高速公路桥面铺装产生病害的原因及铺装层的大修施工工艺

2023-01-07董贺辉姚帅鹏

居业 2022年4期

董贺辉姚帅鹏蒋攀李莹

(中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州 450000)

1 病害发生的原因分析

随着交通量的增加，超限、超载的运行情况愈加严重。从实际的设计规范要求分析入手，需要不断提升交通运输的承载规范水平，重视车辆承载调控。依据现有的设计规范要求，对桥面铺装进行适当评估，保证交通运输的适宜温度和设计准确性。从施工合理分析入手，对施工规范、施工质量、施工测定、施工验收等进行分析。混凝土保护层是否均匀，厚度是否合理，混凝土表面的厚度层是否存在脱落、破损、漏筋等情况。根据车辆载荷的实际情况，分析桥面铺装可能存在的破坏因素。

1.1 高速公路桥面铺装施工病害的主要类型

(1)裂缝病害。在高速公路桥面铺装施工中，裂缝一般常见于沥青混凝土路面铺装中，同时一般都是以横向裂缝、纵向裂缝以及网状裂缝的形式产生，裂缝病害在表层出现后可以看到水泥混凝土铺装层出现裂缝。

(2)翻浆病害。这种高速公路桥面铺装病害一般常出现于车轮轨迹区域内，造成混凝土桥面的铺装层出现变形，同时伴随白色浆液溢出，沥青混凝土路面向下凹陷，并在时间的推移下，铺装层路面逐渐出现离析和松散状态，路面坑槽现象明显。

(3)拥包病害。在进行高速公路桥面铺装施工过程中，沥青混凝土路面位于车道区域会出现纵向拥起，而且拥包部位还会发生隆起现象，从而对路面行车造成较大的影响。

(4)坑槽病害。通常情况下高速公路桥面铺装的坑槽一般都受到下雨影响而产生，并且随着坑槽病害的不断发展，桥面也会出现松散等现象，如果没有及时修复，就会在行车以及雨水冲击下出现集料脱落，进而产生坑洞，一般面积会在1m2以内，但会对路面行车安全造成巨大的危害。

(5)单板受力。在高速公路桥面铺装施工时出现冻融以及雨雪等侵蚀，铺装路面的强度也会受到一定的影响，在出现超重的影响后就会产生铺装面受损，从而导致雨水渗入，进而影响连接效果，产生单板受力的病害。

1.2 高速公路桥面铺装施工病害的具体原因

高速公路桥面铺装施工过程中主要包括水泥混凝土路面施工和沥青混凝土路面施工，而产生高速公路桥面铺装施工病害的原因主要是由于高速公路桥面铺装的结构设计环节以及施工环节的质量因素影响，同时也受到外部自然环境以及交通量的影响。通过对以往高速公路桥面铺装发生的病害原因调查发现，产生高速公路桥面铺装病害的主要原因包括以下几种。

(1)高速公路桥面铺装裂缝原因。对于水泥混凝土材料来说，一般具备热胀冷缩的特征，同时在铺装层以及梁板的顶部连接过程都会受到温度影响。当温度比较低时，高速公路桥面铺装层顶部会产生较大拉力，而底部也会产生压力，如果拉力超过了混凝土极限，拉力强度就很容易引发裂缝。另外，当进行水泥混凝土铺装层时发生混凝土硬化，由于水泥混凝土自身的集料以及沥青材料受到限制，进而还会出现收缩应力现象，发生干缩裂缝。水泥混凝土材料本身由于强度不均匀，当受到行车荷载较大的影响后，高速公路桥面还会出现抖动或者变形等现象，进而导致水泥混凝土逐渐产生裂缝。通过应力的不断作用，也会导致裂缝逐渐扩张，最终在行车荷载的应用下出现水泥混凝土疲劳裂缝现象。

