上升出现刚度及延展性下降等问题，这是环氧沥青混凝土材料的典型优点之一。

1 钢桥面环氧沥青混凝土铺装病害类型

1.1 环氧沥青路面鼓包及开裂病害

路面鼓包是密级配沥青混凝土路面常见的病害之一，为了保护钢箱梁结构，防止钢箱梁锈蚀，必须保证桥面铺装的密封性，最大程度控制铺装层孔隙率。由于孔隙率较低，沥青层铺装过程中掺入的水汽无法顺利排出，在上部荷载的局部作用下，内部将出现“浪涌”现象，并在行进方向出现向上“鼓包”病害，鼓包在车辆荷载的频繁冲击下被压溃，形成多条不规则的裂缝，因此，环氧沥青路面的“鼓包”和开裂病害具有前后继承特点。沥青路面铺装开裂可细分为荷载开裂和非荷载开裂，通过调查分析可知，非荷载裂缝病害占据主导地位，在钢箱梁顶板刚度值较高的情况下，桥面铺装不会出现开裂问题，出现在钢箱梁顶板的铺装裂缝发展不规则，大部分裂缝集中在梁肋顶端周围，多条裂缝之间的分布较为凌乱，部分开裂伴随雨水渗透有继续发展的趋势，但发展较慢。

1.2 沥青混合料与钢板粘结病害

为了达到保护钢箱梁面板的目的，必须保证环氧沥青混合料与钢箱梁顶面可靠粘结，且粘结强度不能低于2.5 MPa，粘结层除了发挥粘结密封效应外，还能起到层间剪切应力吸收的作用。环氧沥青粘结材料可以使用专用的环氧沥青撒布设备均匀撒布，且粘结料组分配比精度应控制在1%以内，防止由于组分配比失调导致的粘结材料性能下降。在施工过程中，由于钢箱梁表面的清洁工作不到位，导致粘合料撒布过程中出现局部不平整问题，表现为粘结料表面的“鱼眼”病害，“鱼眼”的存在严重影响了粘结层与铺装层之间的有效粘合面积，容易引发铺装层整体“脱落”问题，给桥面铺装造成严重的潜在风险。图1为粘结层“鱼眼”病害情况。

1.3 沥青混合料脱落及透水病害

钢桥面环氧沥青混凝土在铺装阶段，沥青骨料剥离脱落是主要病害表现之一。其中，沥青混合料骨料脱落着重体现在相邻半幅混合料的摊铺及压实过程中，在摊铺过程中，摊铺机上粘结的部分混合料在尚未完全凝固的铺装层上通行，在混合料的粘结作用下将导致尚未凝结的混合料骨料被剥离。如果不能及时处治，由于骨料脱落严重，在瞬间冲击荷载作用下将导致局部孔洞快速扩展，最终影响路用性能及路面外观。此外，考虑到环氧沥青混凝土在摊铺及压实施工过程中，受到外部环境的影响较大，应在特定的时间和温度条件下完成压实施工。由于沥青混合料的温度值过高引起的沥青混合料力学性能下降，进而引发沥青路面铺装层孔隙率扩大。在省内高等级公路施工过程中，单幅作业面宽度较大，由于作业面影响，导致沥青混合料在布料器内的传输距离较长，在温度影响下，容易引起骨料离析、分层，表现为粒径级配值较大的混合料逐步向边缘聚集，造成摊铺层自然孔隙率值增加。图2为施工现场环氧沥青混凝土脱落病害情况。

2 钢桥面环氧沥青混凝土铺装病害处治技术

2.1 环氧沥青混凝土铺装鼓包开裂处治

鼓包处治应遵循“早发现，早处治”的基本原则，初期“鼓包”病害可以采用专用的灌注胶密实；如果鼓包病害周期较长，路面已经出现较为严重的孔洞，表明表面水分已经逐步渗透到桥梁铺装层内部，必须进行彻底处治。对应孔洞位置应先将原有沥青混凝土彻底凿除并彻底清洁，清理内部渗透水分，并保证孔洞内清洁干燥，对已经出现局部锈蚀的钢箱梁顶板应进行必要的除锈处理，保证粘结层和钢箱梁顶板之间的可靠粘结。新填筑沥青混合料应保证填筑标高与相邻铺装层一致，防止标高不一致引起的车辆荷载冲击影响，部分标高不满足要求的应采用角磨机打磨平整。由于沥青路面开裂分布及发展尚未有明显的规律，在具体施工过程中应选用稠度指标较低的密封灌浆材料填充密封，控制开裂位置的应力集中问题，保证沥青铺装层密封性能的前提下，各层间的各向剪切应力能够得到充分释放。对于已经出现集料“翻浆”病害的路面裂缝，应先使用切割机切割，维持裂缝宽度在2.5 mm～6 mm范围内，在裂缝内填充粒径级配合理的集料，再使用相应的粘结剂密封处治，应保证粘结剂抗拉强度、抗剪强度及抗弯强度满足规范要求。

2.2 环氧沥青混凝土铺装粘结病害处治

粘结层病害处治过程中，为了保证粘结层的粘贴可靠度，必须合理控制施工环境温度，在规范推荐的温度条件下拌合粘结层各组分混合料，考虑到本工程项目的一次性修复面积较大，应分批次拌合，以保证拌合料质量。粘结层涂抹前，应先对拌合完的粘结剂保温一段时间，以保证粘结剂的和易性。由于施工项目现场的限定，可以考虑优先拌合温度较低的沥青混合料，并将其迅速撒布在钢箱梁表面上，并及时覆盖防水篷布，起到保温和阻隔的作用；再拌合温度较高的粘结剂，从而压缩不同批次的粘合剂的撒布时间，并选用相同的保温方式。粘结剂撒布应保证均匀，及时使用刮板刮平，排出内部掺杂的空气和水，保证粘结层表面平整。

2.3 环氧沥青混凝土铺装脱空透水病害处治

环氧沥青混合料脱空透水病害处治应根据脱空及透水面积大小确定，较小的脱空透水病害应先使用特制毛刷将表面的灰尘等颗粒物彻底清理，均匀撒布4号细集料，并保证撒布位置和铺装层标高一致，将YBL型粘结剂一次性充分灌入脱空透水位置，待到YBL型粘结剂彻底凝结硬化后再开放通行。本工程项目中，存在的脱空透水面积值跨度较大，对于脱空透水面积较大的位置，应回填与原环氧沥青混凝土类似的级配沥青混合料，将处治位置进行切割打磨，打磨深度应不低于级配混合料最大粒径值的2/3。为了便于施工操作，切割轮廓应以长方形为准，脱空透水处治位置边缘应以斜交裂缝为主。