瀝青混凝土橋面鋪裝常見病害成因分析
2008-08-06 00:00
| 摘要：文章對橋面鋪裝的病害及其成因進(jìn)行了初步分析，主要病害形式為推移、裂縫、松散、坑槽和過量的車轍等，在通過對病害情況的調(diào)查與分析的過程中，提醒了我們今后在具體施工中應(yīng)該注意的問題。 關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；橋面鋪裝；損壞原因及分析 青龍滿族自治縣隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，本地區(qū)公路交通量和重型車輛的不斷增加，尤其是礦石、砂石料車輛的增加，橋面鋪裝所反應(yīng)出來的病害問題已經(jīng)非常的普遍。從2003年至2007年間，所轄公路S252平青樂線、S251出海路橋面病害所表現(xiàn)出來的外在質(zhì)量問題，它不僅妨礙了正常的交通運(yùn)行，影響了橋面的美觀，也同時更易帶來交通事故的發(fā)生，這也給維修工作帶來了很大困難。幾年來，我們對于因橋面鋪裝問題造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失給予了足夠的重視，并想方設(shè)法給以減少到最小程度。 一、橋面鋪裝的作用及破壞形式 1.橋面鋪裝的功能是保護(hù)橋面板不受車輛輪胎（或履帶）的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蝕，并能對車輛的集中荷載起一定的分布作用。因此，要求橋面鋪裝具有抗車轍、行車舒適、抗滑、不透水的剛度好（與橋面板一起作用時）等特點(diǎn)。 2.橋面鋪裝的主要破壞形式及成因。瀝青混凝土橋面鋪裝與正常路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比，損壞形式有所不同。主要有以下幾種類型： ?。?）推移和擁包。鋪裝層內(nèi)部產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結(jié)合面粘結(jié)力差，抗水平剪切能力較弱，瀝青路面在氣溫較高時抗剪強(qiáng)度下降，在水平方向上產(chǎn)生相對位移發(fā)生剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害。 （2）松散和坑槽。因溫度變化并伴隨橋面板或梁結(jié)構(gòu)的大撓度而產(chǎn)生的裂隙，在車輛荷載及滲入的水的作用下產(chǎn)生面層松散和坑槽破壞。松散是路表面集料的松動、散離現(xiàn)象；而坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。當(dāng)面層材料組合不當(dāng)或施工質(zhì)量差，結(jié)合料含量太小或粘結(jié)力不足，使面層混合料中的集料失去粘結(jié)而成片散開，形成松散。若松散材料被車輪后的真空吸力及風(fēng)和雨水帶離路面，工是龜裂及其他裂縫進(jìn)一步發(fā)展，使松動碎塊脫離面層，便形成大小不等的坑槽。 ?。?）車轍。車轍是指沿道路縱向在車輛集中碾壓通過的位置，路面產(chǎn)生的帶狀凹陷，車轍已成為瀝青路面的一種主要病害，是導(dǎo)致瀝青路面破壞的重要原因。根據(jù)深度不同，將車轍程序分成3個等級，車轍深度為6—13mm為輕級；13—25mm為中級；大于25mm為重級。 （4）平整度達(dá)不到要求。攤鋪機(jī)械性能好壞，決定著鋪裝層的平整度。我單位近幾年所施工的一些工程，就是一個很好的例子：出海路采用一臺5.5m的小型瀝青攤鋪機(jī)半幅鋪筑，橋面接縫多，在鋪筑時，幾乎是人工在攤鋪，根本談不上平整度，勉強(qiáng)能達(dá)到二級路的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而采用12.0m的大型瀝青攤鋪機(jī)，一次成型，路面的平整度有了大大的改善。 攤鋪機(jī)基準(zhǔn)線的控制，也影響著平整度值。目前使用的攤鋪機(jī)大都有自動找平裝置，攤鋪是按照預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)來控制，但施工單位往往不夠重視或由于高程的操平誤差，形成基準(zhǔn)控制不好、基準(zhǔn)線因張拉力不足或支承間距太大而產(chǎn)生繞度，使面層出現(xiàn)波浪。 攤鋪機(jī)操作不正確，最容易造成橋面出現(xiàn)波浪、搓板。