(2)高速公路桥面铺装拥包、翻浆以及坑槽病害的产生原因。首先，由于沥青混凝土施工级配控制不严谨，导致孔隙率比较大，最终造成路面发生透水现象，一些高速公路的桥梁还会发生泄水管超过铺装层现象，即便是沥青路面能够通过泄水管流出，但聚集在水泥铺装表面的自由水无法有效排除，就会受到车辆反复通行的作用，进而引发铺装冲刷，引发高速公路桥面铺装层离析和坑槽病害；其次，由于高速公路桥面铺装施工的厚度较小，因此在实际施工过程中预制梁板的高度以及拱度就会产生较大的误差，进而引发桥面局部高的现象，同时还要符合路线标高的实际要求，所以必须降低高速公路桥面铺装厚度，尤其对于连续桥面的铺装区域，一般预应力锚固加厚，就会引发桥面铺装薄弱环节，从而影响桥面整体性能。当在雨雪、冻融因素的影响下，还会造成高速公路桥面出现过早损坏的现象。水泥混凝土铺装层以及沥青混凝土铺装也会出现粘结层施工质量不足，水泥混凝土铺装施工比较粗糙，进而影响整体施工的抗剪强度，在车辆荷载较大的情况下就会出现高速公路桥面铺装变形等病害。水泥混凝土桥面为了满足平整度需求，在混凝土初凝后还要进行找平，保证桥面铺装层具有浮浆，并且在冻胀以及行车影响下，还会出现中间夹层软弱，从而容易出现拥包和偏移等病害。在预制梁板环节中，芯膜变形还会导致板顶混凝土厚底降低，同时又由于桥面铺装厚度无法保证，便会导致桥面承受负荷能力不足，导致桥面铺装损坏等现象。如果高速公路桥面上行车超载现象越来越严重，也会对高速公路桥面造成较大的负荷，从而严重影响高速公路桥面结构的寿命，引发严重的病害问题。据以往的病害原因分析，当昼夜温差在-10～10℃时，很容易发生冻融循环，尤其是桥面铺装厚度降低，施工质量不足的现象，也会导致高速公路桥面的破坏速度增加。

(3)高速公路桥面铺装“单板受力”病害原因。对于高速公路桥面铺装混凝土强度不足的现象会引发单板受力，而且梁板铰缝施工质量存在明显缺陷时或者铰缝与梁板的链接没有做好合理的摆放与绑扎都会产生单板受力问题。此外，铰缝混凝土强度不足，或者混凝土振捣不完全，预制梁板为凿毛以及铰缝链接不牢固等等，都会引发单板受力病害问题。

2 高速公路桥面铺装施工工艺分析

2.1 封闭交通路面

对于高速公路封闭交通路段，需要结合具体的交通方式，确定摆放的位置。严格遵照具体的高速公路运输情况，确定规范摆放的要求。一般采用上行区和下行区。上行区包含缓冲区、作业区、经高速、下游过渡区；下行区间包含警告区、过渡缓冲区。

2.2 钢筋的选用、测定和焊接

按照原始路桥横纵位置的钢筋板连接方式，确定横向加固位置和焊接要求。测定中，需要清楚原始的砼保护层。根据桥面的实际情况，划定方格。注意使用水准设定高程标准，分析计算具体操作方式。采用横纵编号的方法，测定深度和标准高度位置。注意填挖操作的平面度、挖槽、低修补等操作。

根据修补的操作方式和要求，选定工标号的混凝土干或使用环氧聚酯混凝土，保持有效的粘合力，填涂均匀。注意钢筋凹凸面的填筑，控制厚度不超过1mm。

2.3 喷涂混凝土的黏合剂

在喷涂前，需要将桥面进行废料的清理，调整高压水枪的实际冲击量。注意桥面板的清洗，面层需要保持干净整洁。注意清洁面的实际情况，调整低洼部分的吸水量，待水分消失后，可以在上面涂抹混凝土环氧树脂胶。

2.4 安装钢模板

使用水准仪进行测定，确定高程标准要求。按照设计规范要求安装模板，调整安装前的冲击钻孔情况，做好模板的固定和操作，对安装完毕的实际情况进行符合优化。按照混凝土拌制方式进行计量，严格控制配合比关系，提高混凝土的整体搅拌控制时间，优化混凝土的质量管控水平。

2.5 混凝土的运输

按照运输规范的操作要求，结合实际施工和泵站的输送方式，对输送管道的接头进行严密的评估，提高水泥浆润滑的调控。在运送过程中，需要完善连续性运输。按照混凝土的转动规范操作，尽可能地防止导管受到堵塞问题，提高混凝土的排出和冲洗，控制泵站内外的混凝土防护管理，以提升管道线路吸入空气通路。

