沥青混凝土桥面铺装层病害分析及处置方法探讨

摘 要 随着我国社会经济的快速发展，桥梁工程日益增加，当前我国桥梁桥面铺装多选用沥青材料，但是在外部环境影响下会出现病害，需注重桥面维护。本文首先阐述了沥青混凝土桥面铺装层病害，其次总结了病害出现的原因，然后提出病害处置方法。

关键词 桥梁；沥青铺装层；裂缝病害；处理措施

前言

车辆反复运营造成桥面铺装层会出现各类病害，对桥梁的正常使用造成不利影响。对此，需对病害产生的原因进行分析，掌握病害处置的正确方法，及时修补病害，以保证桥面美观、平整。

1 沥青混凝土桥面铺装层病害类型

以湖南省高速公路为例，项目单位对桥面进行了外观检测，经检测发现：桥梁桥面铺装整体状况较好，病害主要表现为坑槽、车辙、横向裂缝。对病害出现原因进行分析，主要如下：

1.1 坑槽

坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。汽车在桥面上行驶、制动或变速时会产生一定的水平力，桥面铺装层横向推移。为保证铺装层和梁板体的协同作用，黏结层中会出现剪应力。假如汽车行驶过程中产生的横向最不利荷载为，黏结层中产生的剪力为。根据牛顿流理论，黏结剪力大小为：

因为汽车制动过程中引发的横向力大于汽车正常行驶时，铺装层受汽车反复碾压，伴有超载与重载车行驶现象，当黏结层的抗剪能力不符设计标准则易出现坑槽[1]。

车辙为铺装层在车辆荷载的反复作用下形成的永久性变形，病害表现为行车道轮迹上出现纵向沉陷[2]。根据沥青混凝土桥面铺装层深度差异，可将车辙分为三个等级：深度为6～13mm的轻级车辙，深度为13～25mm的中级车辙，深度大于25mm的重级车辙。

1.3 开裂

沥青混凝土桥面铺装层开裂分为横向裂缝、纵向裂缝等，病害特征如下：先出现较短的纵向开裂，后沿着裂缝边缘发展为网状开裂。当桥面出现开裂后，路面水分下渗，铺装层承载力降低，逐渐发展为坑槽、松散等病害。

2 沥青混凝土桥面铺装层病害成因

2.1 坑槽出现的原因

坑槽出现的原因多样，如下：铺装层沥青混合料孔隙率较大，沥青与矿料间的黏结力不足，沥青从矿料表面脱离，车辆反复碾压后铺装层松散；施工中未对沥青混合料加热温度进行控制，材料老化、黏结力下降。

2.2 车辙出现的原因

车辙出现原因多为重载交通作用、材料不佳等。在高温季节，铺装层材料性能退化，力学强度降低，材料的黏塑性与流变性影响下，材料的残余变形增大。因此，高温环境下车辙破坏出现的可能性更高。

2.3 裂缝出现的原因

横向裂缝出现原因：桥面铺装层承担活载过大引发部分弯矩，钢筋混凝土调平层中布设的钢筋数量不足；纵向裂缝出现原因：铰缝混凝土浇筑密实度不足，结构强度低，造成铰缝负荷能力薄弱，又因超载问题严重，桥面铺装层铰缝则顺着纵向裂缝方向发展；网缝：在雨季易出现，沥青层密实度不高，不能顺应外部环境变化，使用时间过长或未设置好防护措施，则会造成沥青层老化、表面张力减小。

3 沥青混凝土桥面铺装层病害处置方法

3.1 坑槽修补法

坑槽处置应遵循“方正”原则，即将不规则形状的坑槽修补为正方形或长方形。处理中需按照与路中心线平行或垂直的轮廓线对坑槽进行开挖，而坑槽底部与周边需均匀涂抹黏层油。需注意的是，填筑时需控制好沥青混合料的使用量，分层、有序完成填筑、碾压作业[3]。安排施工人员使用工具对坑槽边角反复捣实，参照施工的相关要求碾平、压实。开槽至稳定部位，保证槽壁垂直、表面平整，并对槽底进行全面清理。

3.2 车辙处理法

車辙处理方法如下：对于表面磨损过度的车辙，则需要使用铣刨机或风镐对车辙进行翻松，后清除干净，铺筑前需均匀喷洒0.3～0.5kg/m2的黏层沥青；材料配置需与原有桥面施工材料保持一致，填筑至桥面横坡；周边接茬处需整平密实。对于因横向推挤形成的横向波形车辙，按照上述步骤对路面横坡铣高补低，恢复路面横坡，若车辙因路面不稳定夹层引起，则应清除，重新铺筑面层。

3.3 裂缝处置方法

对于桥面开裂，可采用表面涂抹贴补法，使用加热沥青油涂抹于裂缝表面，或通过灌缝法进行处置。先将缝隙中的杂物清出，用压缩空气去除尘土，后用热沥青或热化沥青进行封堵处理。对于裂缝宽度大于6mm的，则需修正缝隙边缘线，裂缝开槽后吹净，用细粒式热拌沥青混合料进行填充、捣实，并用洛铁进行封口，并均匀撒沙，用乳化沥青混合料填封。

若裂缝范围较大、深度较深，则可采用铺装层改造法、局部挖除修补法与混凝土置换法对桥面开裂进行处置。其一，改造法，对铺装层进行改造，优化结构整体受力状态；其二，挖除修补法，先标识出路中心线平行或垂直的挖除修补轮廓线，均匀涂抹黏层油，分层压实，并用工具反复捣实；其三，混凝土置换法，配置高性能沥青混凝土，将已经病害范围内的混凝土剔除，置换入新材料，保证桥面的正常运行并延长其使用寿命。

4 结束语

综上所述，对于桥梁沥青铺装层病害的处置，必须从设计方案优化、材料控制与施工过程监控三个方面入手，及时做好路面保养工作。依此降低桥梁铺装层病害出现的可能性，延长桥梁使用寿命，保证路面车辆通行安全。

参考文献

[1] 孙海军，陈苏.材料与结构因素对混凝土桥沥青铺装层的耐久性影响研究[J].中外公路，2014，34（6）：260-263.

[2] 李萍，念腾飞，张雅莉，等.基于斜剪试验的水泥砼桥面沥青铺装层抗剪切性能研究[J].武汉理工大学学报，2015，37（11）：48-53.

[3] 黄山井，刘阳，武泽聪，等.沥青路面修补的坑槽形状及其性能特点[J].筑路机械与施工机械化，2011，28（12）：40-43.

作者简介

龚勋（1982-），男；工程师；学历：研究生，现就职单位：湖南省高速公路建设开发总公司株洲管理处，研究方向：高速公路桥隧养护管理。