对沥青混凝土桥面铺装病害类型及其产生原因分析

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1、沥青混凝土桥面铺装病害类型及其产生原因分析彭蓉蓉1,彭博2（1、江西省高速公路联网管理中心,江西南昌330003）（2、江西省交通设计院；江西南昌330002）摘要：桥面铺装是目前我国公路工程领域的研究热点之一，不少桥面铺装在通车后短期内出现病害是其引起工程技术人员关注的重要原因。通过对江西省内典型公路上桥面铺装的调查，总结了目前桥面铺装出现的主要病害形式及其成因，为后续工程中避免这些早期病害提供了参考。从调查结果看，主要病害类型为：开裂、坑槽及表面变形与缺陷，这些问题与设计与施工均有直接关系。关键词：桥梁工程；桥面铺装；沥青混凝土；病害类型；原因分析0

2、前言桥面铺装的早期病害是江西省乃至全国范围内桥梁工程中面临的一个重要技术难题。其原因复杂多样。高等级公路中，沥青桥面铺装的比例很高，我国沥青路面设计技术规范中对桥面铺装的设计有专门的规定，推荐的桥面铺装设计图如图1所示[1]。图1技术规范中推荐的桥面铺装设计方案并要求高速公路、一级公路桥面铺装厚度7cm-10cm，二级、三级公路5cm-9cm，且表面层≮3cm。然而，具体应选择的各层材料类型及其具体指标要求、施工工艺等都未明确，而对于重要桥梁或特大型桥梁则要求作专项设计，给实际操作过程带来了很多不确定性，实际工程中仍有很多桥面铺装出现了多种早期病害。本文

3、选择了江西省典型的昌樟、梨温、昌金和九景等几条公路上的桥面铺装进行了病害调查，并对其可能的原因进行了探讨，为后续桥面铺装工程提供借鉴与参考。1桥面铺装损坏类型调查从调查的情况来看，桥面铺装的损坏类型的主要类型有以下几种：开裂、抗槽与补坑、表面变形、表面缺陷。1.1开裂结构缝施工处理不当的薄弱处出现的反射裂缝和桥面系加劲部件顶铺装层出现的横向和纵向裂缝。开裂是混凝土桥面铺装的一种重要的破坏形式，包括相邻两梁端之间的接头处出现横向裂缝、纵向相邻两片梁之间铰接缝处出现的纵向裂缝、连续梁上负弯矩处出现的裂缝以及由上述裂缝构成的网裂，如图2-图4。由于两梁端相邻的

4、湿接头是薄弱环节又位于盖梁上处于负弯矩区，在车辆荷载的作用下，较容易出现横向裂缝，如图2；在调查中还发现，在桥梁的上、下坡的盖梁处铺装层中较多出现贯穿整个桥面的横向裂缝，当铺装层厚度小于5cm，这种情况尤其严重；在相邻两片梁之间的铰接缝处由于箱梁腹板的加劲作用也经常出现应力集中，造成桥面铺装层出现纵向裂缝，当铰接处出现松动，该处的铺装层将出现严重的纵向裂缝，如图3；还有一种就是温缩裂缝，多发生在冬季气温较低时或易发生温度骤变的地区，裂缝的间隔比较有规律。开裂破坏的主要原因，一方面是施工中结构缝处理不当，留下隐患，在车辆荷载的作用下，导致铺装层的损坏。若铺

5、装层下的结构缝处首先出现裂缝，在车辆荷载的反复作用下，沥青混凝土铺装层中产生反射裂缝；另一方面由于桥面系中加劲部件的作用[2]，在铺装层中出现负弯矩区，导致铺装层中出现局部应力集中，在车辆荷载作用下出现疲劳裂缝。图2盖梁顶部相邻两片梁端湿接头处横向裂缝图3相邻梁铰接缝已发展为铺装层的破坏图4横向和纵向裂缝同时出现形成网裂1.2坑槽和补坑重车荷载对局部冲击导致桥面铺装层薄弱区域，如纵缝或铰接处出现局部破碎、坑槽及修补情况。从调查结果来看，坑槽有的发生在行车带上，由于行车的反复冲击作用而致，有的出现在结构缝（如伸缩缝）附近处，有的出现在补块边缘或补块上，如图

6、5～图7。在铺装层偏薄的桥上，这种破坏形式尤其明显。造成铺装层出现坑槽和补块的原因是多方面的。首先，桥面铺装层沥青混合料设计空隙率偏大或者施工时出现离析、压实不足，导致空隙率更大。铺装层在水或荷载的作用下，沥青逐渐失去与矿料的粘结力，从矿料表面脱落，在车辆的作用下沥青混凝土铺装层出现松散状态，以致骨料从铺装层脱落形成坑槽。或者由于施工中沥青混合料加热温度过高，致使沥青老化失去粘结力，造成沥青从矿料表面剥落所致。其次，有的桥面在摊铺沥青混凝土之前凹凸不平，甚至还留有钢筋头露出且铺装层在该处较薄，在行车和温度荷载的作用下，造成这些桥面不平整地方铺装层内产生局

7、部应力集中，首先出现结构性的点损坏，然后逐渐向四周扩散，从而形成坑槽。最后，在补块的附近处，补块沥青混凝土与原来铺装层沥青混凝土的模量、空隙率等相差较大，尤其在结构缝处，结构缝处水泥混凝土与沥青混凝土两种材料属性不同。这两种情况下在行车荷载的反复作用下，在补块和结构缝附近就出现应力集中导致铺装层损坏，如图6和图7。图5铺装层上的坑槽图6伸缩缝处水泥混凝土边铺装层破坏图7修补边缘铺装层破坏1.3表面变形沥青混凝土高温时流动变形导致的在车轮带出现的车辙及其附近的推移。表面变形包括轮迹带纵向变形形成的车辙和纵向局部变形的推挤。表面变形是高等级公路的渠化交通的主

8、要早期损坏形式之一。调查发现，有的桥面铺装通车不到一年就出现明显的车辙，如图8，