無論在施工中采用哪一種型號的攤鋪機(jī)，若攤鋪機(jī)操作手不熟練，導(dǎo)致攤鋪機(jī)曲張前進(jìn)、運(yùn)料車在倒料時撞擊攤鋪機(jī)、攤鋪機(jī)不連續(xù)行走或在行走過程中熨平板高低浮動等不規(guī)范作業(yè)，都會使路面形成波動或搓板； （5）開裂。開裂是路面出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，在橋面鋪裝中也是屬于較為常見的損壞現(xiàn)象。開裂的種類和原因有多種，上述各種變形伴有裂縫出現(xiàn)，而這時指的開裂是路面在正常使用情況下，路表無顯著永久的變形而出現(xiàn)的裂縫—疲勞開裂。其特點(diǎn)是首先出現(xiàn)較短的縱向開裂，繼而在縱裂的邊緣逐漸發(fā)展為網(wǎng)狀開裂，開裂面積不斷擴(kuò)大。橋面鋪裝一旦出現(xiàn)裂縫，水分將沿縫侵入，使之變軟而導(dǎo)致承載能力降低，加速裂縫發(fā)展。更可能會引起其他的病害，比如坑槽、松散。 二、其他成因 1.施工工藝中引起不均勻的原因。瀝青橋面鋪裝在病害發(fā)生在從集料的購買到最后瀝青混合料攤鋪壓實(shí)完成的整個橋面鋪裝的建設(shè)過程中。這里面既有道路建筑機(jī)械本身存在的缺陷而帶來的混合料不均勻，也有施工過程中人為因素不遵守施工規(guī)程而造成的混合料離析。在對多條公路的料場、拌和設(shè)備、攤鋪設(shè)備和施工過程調(diào)查分析后，將發(fā)生離析的主要環(huán)節(jié)及原因總結(jié)以下幾點(diǎn)： ?。?）原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，先后供應(yīng)的材料性能指標(biāo)不同；另外材料運(yùn)到料場后存儲不當(dāng)，常有混料現(xiàn)象發(fā)生，這都將導(dǎo)致混合料的級配偏離標(biāo)準(zhǔn)級配，形成路面離析。 ?。?）瀝青混合料拌和設(shè)備控制不嚴(yán)格，如運(yùn)輸帶送料調(diào)整不及時，熱料篩網(wǎng)不符合級配要求，拌和的混合料級配與設(shè)計級配產(chǎn)生偏離，先后拌和的混合料存在較大差異。 ?。?）裝層厚度偏小。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工中支架沉降及預(yù)應(yīng)力反拱無法十分準(zhǔn)確地預(yù)測，或由于施工工藝控制欠佳，施工中主梁頂面標(biāo)高與設(shè)計值相符是比較困難的，一般在測量主梁頂面標(biāo)高后對其進(jìn)行調(diào)整以保證橋面的厚度。如果調(diào)整不好，就會造成鋪裝層厚度不均，使有的地方厚度偏小。這樣一來，當(dāng)受到外力重載碾壓及不均勻荷載作用下時，尤其是在夏季氣溫高的時候，便會不同程度地出現(xiàn)擁包、推移等情況。 ?。?）梁頂清理不利、清理不干凈、有多余雜物，如細(xì)沙、干土雜物等現(xiàn)象，造成鋪裝層與主梁結(jié)合欠佳。 （5）攤鋪完成后壓路機(jī)壓實(shí)不均勻，造成鋪裝層材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一致。 2.橋面防水層的影響。由于柔性防水層的強(qiáng)度與主板和鋪裝層的強(qiáng)度有差異，它的存在使上部結(jié)構(gòu)按模量形成剛一柔一剛的板體受力體系，中間柔性夾層會增大橋面板板中部的板底拉應(yīng)力。處于防水層的鋪裝層一經(jīng)開裂，在車輪的動力荷載作用下，彼此間的縫隙越來越大，直到松散脫落。 3.超載車輛對橋面作用力。由于橋面鋪裝層部分采用柔性路面材質(zhì)，在重車及超重車（規(guī)定10噸，實(shí)際30噸—100噸）活載的作用之下，使得橋面板自身撓度增大，變形增加，當(dāng)變形超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值時，橋面鋪裝將變得不再穩(wěn)定，趨于變形狀態(tài)，當(dāng)超重荷載反復(fù)作用之后，致使橋面鋪裝產(chǎn)生推移、開裂、坑槽，甚至松散等病害，且會急劇發(fā)展。 三、結(jié)語 以上對柔性橋面瀝青混凝土鋪裝病害及其產(chǎn)生原因進(jìn)行了初步分析，例舉了橋面鋪裝病害特征及其破壞的原因，使我們初步認(rèn)識到在以后的工程施工中應(yīng)注意的一些具體方法及問題。 |
| 原作者： 付力偉 |
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