桥面沥青混凝土铺装

浅析水泥砼桥面铺装层水损害的成因及防治摘要：水泥砼桥面的桥面沥青砼铺装中，由于受到固有条件的约束，使得铺装层的压实度常常不足，从而在使用过程中极易出现水损害现象。结合沿海高速公路射阳河桥面铺装的实际应用效果，提出桥面沥青混合料单独进行配合比设计，使沥青混合料具有易压实的特点，以适应桥面铺装的需要，保证铺装层的密实度。关键词：桥面铺装沥青混凝土水损害配合比设计0前言在高速公路沥青路面使用过程中，桥面沥青砼往往首先会出现坑槽、拥包及松散等病害现象，与近年来高速公路沥青路面工程质量大幅度提高形成了鲜明的对比。如何提高桥面沥青砼的使用寿命，是路面施工中需深入研究的问题之一。1现状分析桥面沥青砼的破坏现象以及其破坏形式已引起广大道路工作者的注意，在已有对桥面铺装的研究中，分析病害成因主要有两种形式：①铺装层与桥面板粘结效果不好，抗水平剪切力不足，引起推移等变形；②温度变化使桥面板产生挠度变形，使铺装层产生裂隙，进而在车辆荷载及渗入水的作用下产生坑槽等松散破坏。除上述成因外，施工控制中桥面沥青砼压实度不足致使降水极易渗入，是桥面沥青砼铺装层破坏的另一重要原因。从国内相关的桥面铺装层病害调查结果来看，病害现象多为坑槽、松散等水损害现象，铺装层压实度不足是其主要原因之一，桥面使用期间，降水渗入沥青砼无法排出，而在车辆荷载作用下沥青铺装层发生破坏。本文就桥面沥青砼铺装层压实度不足这一现象进行分析，以此与广大道路工作者进行交流。水泥砼桥面铺装层在施工过程中受到诸多约束条件，使得桥面沥青砼极易形成压实不足的现象，约束条件包括：①水泥砼板刚性大，沥青混合料在碾压成型时的受力状态区别于正常路段，混合料在碾压过程中易出现“推移”现象，难易压实；②在大型桥梁铺装层施工时，为确保桥梁结构安全，一般减少压路机的振动，由此影响了沥青混合料的压实度；③大型或特大型桥梁桥面铺装施工过程中，施工环境中风速较大，沥青混合料温度散失更快，进而影响混合料的碾压效果。由于施工过程所受诸多约束条件，桥面铺装层易出现压实不足现象。以笔者所参与建设的华东某条高速公路为例，在桥面铺装层下层完毕后，对全线路面开展渗水试验调查，以此试验结果间接评判路面的压实效果，在进行的273点渗水试验结果中，以“不大于50mL/min”为标准，全线中粒式面层总体合格率为82.8%，而桥面铺装层的合格率为61.1%，桥面沥青砼的密水性明显低于正常路段。2病害解决思路在对桥面铺装的已有研究中，前期主要集中在钢桥面铺装中，形成的铺装体系主要有：双层SMA、环氧沥青混凝土和浇注式沥青混凝土。随着人们对水泥砼桥面施工质量日益重视，钢桥面铺装研究的成果逐渐在水泥砼桥面铺装中也开始尝试运用，其中双层式SMA由于其施工工艺易掌握，同时具有易碾压、空隙率小等特点，运用相对广泛，如杭州湾跨海大桥水泥砼桥面。SMA材料的特性主要为易碾压、空隙小，同时与原桥面粘结良好是其在桥面铺装中取得成功的主要原因。相对于常规的桥面沥青砼铺装所选择的材料和结构，如AC-20沥青混合料，SMA材料造价相对高，同时其施工工艺有较大差异。对于初期投资奖金紧张，或是没有SMA材料施工经验的项目，在常规沥青混合料配合比设计中借鉴SMA材料的特点是解决桥面沥青砼铺装层病害的思路之一。已有工程经验显示，在桥面沥青砼铺装中选择与正常段落一致的配合比，极易形成水损害的隐患。因此，本文提出当由于各方面因素的约束下，桥面沥青砼铺装材料只能选择常规的沥青混合料时，应在沥青混合料的配合比设计中充分考虑到桥面铺装的特点，借鉴SMA材料的特点，使得沥青混合料易碾压、空隙率小，从而保证桥面沥青砼的铺装质量。3工程案例根据上述解决思路，笔者在沿海高速公路连盐段的射阳河桥上，尝试进行应用。射阳河桥位于沿海高速公路盐城段内，起止桩号为K95+187.18〜K95+683.78，桥长496.6米，桥面铺装采用6cmAC-20S改性沥青混合料+4cmAK-13S改性沥青混合料。3.1配合比设计结果在桥面铺装下层中，对于AC-20S混合料重新进行了配合比设计，配合比设计中将目标空隙率降低，取值参照SMA混合料（重载交通为3〜4.5%），为对比实施效果，左右两幅铺装中选用不同的配合比，左幅采用与正常路段相同的配合比，右幅采用单独设计的配合比。

