沥青混凝土桥面铺装常见病害成因分析

   日期:2008-08-23     来源:中国路桥网     作者:佚名     评论:0    

青龙满族自治县随着公路建设的不断发展,本地区公路交通量和重型车辆的不断增加,尤其是矿石、砂石料车辆的增加,桥面铺装所反应出来的病害问题已经非常的普遍。从2003年至2007年间,所辖公路S252平青乐线、S251出海路桥面病害所表现出来的外在质量问题,它不仅妨碍了正常的交通运行,影响了桥面的美观,也同时更易带来交通事故的发生,这也给维修工作带来了很大困难。几年来,我们对于因桥面铺装问题造成的直接和间接的经济损失给予了足够的重视,并想方设法给以减少到最小程度。

  一、桥面铺装的作用及破坏形式

  1.桥面铺装的功能是保护桥面板不受车辆轮胎(或履带)的直接磨耗,防止主梁遭受雨水的侵蚀,并能对车辆的集中荷载起一定的分布作用。因此,要求桥面铺装具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水的刚度好(与桥面板一起作用时)等特点。

  2.桥面铺装的主要破坏形式及成因。沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有以下几种类型:

  (1)推移和拥包。铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,沥青路面在气温较高时抗剪强度下降,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害。

  (2)松散和坑槽。因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。松散是路表面集料的松动、散离现象;而坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。当面层材料组合不当或施工质量差,结合料含量太小或粘结力不足,使面层混合料中的集料失去粘结而成片散开,形成松散。若松散材料被车轮后的真空吸力及风和雨水带离路面,工是龟裂及其他裂缝进一步发展,使松动碎块脱离面层,便形成大小不等的坑槽。

  (3)车辙。车辙是指沿道路纵向在车辆集中碾压通过的位置,路面产生的带状凹陷,车辙已成为沥青路面的一种主要病害,是导致沥青路面破坏的重要原因。根据深度不同,将车辙程序分成3个等级,车辙深度为6—13mm为轻级;13—25mm为中级;大于25mm为重级。

  (4)平整度达不到要求。摊铺机械性能好坏,决定着铺装层的平整度。我单位近几年所施工的一些工程,就是一个很好的例子:出海路采用一台5.5m的小型沥青摊铺机半幅铺筑,桥面接缝多,在铺筑时,几乎是人工在摊铺,根本谈不上平整度,勉强能达到二级路的验收标准,而采用12.0m的大型沥青摊铺机,一次成型,路面的平整度有了大大的改善。

  摊铺机基准线的控制,也影响着平整度值。目前使用的摊铺机大都有自动找平装置,摊铺是按照预先设定的基准来控制,但施工单位往往不够重视或由于高程的操平误差,形成基准控制不好、基准线因张拉力不足或支承间距太大而产生绕度,使面层出现波浪。

  摊铺机操作不正确,最容易造成桥面出现波浪、搓板。无论在施工中采用哪一种型号的摊铺机,若摊铺机操作手不熟练,导致摊铺机曲张前进、运料车在倒料时撞击摊铺机、摊铺机不连续行走或在行走过程中熨平板高低浮动等不规范作业,都会使路面形成波动或搓板;

  (5)开裂。开裂是路面出现裂缝的现象,在桥面铺装中也是属于较为常见的损坏现象。开裂的种类和原因有多种,上述各种变形伴有裂缝出现,而这时指的开裂是路面在正常使用情况下,路表无显著永久的变形而出现的裂缝—疲劳开裂。其特点是首先出现较短的纵向开裂,继而在纵裂的边缘逐渐发展为网状开裂,开裂面积不断扩大。桥面铺装一旦出现裂缝,水分将沿缝侵入,使之变软而导致承载能力降低,加速裂缝发展。更可能会引起其他的病害,比如坑槽、松散。

  二、其他成因

  1.施工工艺中引起不均匀的原因。沥青桥面铺装在病害发生在从集料的购买到最后沥青混合料摊铺压实完成的整个桥面铺装的建设过程中。这里面既有道路建筑机械本身存在的缺陷而带来的混合料不均匀,也有施工过程中人为因素不遵守施工规程而造成的混合料离析。在对多条公路的料场、拌和设备、摊铺设备和施工过程调查分析后,将发生离析的主要环节及原因总结以下几点:

  (1)原材料质量不稳定,先后供应的材料性能指标不同;另外材料运到料场后存储不当,常有混料现象发生,这都将导致混合料的级配偏离标准级配,形成路面离析。

  (2)沥青混合料拌和设备控制不严格,如运输带送料调整不及时,热料筛网不符合级配要求,拌和的混合料级配与设计级配产生偏离,先后拌和的混合料存在较大差异。

  (3)装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架沉降及预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度。如果调整不好,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。这样一来,当受到

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外力重载碾压及不均匀荷载作用下时,尤其是在夏季气温高的时候,便会不同程度地出现拥包、推移等情况。

  (4)梁顶清理不利、清理不干净、有多余杂物,如细沙、干土杂物等现象,造成铺装层与主梁结合欠佳。

  (5)摊铺完成后压路机压实不均匀,造成铺装层材料的内部结构不一致。

  2.桥面防水层的影响。由于柔性防水层的强度与主板和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚一柔一刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板板中部的板底拉应力。处于防水层的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的缝隙越来越大,直到松散脱落。

  3.超载车辆对桥面作用力。由于桥面铺装层部分采用柔性路面材质,在重车及超重车(规定10吨,实际30吨—100吨)活载的作用之下,使得桥面板自身挠度增大,变形增加,当变形超过标准规定限值时,桥面铺装将变得不再稳定,趋于变形状态,当超重荷载反复作用之后,致使桥面铺装产生推移、开裂、坑槽,甚至松散等病害,且会急剧发展。

  三、结语

  以上对柔性桥面沥青混凝土铺装病害及其产生原因进行了初步分析,例举了桥面铺装病害特征及其破坏的原因,使我们初步认识到在以后的工程施工中应注意的一些具体方法及问题。

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