桥面铺装层缺陷及养护办法
一、桥面铺装层的常见缺陷及原因
1.沥青类铺装层常见病害及成因
(1)裂缝 是由沥青混合料抗剪强度低,黏结力差所致,也有部分裂缝为桥面反射裂缝,其形式有纵缝、横缝或网裂、龟裂。
①横向裂缝产生的原因,由温度收缩应力导致铺装层横桥向开裂或支座顶面受负弯矩的影响,加之车辆荷载的冲击作用,导致铺装层啃边,当铺装层薄弱且没有足够的纵向钢筋承受冲击荷载时,就会产生横向裂缝,在车辆荷载重复作用下横向裂缝发展成为横向开裂。
②纵向开裂产生的原因,主梁(板)自身抗弯刚度较大,竖向位移较小,桥梁的横向刚度较小,板间横向传力靠铰缝和铺装层共同传递。板缝间的铺装层受弯剪作用,以抗剪为主。在多次重复荷载作用下,沿板缝间纵向开裂,当桥梁超载运营时,主梁(板)挠度加大,更加剧了桥面铺装的纵向开裂。桥面纵向开裂的危害在于极大地削弱了桥梁的横向刚度,使得荷载分布不均匀,导致桥梁整体承载能力严重下降。
(2)松散 是由行驶车辆的反复作用,使得铺装层表面的细集料慢慢松散、脱离,表面出现锯齿式的粗糙状态,主要是由其面层材料不良所致,如石料抗磨耗性能不好,石料与沥青的黏附力不良,沥青混合料碾压不足或油石比少。
(3)车辙是铺装层的各层材料在汽车荷载重复作用下进一步压实,沥青层中材料的侧向位移而形成的永久变形。尤其是热稳定性差的面层材料的侧向位移现象严重,车辙也更明显。
(4)壅包 是桥面沥青混凝土动稳定性不足,抗剪强度低,在车载作用下,引起了桥面无确定面的剪切变形;沥青铺装层与混凝土层黏结强度不足,或下层混凝土强度低,施工振捣不均匀,表面存在浮浆,在车辆荷载作用下,沿黏结层发生滑动变形;水分下渗,特别是冬季洒盐除雪,盐水下渗,加之在车辆荷载的反复作用下,造成防水混凝土腐蚀、剥落,形成水包,挤压变形形成壅包。
(5)铺装层坑槽 是由于壅包破裂,以及裂缝特别是不规则的裂缝位置挤浆、破碎所致。沥青混合料水损害是形成桥面坑槽的重要原因。
(6)泛油 是由于沥青用量过多,骨料级配不良,以及沥青材料软化点太低所致。桥面出现泛油后,车轮过桥时粘轮,下雨时易于打滑,使行驶安全度降低。
(7)跳车 主要是在桥跨结构物的连接部位,由于结构物与填土部位之间的不均匀沉陷或结构物接头不平,使过桥车辆产生跳车。
2.普通水泥混凝土铺装层的病害
(1)裂缝 是因施工质量不好、温度变化以及桥面板或梁结构产生过大弯曲应力所致。裂缝形式有网裂、纵横裂缝等。
(2)磨光 是铺装层的石料抗磨耗性能差,被行驶的车辆磨耗,形成平滑的状态。
(3)露骨 是由于施工时没有一次成型,或者由于产生裂缝后在车辆冲击力的作用下,表层产生局部破损石料裸露。
(4)跳车 与前述沥青铺装层产生的原因相同。
二、桥面铺装层的养护与维修
1.桥面铺装层的养护
(1)桥面经常清扫,保持桥面清洁;桥面在雨后积水及时通过泄水管口排除,不要积存;冬天结冰或在下雪后,应及时清除桥面上的冻块或积雪;严禁在桥面上堆积杂物或占为晒场等。
(2)沥青混合料桥面出现泛油、壅包、裂缝、波浪、坑槽、车辙等病害时,应及时处治。当损坏面积较小时,可局部修补;损坏面积较大时,可将整跨铺装层凿除,重铺新的铺装层。一般不应在原桥面上直接加铺,以免增加桥梁荷载。
(3)水泥混凝土桥面出现断裂、拱胀、错台、起皮、露骨等病害时,应及时处理。损坏面积较大时,应将原铺装整块或整跨凿除,重铺新的铺装层。
2.水泥混凝土桥面铺装层病害通常的维修方法
(1)原结构凿补。将原水泥混凝土铺装层的表面凿毛,并尽可能深一些,使骨料露出,用清水冲洗干净并充分湿润,再涂刷上同强度等级的水泥砂浆(或其他黏结材料),最后铺筑一层4~125px厚(在桥梁荷载能力容许的前提下)的水泥混凝土铺装。
(2)改建路面。采用黑色路面修补桥面铺装。修补材料可采用沥青表面处治或沥青细砂罩面,也可加铺一层2~75px的沥青混凝土,并注意施工前应涂刷黏层沥青,使新旧面层结合良好。
(3)重做铺装层。桥面铺装层如已损坏严重可采用全部凿除重筑铺装层的方法修补,新铺的面层可采用普通水泥混凝土、钢纤维混凝土、聚合物水泥混凝土、钢纤维聚合物水泥混凝土等材料。
(4)桥面防水层如有损坏,应及时修复
三、桥面铺装层加固(补强层加固法)
(1)采用桥面补强层加固法时,需将原桥面铺装全部凿除或凿毛,然后加铺一定厚度的补强层,以增大主梁有效高度及改善桥梁荷载横向分布能力,从而达到提高单梁承载能力或桥梁结构整体承载能力的目的。
(2)该加固方法实施的前提是原主梁具有足够的配筋率且桥梁结构处于良好的工作状态。
(3)采用此法时先将原有桥面铺装层凿除并冲洗干净,在梁顶部每隔一定间距设置柱状剪力键,以增加新加桥面铺装层和主梁的连接能力和抵抗水平剪力,当采用此法进行加固时,可以不再重做桥面铺装,仅在表面加铺沥青磨耗面层即可。
(4)该方法的缺点在于凿除或凿毛桥面铺装时一般无法采用机械化施工手段,因此,用工量较大,工期较长,并有可能对原结构(如主梁等)造成一定的损伤,因此,该方法一般是结合桥梁的整体加固同时进行,在较小跨径的梁板式桥中比较适用。