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瀝青混凝土橋面鋪裝常見病害成因分析

10-31 22:03:23  瀏覽次數:421次  欄目:交通工程
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  青龍滿族自治縣隨著公路建設的不斷發展,本地區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,橋面鋪裝所反應出來的病害問題已經非常的普遍。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出來的外在質量問題,它不僅妨礙了正常的交通運行,影響了橋面的美觀,也同時更易帶來交通事故的發生,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濟損失給予了足夠的重視,并想方設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。

  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:

  (1)推移和擁包。鋪裝層內部產生較大的剪應力,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合面粘結力差,抗水平剪切能力較弱,瀝青路面在氣溫較高時抗剪強度下降,在水平方向上產生相對位移發生剪切破壞,產生推移、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構的大撓度而產生的裂隙,在車輛荷載及滲入的水的作用下產生面層松散和坑槽破壞。松散是路表面集料的松動、散離現象;而坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。當面層材料組合不當或施工質量差,結合料含量太小或粘結力不足,使面層混合料中的集料失去粘結而成片散開,形成松散。若松散材料被車輪后的真空吸力及風和雨水帶離路面,工是龜裂及其他裂縫進一步發展,使松動碎塊脫離面層,便形成大小不等的坑槽。

  (3)車轍。車轍是指沿道路縱向在車輛集中碾壓通過的位置,路面產生的帶狀凹陷,車轍已成為瀝青路面的一種主要病害,是導致瀝青路面破壞的重要原因。根據深度不同,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)平整度達不到要求。攤鋪機械性能好壞,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,勉強能達到二級路的驗收標準,而采用12.0m的大型瀝青攤鋪機,一次成型,路面的平整度有了大大的改善。

  攤鋪機基準線的控制,也影響著平整度值。目前使用的攤鋪機大都有自動找平裝置,攤鋪是按照預先設定的基準來控制,但施工單位往往不夠重視或由于高程的操平誤差,形成基準控制不好、基準線因張拉力不足或支承間距太大而產生繞度,使面層出現波浪。

  攤鋪機操作不正確,最容易造成橋面出現波浪、搓板。無論在施工中采用哪一種型號的攤鋪機,若攤鋪機操作手不熟練,導致攤鋪機曲張前進、運料車在倒料時撞擊攤鋪機、攤鋪機不連續行走或在行走過程中熨平板高低浮動等不規范作業,都會使路面形成波動或搓板;

  (5)開裂。開裂是路面出現裂縫的現象,在橋面鋪裝中也是屬于較為常見的損壞現象。開裂的種類和原因有多種,上述各種變形伴有裂縫出現,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的裂縫—疲勞開裂。其特點是首先出現較短的縱向開裂,繼而在縱裂的邊緣逐漸發展為網狀開裂,開裂面積不斷擴大。橋面鋪裝一旦出現裂縫,水分將沿縫侵入,使之變軟而導致承載能力降低,加速裂縫發展。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生在從集料的購買到最后瀝青混合料攤鋪壓實完成的整個橋面鋪裝的建設過程中。這里面既有道路建筑機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程而造成的混合料離析。在對多條公路的料場、拌和設備、攤鋪設備和施工過程調查分析后,將發生離析的主要環節及原因總結以下幾點:

  (1)原材料質量不穩定,先后供應的材料性能指標不同;另外材料運到料場后存儲不當,常有混料現象發生,這都將導致混合料的級配偏離標準級配,形成路面離析。

  (2)瀝青混合料拌和設備控制不嚴格,如運輸帶送料調整不及時,熱料篩網不符合級配要求,拌和的混合料級配與設計級配產生偏離,先后拌和的混合料存在較大差異。

  (3)裝層厚度偏小。由于橋梁上部結構在施工中支架沉降及預應力反拱無法十分準確地預測,或由于施工工藝控制欠佳,施工中主梁頂面標高與設計值相符是比較困難的,一般在測量主梁頂面標高后對其進行調整以保證橋面的厚度。如果調整不好,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擁包、推移等情況。

  (4)梁頂清理不利、清理不干凈、有多余雜物,如細沙、干土雜物等現象,造成鋪裝層與主梁結合欠佳。

  (5)攤鋪完成后壓路機壓實不均勻,造成鋪裝層材料的內部結構不一致。

  2.橋面防水層的影響。由于柔性防水層的強度與主板和鋪裝層的強度有差異,它的存在使上部結構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力。處于防水層的鋪裝層一經開裂,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,在重車及超重車(規定10噸,實際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,當變形超過標準規定限值時,橋面鋪裝將變得不再穩定,趨于變形狀態,當超重荷載反復作用之后,致使橋面鋪裝產生推移、開裂、坑槽,甚至松散等病害,且會急劇發展。

  三、結語

  以上對柔性橋面瀝青混凝土鋪裝病害及其產生原因進行了初步分析,例舉了橋面鋪裝病害特征及其破壞的原因,使我們初步認識到在以后的工程施工中應注意的一些具體方法及問題。

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