浅论桥梁沥青路面裂缝产生原因和质量控制

2022-11-10浙江正方交通建设有限公司何瑞峰

人民交通 2022年20期

文 / 浙江正方交通建设有限公司何瑞峰

城市高架桥沥青路面施工，受桥梁本身结构和特性的影响，在压实度、平整度和线性等方面有着局限性；本文根据盐城高架沥青路面具体情况，对高架沥青路面裂缝一些关键问题和控制要点进行研究和实践。

引言

本人有幸参加了江苏省盐城市快速路网建设项目路面工程LM1标段的施工。该工程路线全长41公里、29处互通立交或枢纽，沥青混凝土施工总量达到13.2万立方，规模较大。沥青路面因其具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，目前被广泛应用于高等级公路路面建设当中，桥梁路面铺装亦不例外。优化该类沥青施工工艺及参数，加强相关措施，是保证桥梁沥青路面施工的途径，尤其是控制裂缝的产生有着不可忽视的作用。同时，桥梁沥青路面是桥梁上部结构的近最后工序，是形象工程，因此控制桥梁沥青路面的施工质量有着重要的意义。

桥面沥青产生裂缝的形态和特征

（1）网状裂缝。相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块，块的尺寸小于50cm×50cm.其最初形态是一条或几条平行的纵缝，随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成多边的、锐角的、形似网状、龟裂状的裂缝形式。

（2）纵向裂缝。与桥梁中线大致平行的长直裂缝，有时伴有少量支缝。通常断断续续，绵延很长；其形态特征是长且直。

（3）横向裂缝。与桥梁中线近于垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。横向最初多出现于路面两侧，逐渐发展形成贯通路幅的横缝。

（4）不规则裂缝。路面裂缝呈不规则形状，块的最长边长小于100cm，不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。

桥面沥青路面产生裂缝的原因分析

（1）设计因素。桥梁路面结构设计不合理或厚度不足，桥梁路面强度不能满足行车要求或者对桥梁路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小，都将会使桥梁路面强度日趋不足，满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需要。另外空心梁板桥由于容易产生支座破坏而形成板件裂缝，该类裂缝具有反射作用，形成纵向沥青裂缝。

（2）施工因素。由于沥青混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理，施工中油类的点滴冒露等，在行车荷载作用下，易产生龟裂。所谓的碾压不密实，往往由于桥梁在碾压工艺环节容易产生共振，对桥梁本身造成质量伤害，而不得已调整振幅和频率造成。另一方面由于施工前对水泥混凝土桥面铺装层的凿毛或打磨的质量控制不好，结构层间的粘结力达不到要求而产生推挤和重复的作用产生的。

（3）结构因素。沥青结合料的温度稳定性差，延性低，不适应当地气候条件和行车作用，极易造成桥梁沥青路面裂缝。另外，由于沥青混合搅拌不均或者温度过高，也是造成沥青桥梁路面裂缝的因素之一。

（4）天气因素。雨水等水的损害加剧了裂缝的产生。水分渗到桥梁路面空隙和裂缝中，在外力作用下，导致沥青与集料之间粘结力降低并逐渐丧失粘结力。因为水分的不断侵入，在汽车车轮动态荷载的反复作用下，进入桥梁路面空隙裂缝中的水分又不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环，水分逐渐渗入到沥青与集料的界面上。沥青膜从面料表面脱落，沥青混合料掉粒、松散，形成网状裂缝并不断扩大。

防范桥面沥青路面裂缝施工控制要点

根据本工程和以往工作经验，按照桥梁沥青路面施工的时间顺序，对桥梁沥青路面的防止裂缝的产生，施工应注意以下事项。

（1）准备阶段：桥梁沥青路面施工前，先进行上一道工序的验收，包括：桥面凿毛、沥青桥面防水层等检查验收工作，检查下封层的完整性，清理桥面表面污染、杂物，进行水冲洗。这里必须强调的是，在水冲洗的时间安排上要尽量提前，确保施工时干燥。

（2）混合料的拌和：不合格的原材料坚决不能用于道路建设，抓好混合料配合比的试验，严格进行现场检测和室内试验。按目标配合比设计，生产配合比设计，生产配合验证三个阶段进行试拌、试铺。每种规格的集料、矿料和沥青都必须分别按要求的比例进行配料。各种材料加热都应在规范温度内，并应保证运到施工现场的温度。沥青混合料的拌和时间应以混合料拌和均匀、所有矿料颗料全部裹覆沥青结合料为度。

