横琴二桥桥面病害原因及治理措施探析

肖乾伟 （中交第四公路工程局有限公司，北京 100024）

1 桥面病害调查分析

桥梁沥青混凝土面层病害种类繁多，包括沥青层推移、拉裂、松散、坑槽等病害，这些病害不仅与施工环境和气候因素有关，而且与后期使用的维护有关。横琴二桥桥面沥青混凝土面层经过专项检测病害原因分析。初步分析结果表明，沥青混凝土层与防水层之间的粘结强度不足；桥面排水不畅，桥面未设置路面结构排水盲沟，致使沥青层受到雨水的长期浸蚀，造成沥青层高温性能以及水稳定性不足，致使下面层松散及下面层与防水粘结层的粘结力进一步减弱。基于以上两点原因，桥面沥青路面受到车辆的反复作用，发生推移类病害。

图1 主桥右幅整体出现推移、松散病害（慢车道、快车道）

这些病害的出现严重影响了行车安全，缩短了沥青路面使用寿命。现对横琴二桥桥面出现的病害情况进行原因分析并提出合理的治理措施。

2 项目概况

横琴二桥是金港高速公路的重要组成部分，位于香洲南屏镇洪湾的北引桥起点，全桥分为南、北引桥及跨马骝洲水道主桥。跨马骝洲水道主桥采用三跨连续中承式钢桁系杆拱桥；长度100m+400m+100m，桁宽36m；南引桥采用整体大臂推进翼箱梁结构，北引桥采用框架现浇连续梁和组装简支结构连续小箱梁组合结构形式。该路线总长6.806km，双向六车道，沥青混凝土路面，按高速公路标准设计，设计车速100km/h。

桥面铺装结构：1.5mmMMA防水层+4cm厚SMA-13PG76改性沥青混凝土+5cm厚GAC-20SBS沥青混凝土。

主桥防水层采用MMA（防水层+粘接料）防水粘接层，引桥采用碎石下封层，下层密封层采用SBS改性热沥青。

3 病害原因分析

3.1 结构设计因素

随着交通运输业的发展，沥青路面的使用时间越来越长，受交通流量和超重车辆增加的影响。不同类型的桥梁具有不同的铺装层结构，只有在科学的结构设计方案下，才能使桥面沥青铺装层具有足够的承载能力和耐久性。本桥主桥桥面结构为26㎝的水泥混凝土板梁，主体为钢桁架拱桥结构，为减轻恒载设计为4cm+5cm的改性沥青混凝土，总体厚度不够。

3.2 材料问题引发的裂缝

路面材料种类多，原材料的质量应当符合验收标准。由于主桥设计为MMA新型防水材料，具有防水及粘结一体化的作用，该防水材料在应用上还不太成熟，导致使用过程中出现了不同程度的粘结不牢。沥青骨料采用花岗岩而非传统的玄武岩，致使沥青混凝土容易产生剥离。另沥青层的厚度与骨料的最大粒径不匹配。压实程度难以保证，平整度差。导致沥青层在重车行驶过程中与桥面板剥离，从而产生裂缝。

3.3 施工工艺方面的因素

图2 慢车道、快车道沥青层被拉裂、右轮迹处推移拱起

桥面混凝土标高与设计值不一致。在施工中，为了保证桥面结构厚度，通常对桥面混凝土高程进行测量和调整。但是，如果调整不好。桥面混凝土平整度较差。影响沥青路面的厚度和平整度。最终影响桥面铺装的使用。由于施工过程中未把握好防水材料与桥面板连接时的温度及养护工作，致使防水粘结层与桥面板剥离，桥面沥青混凝土施工工艺控制不好，防水层与沥青粘结层未能有效粘合，在车载作用下容易产生裂缝。

