杨阳

（广东冠粤路桥有限公司，广州 511450）

1 引言

在我国社会经济快速发展期间，高速公路承载着连接不同区域、促进经贸往来的职能。如果高速公路出现病害，会直接影响高速公路的使用情况与寿命，对我国社会经济发展产生不利影响。沥青路面在早期使用过程中会出现早期破坏情况，所以，需了解其早期破坏的原因，提出针对性方案，确保高速公路的安全性与可靠性。因此，探讨高速公路桥梁段罩面工程试验段早期破坏原因具有重要意义。

2 工程概述

某高速公路连接了南方某省会的两个重要城市，但由于高速公路修建时间较为久远，路面出现麻面、坑槽等病害，因而造成对路面的修补较为频繁。2017年，高速公路桥梁段罩面工程维修竣工仅1个月，在一场大雨过后，新铺路面早期破坏现象严重，主要出现了松散、唧浆、坑槽等问题。经调查后发现，损坏总共有25处，早期损坏率达到0.07%。项目单位针对早期破坏问题及时展开调查，分析早期破坏的具体原因。

3 设计方案与施工情况

3.1 设计方案

某高速公路桥梁原有桥面沥青面层结构厚度为8 cm。正常桥面与桥面下面层损坏严重路段均为4.0 cm改性沥青SAM-13结构，为40%~50%的单一尺寸，碎石粒径为16~19 mm。其中，原有沥青桥面铣刨4.0 cm，桥面下面层损坏严重路段为SAM-13找平层。

3.2 施工情况

3.2.1 铣刨清扫施工

1）在铣刨过程中，要从设计要求出发，铣刨第一次的厚度为4.5~5 cm，刨掉原有沥青层表面。若原表面由于厚度不均匀产生残留薄层，需二次铣刨清理。使用的工具为山猫铣刨机，山猫铣刨机铣刨毂宽度为40.64 cm，将184个铣刨头装设在上面，同时作业时速度可以达到7.3~13.7 m/min。采取人工凿除的方式，将界面上的松散泥浆全部刨掉[1]。

2）要对原沥青下面层的损坏与老化严重部位进行清理，需将渗水、麻面等彻底清理干净。采取人工凿除的方式将残留在水泥铺装层表面的浮浆清理干净[2]。

3）在完成清理工作之后，打掉原有钢筋混凝土铺装层，对钢筋混凝土铺装层进行重新浇筑。

3.2.2 调平层黏结防水层施工

在完成铣刨工作后，需通过监理验收合格后才可进行下一道工序。将1.2 kg/m2的SBS改性沥青黏层和10~15 mm的单一碎石布置洒布在摊铺调平层[3]。将乳化沥青洒布在个别小面积小坑位置。改性沥青的生产加工需得到合理控制，具体要求见表1。

表1 改性沥青的生产加工控制

3.2.3 调平摊铺

（1）在原油路面中由于厚度不一致，要对夹层进行清理。对夹层进行清理之后，会有一部分洼地（1~2 cm）出现，不能对其进行调平处理。（2）原桥面在长期运行期间出现平整度高低不一的情况，且在长期使用过程中，横坡出现变化，填挖高度存在较大差异，所以，在调平与摊铺之后会发现厚度存在不均匀的情况。

3.2.4 面层黏结防水层

在对裂缝进行处理时，可以采用SBR改性乳化沥青。这种沥青中丁苯胶乳、橡胶粉的占比分别为1%、5%，稳定性与渗透性较高。在面层黏结防水层前，需使用4~6 MPa的压缩空气对着裂缝吹，将缝隙中的杂物清理干净。将SBR改性乳化沥青放入水壶中，灌入裂缝，浇灌2遍让裂缝材料与路面齐平。

3.2.5 罩面层摊铺

将夹层软弱位置清理干净后，结合实际情况进行摊铺。但由于罩面有局部太薄的问题难以使用统一松铺系数摊铺。摊铺过程中要了解天气情况，在晴天进行施工。摊铺需严格按照文件要求进行操作。

4 早期破坏原因

高速公路桥梁段罩面工程试验段早期破坏原因如图1所示。

4.1 水损害破坏

1）水损害破坏是高速公路桥梁段罩面工程试验段早期损坏的主要原因，在该项目的现场试验期间，发现水损害造成唧浆、坑槽等损害，数量达到15处。在路面结构中水分会以各种方式进入，同时会在交通荷载与温度胀缩等影响下，沥青与集料出现剥离，继而发生病害。其中水的来源为路面渗水。

2）原桥面横坡下侧边缘设置泄水孔，但泄水孔的位置相对较高，排水时只能将表面的自由水排出，而在桥梁表面的水汇集在混凝土铺装层后，水只能淤积在局部低洼处。在最底层的低洼积水就算太阳暴晒也难以彻底蒸发掉。