2.6 混凝土摊铺和振捣的操作

浇筑前后需要做好检查，依据砼坍塌的角度规范，调整符合设计模式要求。注意检查钢板模的预埋高度，检查钢板模的底部和接缝。根据混凝土的振捣操作要求，注意移动间距范围量，优化模板之间的侧方向距离。转子振动完毕后，需要对每一个振动部位进行规范操作。调整每一个振动的位置，直到振捣合理完整。做好密实的调控，提升混凝土的稳定性。注意表面的修整，调整振捣下的混凝土提浆操作。使用人工方式进行整平，实施精准化的处理。注意定浆位置，做好二次编排操作。使用抹子处理横纵位置，保证平面不光。注意加强防护，提高养护混凝土表面的覆盖合理性。浇筑过程中，需要设定检查模板、预埋件、钢筋等。

2.7 砼刻板切合缝的处理

按照桥面装配层的实际操作规范要求，注意防滑的整体效果，确定铺装方式和操作流程。按照刻槽的位置，调整桥面的整体宽度和抗滑水平。通过专项的凹槽和间距方式，控制横纵向位置，避免雨雪天气受影响，如果存在问题需要及时改进与提升。

2.8 接缝操作规范施工要求

按照横纵规范要求，调整切缝范围，控制强度在合理的集料标准内。注意切缝无延迟，避免混凝土在非合理的预定位置产生裂缝问题。重视温度和施工后的时间评估，控制抗压强度在8MPa以上，10MPa以下。

施工规范操作中，需要调整膨胀伸缩规范要求，多车道需要在同一横截面上，保证施工缝在平缩范围内，增设必要的锚固，涂抹沥青，保证滑动允许有效，提高传杆力作用效果。

混凝土接缝填充操作中，需要注意养生时期的操作规范，注意填充缝位置前后的操作。填充前需要做好清洁工作，保持干燥合理，填充料需要与混凝土缝壁结合，保证改性沥青聚氯乙烯胶填缝。

2.9 混凝土的养护

按照混凝土的浇筑规范要求，注意对干缩裂缝的操作，注意养护期的规范操作。需要调整收浆后的覆盖和养护操作。白天洒水次数需要控制合理，注意半干半湿的比例要求。养护时间控制在7d，可以采用加压、真空、吸水、成型等操作，提高施工规范的合理性，优化养护收缩比例水平。

2.10 伸缩缝的施工规范

按照沥青混凝土桥面铺装的规范要求，采用切割机对混凝土的伸缩缝进行处理，确定定点位置和加工方式，结合焊接工艺规范要求，提高梁顶板的预埋效果。在焊接操作过程中，需要结合焊接使用前后的尺寸范围要求，及时检查伸缩缝的平整度，确定伸缩缝在合理的平顺范围内。根据伸缩缝位置，调整梁顶板预埋，调整混凝土伸缩缝在合理的沟槽范围内，做好清洁工作。注意积水问题的调整，严格按照配合要求调控，注意振捣质量操作，做好反腐水平尺的验收，直到达到平整度范围内。混凝土养护过程中，需要采用海绵覆盖方式，做好洒水、养生操作，规范混凝土的强度准确有效性。

3 桥面铺装早期损坏问题的养护措施评估

3.1 桥面裂缝的养护措施操作

按照日常养护的操作规范要求，注意巡查和评估，对发现的桥面裂缝问题进行处理。使用沥青对裂缝进行处理，注意防止雨、雪的渗漏问题。减少桥面受到破坏，避免铺装受到影响。

3.2 桥面松散、抗裂、翻浆等养护措施

按照桥面的实际情况，结合不同时期的规范要求进行处理。注意高速公路养护的操作时效性，提高效果。对于养护工作规范要求，需要注意病害早期情况，如果桥面发生翻浆的情况，就需要及时处理。在养护操作中，需要结合开挖规范形状要求，一般选择方形或矩形，将松散部分的沥青、水泥铺装清洁完毕。在挖坑底部或四周围刷涂沥青，做好夯实、碾压、冷却、成型处理。

3.3 桥面起包、车辙的养护操作

按照桥面铺装的操作规范要求，调整可能出现的变形、车辙、拥包等问题。注意铲除原有沥青，彻底清除浮浆液，重新铺装新沥青层，注意水泥砼桥面的铺装操作。

3.4 桥面单板受力作用的措施评估

按照清除原有桥面铺装规范要求，注意清除底板漏浆问题。焊接过程中，需要结合焊接面、桥面钢筋加装粗密度的材料。调整现有的钢筋网状结构层，注意顶层、二层的处理。调整原有范围内的设计，起到有效的防收缩作用。对于板梁顶面地连接操作过程中，需要结合纵横范围内的间距进行处理，提高连接、固定钢筋网状结构。铺装操作过程中，做好标号统计评估，防止水性铺装方式和强度的提升。