3.4 桥面排水不畅的影响

设计主桥桥面泄水孔尺寸较小，开孔位置位于路面以上。右幅通行的运料车较多，洒落在路面的沙尘如未及时清扫，较易堵塞泄水孔，致使路表排水不畅。桥面混凝土设置有防水层，但路肩外侧未设置排水盲沟，路面结构内部的水无法排出，致使路面结构一直处于泡水状态，尤其是路肩和慢车道。另由于珠海当地夏季气温较高（检测时午后桥面表面温度接近60℃），相当于慢车道及路肩沥青层一直处于热浴中，致使沥青铺装层受损。

图3 泄水孔堵塞、PVC管内部淤积

3.5 后期的桥面损坏

后期损坏是指车辆重复载荷对沥青路面造成的损坏。通车后由于重载车偏多且普遍超载，这样会产生桥面铺装沥青路面裂缝的可能性，裂缝会随着时间的推移而增加；此外，季节性温度因素也会影响沥青路面，降低其使用寿命。随着使用时间的延长，路面不可避免地出现车辙、裂缝等病害，只有对沥青路面进行定期养护，控制超载才能尽可能地减少或延缓桥面裂缝病害的出现。

4 病害治理措施

4.1 设计措施

根据不同桥梁的结构和特点，参考实际的环境和因素，制定科学的设计方案，以提高桥面沥青混凝土层承载能力和耐久性。

应选用比较成熟的符合本桥结构设计的粘结层及防水材料，保证材料质量。

严格控制沥青混凝土层的厚度。理论分析表明。沥青混凝土层之间的最大剪切应力主要取决于混凝土的厚度、压实度、油石粘附力。增加沥青混凝土的厚度是降低层间剪切应力的最有效方法。

优化桥面排水设计。排水设计充分考虑纵向、横向排水和层间排水。排水孔的上部开口应高于桥面上沥青混凝土层的表面。应在桥面铺装沥青混凝土层的横坡低侧设计纵向碎石盲沟。以便桥面排水通畅。

4.2 材料措施

沥青混凝土的集料应洁净，级配良好，严格控制针状石含量及含泥量，沥青和集料之间的附着力直接受到集料表面清洁度的影响。

确定合理的沥青混合料配合比。

选取优良的防水粘结层材料。防水粘接层要符合如下要求：它应具有良好的不渗透性和良好的耐高温和低温性能；对混凝土桥面和沥青混凝土表面有足够的粘结力。

4.3 施工技术措施

保证桥面清洁干净，在防水粘结层施工之前，首先对桥面砂浆层铣刨，保证桥面露出骨料，且表面粗糙，然后用空压机吹扫浮尘，用水清洗表面，干燥后铺展粘结层及防水层。在施工过程中，温度应控制到设计要求范围，以确保粘结牢固。

沥青混凝士配合比控制不当是裂缝、坑洼等病害形成的重要原因。因此，应严格控制施工中沥青混凝土的配合比。

在运输和铺装中，碾压应保证沥青混凝土的油温，减少沥青混凝土的离析现象。

严格控制桥面沥青混凝土路面的压实度。沥青混凝土的压实度可以通过尽可能在高温时间碾压和提高碾压次数来满足要求。因此，压实应注意严格控制压实工具的匹配和压实次数。

2.4 科技措施

为了提高和改善桥面沥青混凝土的性能，主要是提高沥青胶结料的性能，优化级配，确定合适的沥青混合料空隙率和高性能层间粘合剂。桥面的解决方案主要取决于路面材料的设计，可以适应桥面的变形和应力特性。因此，根据不同类型的桥梁，相应铺装材料的设计是解决桥面铺装问题的关键。

6 结束语

桥梁面层沥青混凝土病害主要与桥面铺装的设计结构，材料，施工及环境条件有关，为了合理地解决桥面裂缝问题，需要进行理论分析、结构计算和试验，提出合理的指标和相关参数。为设计提供依据，采用新材料，改进现有技术，严格控制施工质量，可有效降低桥面病害，提高桥梁耐久性。