桥面铺装结构缺陷处理

Nino · 发表于 2022-1-12 15:01:23

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根据XX西部课题“桥面铺装材料与技术研究”成果和工程实践总结，《公路沥青路面设计规范》推荐了适合于非冰冻地区高速公路、一级公路的大、中、小桥的桥面铺装结构以及特大桥、重要大桥以及冰冻区桥梁的铺装结构，以供参考。桥面铺装应重视防水层与下面层结构、厚度相匹配。当采用沥青混凝土下面层时，应严格控制热拌沥青混凝土的孔隙率满足《公路沥青路面设计规范》的要求。

一、早期铺装典型结构

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早期的防水粘结层采用（改性）乳化沥青粘层，后来大量使用水溶型防水材料。桥面沥青混凝土铺装层现在一般采用双层铺装，而过去一般为单层铺装。在高速公路中，为了施工方便，单层铺装混合料往往是相邻路段路面的上面层混合料类型；上、下层铺装混合料往往是相邻路段路面的上、中面层混合料类型。
二、桥面铺装结构缺陷
1.因层间粘结力不足，以至在水的侵蚀下，易产生脱层、推拥病害。
2.因防水性能不足，水侵蚀铺装结构层引起桥面板腐蚀及钢筋锈蚀，海洋性气候及北方有冻融地区尤其严重。
3.因混合料的性能、调平层性能、桥梁结构构造、道路线形等引起的其它破坏。
三、工程案例
（一）渝黔高速公路七里半大桥
1.桥梁结构及铺装概况
渝黔(XX- 贵阳) 高速公路七里半大桥位于弯道内，纵向位于长下坡（竖曲线)末端，为简支T 梁连续桥面结构。桥面铺装层结构原设计为乳化沥青粘结层上直接铺装5cm改性沥青AK -13沥青混凝土。

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2.破坏现象
自2001年通车以来，通车不到一年就出现损坏，运营3年后，左幅（贵阳-XX）桥面铺装更是发生了大面积破坏，并于2004年进行了局部挖补。但目前的桥面病害程度进一步加剧，主要病害表现为：推移、裂缝（龟裂、横向、纵向和其他不规则裂缝）、沉陷、麻面、松散等，破坏范围遍及左幅全段，桥面铺装的结构功能遭到了严重损坏。

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3.破坏原因分析
（1）层间粘结不足：根据软件计算分析，得出该桥桥面铺装层间最大剪应力为0.66MPa，实验室模拟该桥桥面铺装结构制作的试件，得出采用乳化沥青及改性乳化沥青防水层的层间抗剪强度，分别为0.25 MPa、0.45 MPa，显然采用乳化沥青或改性乳化沥青作防水层，层间抗剪强度均不满足要求。
（2）桥梁线形：该桥的平面线形为弯坡斜桥同时纵向又位于长下坡（竖曲线）末端，车辆驶入该路段时，一般需经过高速（制动）-低速（加速）-高速的过程，在转弯上坡时，铺装层除承受上述剪应力外，还将承受离心力和重力的作用，并在铺装层中产生指向路缘的横桥向剪应力和指向下坡的顺桥向剪应力，再加上转向行驶，车辆对路面的剪应力急剧增加，加大了铺装层的破坏。
（3）沥青铺装层材料对铺装层破坏的影响：AK -13开级配抗滑表层实际空隙率约8%，易松散，根本不能阻止水的渗入，因此该级配混合料不宜用作桥面铺装层。
4.处治方案

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（二）沈阳北海高架桥
1.桥梁结构及铺装概况
沈阳北海高架桥地处我国东北寒冷地区，为连续箱梁结构桥梁，该桥于1991年建成通车。大桥全长1077.6米，宽11.5米。但多年来由于交通量大，超载现象严重，该桥桥面防水层疏松、粉化，部分桥面有坑槽及钢筋外露现象。

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2.破坏现象
2008年对该桥桥面现场调查发现，桥面铺装出现大量坑槽、裂缝、叽浆及修补以后的再损坏，水泥混凝土调平层腐蚀严重，出现块裂、钢筋外露；桥面板钢筋外露防撞墙腐蚀破坏。

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3.破坏原因分析
（1）层间结合能力差：桥面没有粘结层、防水层、防水隔离层等防水粘结体系，导致桥面板与调平层，调平层与沥青铺装层，层间结合能力差。
（2）调平层损坏：连续箱梁结构桥梁存在支座的负弯矩区及悬臂翼缘的负弯矩区等，在行车荷载作用下，桥梁结构的荷载变形引起调平层与铺装层之间存在较大剪应力，而导致铺装层与调平层常年分离；在行车荷载作用下，在调平层与桥面板分离的条件下，调平层底面会产生较大拉应力，调平层率先破坏及沥青铺装层与调平层的界面破坏，引起铺装层产生坑槽、网裂。
（3）气候恶劣：冬季撒盐除雪等措施加速铺装层、水泥混凝土调平层及桥梁结构的破坏。
4.处治方案
（1） “浇注式沥青混凝土 + SMA”
将原铺装结构清除后，对桥面板进行打砂处理，洒布环氧树脂下封闭层，涂布AMP-100防水粘结层，然后铺筑浇注式沥青混凝土GA10和改性沥青SMA13，具体方案详见下表。