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摘要：道桥工程的主要任务是提高工程质量，确保交通运输的安全和稳定。在道桥工程中，经常会使用沥青混凝土作为路面原料。但由于施工及养护质量等方面的原因，桥面铺装容易出现一些裂纹、鼓包、材料脱落、甚至塌陷病害。本文针对这些病害的形成时间、形成原因及处理技术进行分析，从而促进道桥施工顺利开展。
关键词：道桥工程；桥面铺装；病害原因；处理技术
1 引言
随着人们生活水平的不断提高，道桥工程建设也得到了大发展、快发展，对于桥面铺装施工和养护质量的要求也越来越高。沥青混凝土混合料作为道桥工程桥面铺装的主要材料，是由沥青和级配集料经拌合而成，具有强度高、韧性强、稳定性好、耐疲劳性突出等特点，在我国正交异性钢桥面板的铺装上得到了广泛的应用。尽管如此，由于施工和养护质量以及外力等原因，沥青混凝土桥面铺装也出现一些诸如裂纹、露筋、鼓包、材料脱落、甚至塌陷的病害。本文结合重庆成都市某桥桥面铺装病害及其原因的实例进行分析，并且制定出有针对性的控制措施。
2道桥工程概况
成都市某县中心桥于2004年竣工，采用环氧沥青混凝土桥面铺装（图1）。该桥是预应力T梁结构，最大跨度为25 m，预应力体系采用钢绞线群锚，已经经过13年的运营，出现了一定程度的裂纹、塌陷等病害。工程人员采用路面探地雷达与钻孔取芯等方法对其进行检测，发现该桥面存在早期病害和使用期病害。
图1 桥梁结构示意图
3病害类型及原因分析
对沥青混凝土桥面采用路面探地雷达与钻孔取芯等方法对其进行检测，可将桥面铺装病害分为早期主要病害、使用期主要病害和环氧沥青混凝土潜在病害。其中，早期主要病害包括铺装层表面出现鱼尾状裂纹、异物“鼓起”开裂和铺装表面混合料“脱落”，使用期主要病害是鼓包包括初期隆起、中期裂缝扩展、完全破坏——塌陷，潜在病害包括“死料”问题、粘结料与钢板粘结问题、以及施工中水的隐患（表1）。
3.1早期主要病害
3.1.1铺装层表面出现鱼尾状裂纹
钢桥面铺装层表面产生大量不规则的、呈波浪型排列的裂纹，这些裂纹如同鱼的尾部，被称为鱼尾状裂纹。裂纹的形成主要是由于压路机行走速度不均匀，使铺装层表层产生较大的冲击，损坏表层集料。如果裂纹的宽度比较大，深度比较深，很可能是压路机行走和碾压速度过快，严重时会使裂纹表面相互连接。形成根源在于：（1）部分混合料固话速度过快使这部分混合料不能达到最优密实性能，面层内部密实程度不一，从而引起铺装层松散开裂。（2）若混合料的加热温度过高，在压路机碾压揉搓作用影响下极易发生裂纹现象。
3.1.2异物“鼓起”开裂
压路机对路面碾压结束后，可能会产生异物所致的“鼓起”开裂情况。主要原因是集料拌和过程中掺入小物体引起的。因拌制浇捣工作疏忽混入的这些异物在碾压结束后使没有得到充分固话的铺装层垫起，造成了异物“鼓起”开裂。异物来源主要以运料车履带橡胶块脱落为主，因此在施工过程中要注意控制机械零部件的脱落。
3.1.3铺装表面混合料“脱落”
在施工过程中，还有一种常见病害，即铺装表面混合料“脱落”。具体表现为在邻幅混合料摊铺时，压路机没有全部固化的铺装层上碾压，在这个过程中将没有固化的铺装层表面混合料带离铺装层。危害的早期影响主要是外观方面，后期可能导致坑洞扩展。
3.2使用期主要病害
使用期的常见主要病害是鼓包及其相关损害。沥青混凝土铺装结束后，水分逐渐蒸发成为水气。但是，铺装的空隙率很小（3%以下）导致水气不能及时挥发至层外，长此以往形成铺装层内部的高压状态，造成表面隆起。隆起处的材料在车辆反复碾压过程中易被碾碎，形成铺层裂纹，如处理不及时会引发坑洞病害。鼓包病害按照程度大小可划分为：
3.2.1初期隆起
道桥工程桥面使用初期表面产生圆形小幅度的微小隆起现象被称为初期隆起，使铺装层被顶起。沥青砼桥面铺装的刚性底板支撑被脱离，造成了直观上的高低差，如处理不及时就会引起中期裂缝扩展。
3.2.2中期裂缝扩展
基于初期隆起的实际，在车辆反复碾压作用影响下，扩展了“隆起”顶端的三角锉裂纹，并在初期“隆起”的圆形范围的底部产生不可逆的圆形裂纹，并有缓慢闭合的趋势。主要形成原因是“隆起”铺装层位置在行车碾压后“塌陷”所致。
3.2.3完全破坏——塌陷