3）原有桥面不平整，且在夹层清理期间会形成厚度小于2 cm的小台阶，虽然设置了排水盲沟，但旧沥青混凝土中积存的水分依然难以完全排掉。

4.2 旧桥面沥青混凝土下底层问题

（1）材料老化。在完成铣刨之后，通过观察外观并没有发现问题，但取样试验后发现沥青混凝土老化严重。在试验后发现原路面回收沥青的延度为3 cm。虽然原路面设计可以使用15年，但在长期超荷载运营下，使用10年后已经达到设计年限的强度。（2）通过分析与观察发现，原桥面沥青混凝土底层有很大孔隙，比较松散。（3）通过测量得到原桥面结构层厚度出现偏差，且偏差较大，而且一部分厚度难以满足实际要求。设计中沥青混凝土为两层，厚度为8 cm，但实际调查中发现，原桥面沥青铺装层总厚度最大值、最小值分别为21.6 cm、4.4 cm；上面层厚度最大值、最小值分别为8.6 cm、3.3 cm；下面层最大厚度、最小厚度分别为14 cm、2.8 cm。

5 高速公路桥梁段罩面早期破坏的预防

5.1 预防早期破坏的施工技术

1）高速公路桥梁罩面早期破坏的预防，需做好桥面清浆工作，合理选择防水材料，有效提升桥面混凝土与沥青混凝土铺装的黏结力，以及混凝土的抗剪疲劳强度。对桥梁排水设施予以完善，减少水在桥面上的停留时长。同时也要对原材料、施工工艺予以控制，确保桥面铺装质量。进行黏结力分析时，必须做好断裂延伸率ε的计算：

式中，ε为断裂延伸率；L1为试件断裂时的标距；L为试件初始标距。

2）在施工期间要求能提升桥面的平整度，保证平整度保证率符合要求。混凝土桥面的平整度的控制要点：（1）要求将厚度、平整度、横坡控制在5~10 mm、5 mm、±0.15%。测量平整度时，可以使用3 m直尺，测量横坡时可以使用水准仪。（2）使用泵车运输摊铺布料，混凝土振捣需分层进行，每层厚度、振捣棒直径需分别控制在30 cm以内、50~100 mm。为保证桥面铺装质量，需清理干净结合面的表面，保证凿毛密度与深度符合要求，使铺装层与梁面之间的黏结力符合要求。

3）内模上浮是现浇连续梁较常出现的问题，为避免这类问题的发生，可以采取在支架上固定内模得措施。另外，采取分层、分段的方式浇筑，也能对内模上浮问题予以控制。

4）强化桥面收面工艺。完成现浇梁混凝土浇筑后，收面需人工进行两次以上。顶板振捣结束后进行第一次收面，并及时摊平不平整的地方，顶板初凝后需进行第二次收面，桥面提浆与抹平使用木搓板进行，及时处理好混凝土初凝时产生的裂缝。

5.2 防水层施工技术与工艺

（1）结合实际情况，可以选择柔性防水材料。柔性防水材料在阻挡水的通路时效果显著，在施工过程中需进行桥面凿毛与清理，在喷涂防水层作业前后，要求喷涂湿润且湿润程度需保持均匀。（2）可以将SBS改性沥青喷洒在桥面上，使用智能型沥青洒布车喷洒，行驶期间需匀速，且要均匀喷洒，尤其是要注意搭接部位的喷洒。通过SBS改性沥青的喷洒可以形成完整的沥青防水膜层。（3）喷洒完沥青后，要将等粒径的液体沥青预拌的玄武岩碎石撒布在桥面上，要求撒布面积大约占到桥面面积的83%。在撒布过程中要保持均匀，且做到不重叠，要求在改性沥青高温时全部完成集料的撒布。（4）完成集料的撒布后要做好碾压工作，碾压需使用轻型轮胎压路机，碾压次数为3遍，碾压需重叠1/3轮宽，西安从桥面边沿开始碾压，然后再到中分带碾压。（5）在完成改性沥青桥面防水层施工后，需尽快开始沥青混凝土的铺装，且要封闭交通。

5.3 交通管制

（1）桥面铺装层强度及其他要求符合标准后，才能投入使用。由于铺装层在稳定前需要一定时间，所以，需做好在这个时间段的通行管理。（2）控制超载车辆。车辆超载会严重危害桥面铺装层，如果长期有超载车辆通过，会危害桥梁结构，所以，必须对超载车辆进行控制。（3）在桥梁正常使用期间，需使桥面车道均匀分布，确保车辆荷载保持均匀，避免发生偏载情况，对桥面铺装层进行合理保护。

6 结语

高速公路桥梁一旦出现质量问题会对其实际功能的发挥产生极大的影响，公路桥梁罩面早期破坏会影响公路桥梁的安全性、稳定性与使用寿命，所以，需及时了解发生早期破坏的原因，并提前做好预防工作，避免发生早期破坏，保证公路桥梁的质量。在预防时可以采取预防早期破坏的施工技术与防水层施工技术与工艺，并结合交通管制，避免发生早期损害，共同提升工程施工质量，确保我国公路事业的可持续发展。