（3）混合料的运输：在车辆的安排上必须满足运力要求，运料前打扫干净车槽，车槽侧面打温度检查孔。从拌和机向运料车上放料时，应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。当运输时间在半小时以上或气温低于10℃时，运料车用篷布覆盖。连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前（l0～30cm）处停住，不得撞击摊铺机。

已经离析或结成不能压碎的硬壳、团块或运料车辆卸料时留于车上的混合料，以及低于规定铺筑温度或被雨淋湿的混合料都应废弃。除非运来的材料可以在白天铺完并能压实，或者在铺筑现场备有足够的可靠的照明设施，白天或当班不能完成压实的混合料不得运往现场。

（4）混合料的摊铺：先从摊铺机性能抓起，摊铺设备尽量用相同品牌，型号尽量相同，新旧差别要小，现场工程技术人员要懂得摊铺机的主要构造并能作相应的调整。

摊铺温度根据季节和温度要严格控制。摊铺前要对每车的沥青混合料进行检验，发现超温料、花白料、不合格材料要拒绝摊铺，退回废弃。在摊铺速度的选定上一般不得小于1.5m/min，以保证碾压温度不致降至低于完成碾压充分的时间，但是如摊铺速度过快，则混合料疏度不均、预压密度不一、表面出现拉沟直接造成预压效果差，所以上面层最好小于3m/min。

在供料系统上，受料斗空板不能每一车料收一次，要利用刮板输送器和料斗阀门控制好进入摊铺室的供料量，布料高度一般占2/3，并确保沿螺旋全长布料一致。要选择合适的料斗阀门开度，使其与供料速度适当配合，进而达到刮板输料器连续、均匀的供料。

摊铺机一定要保持摊铺的连续性，有专人指挥，一车卸完下一车要立即跟上，应以均匀的速度行驶，以保证混合料均匀、不间断的摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度，避免中途停顿。混合料遇到水，一定不能使用。

（5）混合料的压实：摊铺之后立即进行初压，用静态二轮压路机完成（两遍），初压温度控制在130℃～140℃。

初压应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压，碾压时应将驱动轮面向摊铺机，碾压路线及碾压方向不可突然改变，初压后检查平整度和路拱，必要时予以修整。

复压紧接在初压后进行，复压用振动压路机和轮胎压路机完成，一般是先用振动压路机碾压3遍，再用轮胎压路机碾压，使其达到应有压实度。复压应根据桥梁的共振频率实时进行调整，加大频率减少振幅。终压紧接在复压后进行，终压采用双轮钢筒式压路机关闭振动的振动压路机碾压，消除轮迹。

初压和振动碾压要低速进行，以免使热料产生推移、发裂。碾压应尽量在摊铺后较高温度下进行，温度越高越容易提高路面平整度和压实度。碾压要掌握好碾压时间，碾压有效时间是从开始摊铺到温度下降80℃之间的时间，混合料开始摊铺后温度下降最快，大约每分钟4℃，所以在摊铺开始后要紧摊铺机作业，争取有足够的压实时间。

在碾压期间，压路机不得中途停留、转向或制动。压路机不得停留在温度高于70℃的已经压过的混合料上，同时，应采取措施，防止油料、润滑脂等在压路机操作或停放期间洒落在路面上。

在压实时，如接缝处的混合料温度已不能满足压实温度要求，应采用加热器提高混合料的温度，再压实到无缝迹为止。

摊铺和碾压过程中，要组织专人进行质量检测控制和缺陷修复。

（6）施工接缝的处理：沥青路面的各种施工，包括纵缝、横缝和新旧路的接缝等处，往往由于压实不足，容易产生台阶、裂缝、松散等质量事故，影响路面的平整度和耐久性，需要注意接缝的工艺及控制措施。

桥面沥青路面裂缝治理

（1）缝宽小于2mm时，随着气温的上升，裂缝可以愈合者，可不作处理。2～5mm的裂缝可用开槽机沿裂缝进行扩缝，缝宽约2cm，缝深1.5mm～2cm，并将缝中杂物清除干净，然后用改性沥青灌缝；大于5mm的裂缝可用改性沥青（如SBS改性沥青）灌缝。灌缝前，须先清除缝内、缝边碎垃圾，并保持缝内干燥，灌缝后，表面撒一层粗砂或3～5mm石屑。

（2）如夹有桥面防水层破损或不稳定结构层时，应将其铲除；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，更新防水层，然后再铺筑新混合料。

（3）如桥梁梁板支座不均匀受力产生的反射裂缝，应对桥梁支座更换或正位，然后在进行桥面沥青面层的修补。网状裂缝因沥青面层厚度不足时，可采用先铣刨网裂的面层后再加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定；如在路面上加罩，为减轻反射裂缝，可采取各种“预防”措施进行处理。