试析路桥工程桥面铺装病害成因及防治措施

2020-09-10肖贵明

看世界·学术下半月 2020年5期

肖贵明

摘要：本文针对香府公路桥桥面铺装损伤情况，采用FTD频率1500khz的探地雷达进行现场试验检测，对沥青混凝土桥面铺装损伤进行了病理分析，并对病害进行了分类。结果表明：混凝土桥面铺装病害主要表现为裂缝、坑、基层结构疏松。根据波形图，进一步分析了沥青混凝土桥面铺装的病害，提出了沥青混凝土橋面铺装的养护和控制措施。

关键词：桥面铺装;病害;裂缝;养护与防治

引言

随着我国公路、桥梁建设水平的提高和行车里程的增加，桥梁结构安全问题以及桥面铺装问题在桥梁建设中越来越受到重视，影响行车舒适性和安全性。过去，由于结构设计不合理、施工不当、车辆荷载增大等原因，沥青混凝土桥面铺装出现裂缝、坑、基层疏松、抽泥、车辙等病害。它影响桥梁本身的结构安全性和行车稳定性，在桥梁达到设计使用寿命之前就对桥梁造成破坏。因此，沥青混凝土桥面铺装层的耐久性及病害检测与预防已成为国内外[2]的研究热点。

一、病害检测

本文以长沙市香府公路桥为工程背景，分析了桥面铺装裂缝、坑、基础疏松等病害。发现上述问题后，应立即将破损的桥面切断清理，在切割界面涂上沥青防水胶粘层后，逐层铺铺并压实沥青混凝土。然而，一些维修桥面经常受损，疾病并没有完全根除。为了了解主桥桥面质量，彻底查明病害原因，采取有效的预防措施，采用FTD频率1500khz的探地雷达对铺装层进行检测。

（一）检测原理

探地雷达（GPR）利用电磁波探测技术向路面发射一定强度的高频电磁脉冲。当脉冲信号在路面中遇到不同的介质时，会发生反射和散射。探地雷达接收到的脉冲信号进行处理，生成波形图，从而直接判断沥青混凝土桥面铺装层的内部缺陷。

（二）检测频率与结果

采用探地雷达对主桥面6车道进行探测，对桥面明显破损部位进行强化扫描。GPR扫描检测发现桥面铺装病害主要发生在主要的中间，边跨基本上没有损坏，北边和桥面损伤比，在南边，更严重的受损区域整个桥梁路面达到194.68平方米。桥面铺装结构层破坏顺序为自下而上，表现为局部找平层结构破坏。根据探地雷达扫描形成的波形，可以发现路面无破损，桥面波形平缓，路基密实，桥面状况良好;但路面破损桥面波形波动较大，波形杂乱。有裂缝未修补的桥面铺装层厚度明显低于设计值;有缺陷的桥面铺装层经修补后仍有局部空隙或杂质;路面基层松散严重，表面出现凹坑。在桥面修复过程中，发现实际路面内部结构与雷达扫描波形一致。

二、病害成因分析

根据探地雷达检测结果，桥梁病害成因归纳如下：

（一）车辆荷载是造成桥面铺装层破坏的主要原因[4]。汽车荷载是一种局部移动集中荷载。当局部集中荷载作用于桥面时，桥面铺装层将在主梁中部产生正弯矩。在长期荷载作用下，跨中部分容易产生弯曲损伤，因此检测中的缺陷主要集中在跨中位置。但边跨区域的挠度变形较小，因此边跨区域病害的发生较少。而在这种局部集中荷载作用下，桥面会产生应力集中，使混凝土中的微裂缝产生较大的拉应力集中

（二）最后，拉伸破坏发生在主拉应力方向。由于混凝土路面存在应力集中现象，桥面铺装层裂缝均存在严重的拉应力集中现象。路面层的裂缝是薄弱环节，在周围会继续发展并产生裂缝。

（三）沥青路面桥面经常出现沥青涂层。随着车辆荷载的不断冲刷，薄薄的油皮层会越来越严重，产生网状裂缝现象。随着网状裂缝的发展，桥面裂缝不断扩大。雨水的侵入和荷载的作用会冲刷粘结层，导致裂缝逐渐发展，形成裂缝，引起分层。

（四）混凝土找平层厚度较薄，桥面凿毛不够，灰尘、杂质较多，部分箱梁顶部平整度差，有鼓包，造成局部找平层厚度损失，桥面与路面结合不够紧密[5]，出现“双层蒙皮”现象。当交通量增加时，薄弱部位不能承受过大的荷载，导致路面开裂和局部脱空现象，应力应变的膨胀导致找平层开裂现象发展为沥青面层，形成桥面可见病害。

经过多次维修，桥面仍然破损。由于养护后需要通车，施工时间短，导致路面层压实度不够，施工缝密封性差。雨水容易渗入路面层，冲刷粘结层，使桥面与路面分离，降低粘结性能[6]。即使雨水也会渗入钢筋网，造成钢筋锈蚀。沥青混凝土路面通车以来缺乏检测和养护[7]。在长期疲劳作用下，沥青混凝土的性能下降，已成为反复病害的原因之一。

三、病害防治措施

针对沥青混凝土桥面铺装病害的成因，为减少桥面铺装病害，采取以下预防措施：

（一）根据路面裂缝的不同宽度，可采取不同的裂缝填充措施。细裂缝可直接用沥青灌浆处理，轻微裂缝先扩深7cm，宽度不大于1cm，然后用高强环氧树脂混凝土填充，表面填沥青混凝土;中裂缝先凿除，裂缝用钯钉连接，然后用高强环氧树脂混凝土填充，表面用沥青混凝土填充。

（二）桥面顶部混凝土的粗糙度不理想，容易因路面附着力不足而造成损坏。初凝后，要掌握刷涂工艺时间，刷均匀，表面光滑粗糙。

（三）对于浮浆引起的车辙、堵塞，首先清除有缺陷的沥青混凝土路面层，彻底清除桥面浮浆，重新铺设沥青混凝土路面层。

（四）对桥面损坏严重，经多次修补仍有缺陷的部位，应凿除沥青混凝土路面层[7]和找平层的水泥混凝土，直至找平层的钢丝网完全露出为止。混凝土表面清理干净后，增加“Γ”型剪力钉，与原钢筋网焊接。高韧性环氧沥青混凝土经钢筋网布处理后浇筑，环氧沥青混凝土固化后铺筑沥青混凝土面层。

（五）混凝土桥面应注意防水处理。防水层的主要材料为沥青或改性沥青防水卷材，应在整个桥面上铺设，确保不出现渗漏、孔洞、错层、折叠、翘曲等现象。排水孔的位置应合理布置，孔底标高至少低于桥面顶部1cm。排水孔周围的路面应倾斜布置，以保证雨水能及时从桥面排出。

（六）桥面松散、坑洼处，应先将破损处的沥青混凝土路面清理干净，并在底面及坑周涂乳化沥青，再采用热拌沥青混合料进行摊铺，且坑槽厚度应大于5cm，以防止雨水渗入，沥青混凝土路面铺设完成后，应采用乳化沥青封闭缝隙。

四、结语

桥面铺装作为影响桥梁和公路运营质量的关键因素，在工程设计、施工和养护过程中必须引起高度重视。分析了常见桥面铺装损坏类型的成因，针对不同形式的病害提出了有效的防治措施，以提高桥面铺装工程质量，建成一座安全可靠、平整舒适、稳定耐用的沥青混凝土桥面。

参考文献：

[1] 冯宝库.桥面铺装混凝土裂缝原因分析与防治[J].施工技术，2016，（45）： 320-322.