表1为两幅桥面沥青砼的体积性质。实际施工中，左右幅采用同样的施工工艺，同时为保证桥面铺装层的质量，混合料的施工温度均提高5〜10°C。项目混合料类型表1油石比（%）两种配比的沥青混合料马歇尔试验结果VMA(%)VFA(%)毛体积密度（g/cm3）理论密度（g/cm3）空隙率（%）右幅（单独设计配合比）SBS改4.72.4202.5163.813.2871.17性沥青-左幅（正常段落配合计）AC-20S4.62.4122.5204.313.4768.193.2实体工程检测结果实体工程检测以压实度、渗水试验检测结果评价左右两幅桥面铺装质量。①渗水试验检测项目为双向六车道设计，以螺旋线形式在三个车道分别进行渗水试验，试验结果见表2,以《江苏省高速公路沥青路面施工指导意见汇编》（2005.5）为判定依据，在50mL/min的技术要求下，未调整配合比的左幅渗水试验合格率为77.8%，调整配合比的右幅渗水试验合格率为100%。除去沥青混合料离析的影响，由试验结果可看出右幅沥青砼的密水性得到了提高。表2路面渗水试验检测结果渗水系数渗水系数桩号试验点位置桩号试验点位置(mL/min)(mL/min)K95+210距中护栏2.5m10K95+210距中护栏2.5m12右幅K95+250距中护栏5.5m40左幅K95+240距中护栏5.5m8.7K95+280距中护栏8.5m0K95+280距中护栏8.5m89（单独-（正常K95+350距中护栏5.5m0K95+330距中护栏5.5m6设计配-—段落配—合比）-K95+410距中护栏2.5m0合计）K95+410距中护栏2.5m0合比）K95+470距中护栏5.50m12合计）K95+470距中护栏5.50m10K95+530距中护栏8.5m12.7K95+530距中护栏8.5m72K95+600距中护栏5.5m9K95+600距中护栏5.5m0K95+670距中护栏2.5m0K95+670距中护栏2.5m22.7②压实度检测考虑到对桥面沥青混合料配合比调整主要为提高桥面沥青砼压实度，对桥面沥青砼压实度进行了普查，对整个桥面以50m为一个横断面，每个横断面分成5个点，用核子密度

仪对路面密度进行测试，了解桥面沥青砼的压实状况，检测结果见表3。从检测结果来看，两幅沥青砼铺装层压实度均较理想，右幅铺装层压实度相对高。表3桥面铺装层压实度检测结果试验位置理论压实度检测结果（％）距中护栏 距中护栏 距中护栏 距中护栏 距中护栏桩号1.5m 4.5m 7.5m 10.5m 14.5mK95+65095.2 95.9 96.4 96.2 95.8K95+55095.1 95.7 95.9 95.6 95.0右幅（配合比调—K95+45095.4 95.1 94.5 95.6 95.9整段落）—K95+35095.9 95.6 95.4 95.4 96.4K95+25096.1 95.3 95.6 95.7 95.4压实度平均值95.5 95.5 95.6 95.7 95.7K95+65093.4 95.3 94.9 95.8 95.9K95+55093.5 95.5 95.4 95.5 95.6左幅（配合比未K95+45094.2 95.8 94.6 95.6 94.3调整段落）K95+35092.7 94.2 94.2 95.8 95.6K95+25094.8 95.4 96.3 95.1 95.6压实度平均值93.7 95.2 95.1 95.5 95.4注：核子密度仪校准密度曲线由正常段落测得。3.3工程使用状况上述实体工程检测结果可看出，由于施工过程中严格控制，桥面左右两幅铺筑质量均良好。从使用状况来看，项目从2006年通车以来，左右两幅的均没有出现病害现象。4结论本文尝试对桥面沥青砼铺装层的病害成因及病害