桥面铺装是整座桥上最"辛苦"的部位,直接承受车轮、水、温度、除冰盐,还要跟着主梁一起变形。很多桥通车三五年,铺装就开始推移、拥包、坑槽、网裂,养护单位年年补、年年坏。查来查去,沥青材料本身常常没大问题,真正出事的,是面层、防水粘结层、混凝土基面这三层之间的"界面"。
先把结论放前面:桥面铺装是一块三明治,面层、防水粘结层、混凝土基面任何一层松动或者含水,面层就会成块被车轮推走;防水层一旦破坏,水进到混凝土里,钢筋锈蚀、混凝土胀裂只是时间问题;而排水和细部收头做不好,前面所有功夫都白费。
一、铺装病害,先分清坏在哪一层
同样一条裂缝,成因可能完全不同,处理办法也就完全不同。工程上习惯按病害形态分三类看:
变形类,包括车辙、拥包、推移。这类病害几乎都指向层间抗剪不足,也就是面层和下面那层没粘牢,车轮的横向和纵向剪力把面层"搓"动了。桥面有纵坡、有弯道、有频繁制动的位置,最容易出现。
开裂类,包括纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝。横向裂缝多与桥面板负弯矩区、伸缩缝附近有关;网状裂缝常见于铺装自身疲劳;还有一种是混凝土调平层裂缝向上反射。
水损坏类,包括坑槽、松散、翻浆。这类病害的根子在防水失效加排水不畅,水从缝隙进去,在层间反复冻融、冲刷,最后把面层顶烂。
判断病害时,先别急着归到沥青质量上,把这三类对应到层间界面、防水层、排水系统上,方向往往就对了。
(此处建议插入现场图:桥面铺装推移拥包病害,来源建议用养护单位现场照片或中国公路网公开图)
二、混凝土基面处理,这是根
面层能不能粘住,七成取决于混凝土基面。桥面板或者调平层浇筑后,表面一层浮浆强度低、还常常挂着养生剂和油污,这些东西不除掉,防水层和粘层油就是刷在"面粉"上。
现场要盯住几件事:一是凿毛或者抛丸,把浮浆清掉、露出新鲜骨料,形成足够的构造深度和粗糙面;二是彻底清除油污、浮灰、松散颗粒,高压水冲洗后必须干燥;三是检查平整度和横坡,局部高差大的地方用同强度细石混凝土或者环氧砂浆修平;四是严禁在雨后、基面还潮的时候上防水层。
最常见的三个错误:只扫不凿,看着干净其实一层浆皮;养生剂残留没处理,防水层整片起皮;赶工期基面没干就涂,涂完看着没事,一上荷载就鼓包。
三、防水层,桥面的最后一道防线
防水层的任务很单纯:把水和氯离子挡在混凝土外面,保护钢筋和预应力体系。这一点在北方除冰盐环境和沿海氯盐环境下尤其关键。
防水层材料分卷材和涂料两大类,涂料里又分聚氨酯、环氧树脂、聚合物改性沥青、水性沥青基等。选型要和上层沥青铺装相容,还要和基层粘结可靠。
施工上要盯:基面干燥、洁净;涂布均匀、没有漏涂;卷材搭接宽度足够、搭接方向顺水流;厚度满足设计要求;所有细部都要做加强处理,包括泄水孔周边、伸缩缝两侧、防撞墙和路缘根部、桥面连续段、横坡变化处。
最容易翻车的地方有三个:防水层做完被后续施工车辆和钢筋头压破;泄水孔、伸缩缝处漏做或收头不良,水正好从这些薄弱点钻进去;防水层上直接摊铺时,保护措施不到位。
(此处建议插入现场图:桥面防水层涂布或卷材铺设施工,来源建议用施工方公开照片或中国公路网公开图)
四、层间粘结,粘层油不是走过场
防水层和沥青面层之间、以及面层各层之间,靠粘层油建立粘结。粘层油如果洒布不匀、用量不足或者品种与上下层不匹配,层间抗剪强度就上不去,重车一压就推移、拥包。
现场控制点:粘层油品种和用量按设计确定,通常要做洒布量和均匀性检查;采用乳化沥青时要等破乳、水分蒸发后再摊铺上层,不能带水铺;洒布后禁止运料车急刹、急转污染工作面;摊铺前对局部污染处补洒。
之前说推移、拥包多是层间剪切破坏,这个剪切面往往就落在粘层或者防水层上,所以返修时不能只把面层刨掉重铺,要先判断界面到底哪里失效。
五、摊铺与碾压,温度、厚度、横坡、排水
面层摊铺这块,工程上普遍抓这几条:混合料运输保温、到场温度、摊铺温度、初压和终压温度按设计和试验段确定;摊铺连续、匀速,减少离析;压实度和平整度达到要求;桥面较窄、加铺又受伸缩缝和防撞墙限制时,要专门处理边部压实,边部压实不足是早期水损坏的高发区。
比施工更该在设计阶段就盯的是排水。桥面横坡要能保证水尽快汇到泄水孔,铺装横坡和结构横坡要协调;泄水孔的标高、数量和进水口做法要能真正进水,不能做成摆设;伸缩缝两侧是渗水重灾区,缝的防水和排水构造要一次到位。
一句话:铺装不怕水经过,就怕水停留。横坡和泄水孔没做好,再好的防水层也迟早被泡坏。
六、既有桥维修,什么时候整体重建
旧桥铺装维修,先分清是局部修补还是整体翻修。局部坑槽、松散可以挖补,但如果出现大面积推移、成片网裂、防水层大面积失效,就该考虑整体翻修,把面层和防水层一次做到位,而不是零敲碎打。
整体翻修时要把前面的逻辑倒过来做:先处理桥面板和调平层的病害和强度、平整度问题,再做基面处理,再上防水层,再做细部加强,最后才摊铺面层。调平层强度不够、平整度差的,加铺再厚也撑不住,应力还是会集中到界面上。
还有一个容易被忽略的点:加铺会改变恒载和桥面标高。大范围加铺前要复核恒载增加对主梁和支座的影响,跨径小、恒载剩余量有限的桥尤其要注意,必要时要先减重再补强。
桥面铺装的寿命,说到底不取决于某一种材料有多贵,而取决于从基面到面层的每一层界面有没有做实、水有没有被及时排走。把层间和排水这两件事做对,铺装用十年以上并不难。
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(本文依据现行标准 JTG 3362-2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(2018年11月1日施行)、JTG/T 3650-2020《公路桥涵施工技术规范》(2020年10月1日施行)、JTG D50-2017《公路沥青路面设计规范》(2017年9月1日施行,替代 JTG D50-2006)编写;文中工艺控制值属工程经验范畴,具体指标以设计文件和现行规范为准。)