经过初期隆起和中期裂缝扩展后，水分在车辆碾压荷载作用力下从开裂铺装层下移至铺装层内，最终发展成铺装层和钢板间的拍打效应，引起不可逆的较大变形，最终引起钢板锈蚀或脱层。隆起鼓包部位混合料被碾碎，功能丧失并形成坑洞，对铺装结构和钢板形成严重危害。
3.3潜在病害
3.3.1“死料”问题
料内和螺旋两边的“死料”往往是由于摊铺机的碾压速度时快时慢引起的。混合料温度过高或“容留时间”最大阈值后，混合料将变成“团料”。这些“团料”允许摊铺时间低于反应时间，集料中的大分子链已初步形成。在这个过程中，混合料在摊铺机负荷下，会引起湿度不足、粘结力低下、物料不集中等现象。
3.3.2粘结料与钢板粘结问题
经过室内拉拔试验对比，粘结料与钢板表面的拉拨强度为2. 75 MPa，证明相互之间的粘附性较好。组分按未按科学比例充分混合或者钢材表面清洁度（锈蚀、氧化皮等）不佳等，都会对粘结料与钢板之间的粘结性能造成消极影响，引发铺装层的脱层病害。
3.3.3施工中水的隐患
在施工过程中，对于雨水或露水处理不当，也会导致桥面铺装病害。水会引起桥面起泡现象，如果内部水分、油污等非必须物质在铺装前不能进行充分清理，随着温度的升高而产生汽化，进而产生的高压气体会顶起未固化的铺装层，进而产生“气泡”或“气孔”，破坏铺装层结构。雨水导致的粘结层失效会影响铺装层使用质量。
4.病害的处理技术
4.1早期主要病害的处理技术
控制压路机行走和碾压速度，保持匀速碾压，避免过快或过慢造成的表层集料损坏，减小对铺装层表层的冲击，同时控制混合料的加热温度，避免温度过高。严格控制和检查运料车履带橡胶块脱落情况，发现后及时将异物移除。在邻幅混合料摊铺时，要确保压路机在完全固化的铺装层上进行碾压，避免铺装表面混合料“脱落”。
4.2使用期主要病害的处理技术
4.2.1初期鼓包处治
对于小范围隆起处理起来比较简单。当摊铺进行结束后，仔细检查是否存在初期鼓包情况，一经发现在第一时间用钢针刺穿，将铺装层击实。
4.2.2中期裂缝处治
对于细小裂缝可采用灌缝处理方式，对于裂缝较大的部委可采用灌浆方式处理。在灌浆时，设置好材料配合比，加入少许固化剂，将不同组分搅拌均匀，灌缝过程中缓慢、匀速进行，直到灌缝剂不再下降为止。
4.2.3塌陷及坑洞处治
对于塌陷及坑洞处治主要采用开挖后重新回填的方式进行处理，一般可采用以下两种方式。（1）冷料修补。本工程中，由于原材料是包括环氧树脂，因此可以将环氧树脂与固化剂充分拌和均匀后，与集料在常温下拌和成冷料。储存式冷料必须保持必要的强度、耐水性，并在施工过程中保持水温稳定且而不发生松散。（2）热料修复。热料修复选择的原材料应与新建铺装层使用的混合料保持一致，前提是将破坏的铺装铣刨，同时应确保周边环境干燥、非低温。
4.4潜在病害的处理
及时做好“死料”的预防和清理工作，摊铺机的碾压速度应保持均匀，避免过快或过慢。在粘结料喷洒时要定时检测A、B组分比率，粘结料喷洒前应深度清洁钢板表面的油污、蜡的异物，从而提高粘结料与钢板的粘性。铺装层施工过程中，遇到雨水大雾天气应立即停工，且铺装过程中要尽量杜绝一切水源，做好苫盖防雨工作，做好空气的流通，避免石料受潮，以免粘结层在铺装层间形成薄弱层，影响铺装效果。
5结语
综上所述，道桥工程桥面铺装容易出现一些裂纹、鼓包、材料脱落、甚至塌陷病害，这与外界温度和气候、施工工艺和外力碾压等因素都有一定关系，这些因素的共同作用使道桥工程桥面铺装的这些病害不断集聚，严重的还会导致坍塌危害。为为了最大化实现道桥工程施工质量，要做好对道桥工程桥面铺装病害原因的分析工作，充分掌握道桥工程桥面铺装的施工工艺和施工流程，采取合理的技术措施预防和解决这些病害，从而保障道路运行的稳定与安全。
参考文献：
[1]王润寿等. 环氧沥青混凝土钢桥面铺装病害的原因分析与处治[J]. 石油沥青.2011.2
[2]余建等. 重庆市某桥桥面铺装病害成因分析及重铺措施[J]. 世界桥梁.2011.4
[3]曲磊. 建筑工程大体积混凝土裂缝成因分析及处理措施[J]. .水与水技术（第4辑）[C].2014.5.
论文作者:谭帅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/27
标签：病害论文; 桥面论文; 裂纹论文; 沥青论文; 表面论文; 道桥论文; 异物论文; 《防护工程》2017年第36期论文;