近年来,我省部分运营高速公路的水泥砼桥面沥青铺装层出现了早期病害,并以坑槽、推移、拥包、渗水为主要表现形式。沥青路面出现的渗水、坑槽等病害的原因复杂,究其主要原因,是由于水泥砼桥面“底子差”(砼不平整或松散)、沥青铺装层“面子虚”(材料质量差,施工配比不严格、工艺不合理、未压实等),导致沥青铺装层实体质量不满足设计和技术规范要求等引起。笔者对正在建设和已经运营的高速公路桥面进行了一系列调研分析,并结合实践经验形成了以下的解决对策。
施工过程中控制对策
施工前进行结构、材料、配比专项设计。工程施工前,应组织有关专家和设计人员,对沥青混合料桥面铺装层结构专项设计和论证。设计时应重点考虑沥青铺装与水泥铺装层的粘结、桥面铺装层的封水、抗剪切、抗推移、抗车辙等因素。同时,应在桥面掺加聚酯纤维,提高混合料的耐久性。在长大纵坡、急弯路段的桥面中面层配合比设计时,要考虑混合料的抗车辙能力、桥面层间粘结能力、防渗水能力。中面层AC类混合料级配应稍微偏细,渗水系数按小于50ml/min控制。上面层SMA混合料级配也应稍微偏细,渗水系数按小于30ml/min控制。
施工过程中强化管理、确保工程质量。严格控制水泥混凝土桥面高程和平整度。在施工水泥砼桥面铺装层时,应严格控制砼的高程和坍落度,使其满足设计要求,同时在收面过程中严格控制收面工艺,并用6米直尺纵横向控制平整度和纵横坡,确保砼桥面大、小面均平整,彻底消除因局部平整度差或纵横坡交汇处的“零坡度”平整度差而造成片状积水。特别值得一提的是,每个项目必须按合理工期安排各分项施工。如遇工期较紧,必须优化桥梁施工技术方案,尤其是砼桥面铺装的施工计划,确保桥面砼有足够的强度增长期;杜绝冬季施工,避免铺装砼强度增长过慢或受冻,影响水泥砼的质量。
全覆盖、无盲点处理混凝土水泥浮浆。根据桥面实际情况,可分别选择或综合采用铣刨、甩锤、抛丸等方式进行浮浆处理。采用铣刨工艺时,应配置全新刀片,确保下切面平整,尽量避免对砼桥面及铺装层钢筋的破坏;用甩锤凿毛时,甩锤机必须性能良好,而且凿毛时要有足够的甩击遍数,确保达到90%以上的凿毛率后,方可进行下道工序。桥面水泥混凝土铺装完成后,无论采用铣刨机、甩锤机还是抛丸机处理浮浆,都应使表面粗糙,然后用空压机等将表面彻底清扫干净,不能存留浮尘,然后再施工粘层和封层。
加强路面原材料质量控制,强化路面施工配合比质量监控。为降低桥面沥青铺装层的渗水系数,且又要保证面层的抗车辙性能,对桥面沥青铺装层的中、上面层施工,必须从原材料质量控制方面严格把关,保证矿粉的质量,保证机制砂的质量,保证封层碎石的质量,降低碎石的粉尘含量。同时,要通过试验动态优化中上面层的配合比,确保桥面沥青铺装层渗水系数小而又有足够的耐久性。
确保封水粘结层施工质量。可采取SBS同步碎石封层,施工前应将拉毛后的桥面用空压机清扫干净,封层所用石料,必须通过拌和楼加热除尘。SBS改性沥青用量不宜过大,碎石覆盖率应为60%-80%。也可采取添加聚酯纤维的沥青砂封层。采用厚度为10-15mm的添加0.1%的聚酯纤维AC-5沥青砂作为封层。采用拌和楼拌和、摊铺机摊铺、钢轮与轮胎压路机组合碾压。实践表明,桥面平整度不大于5mm,沥青砂封层厚度大于10mm时,可有效的保证沥青砂封层的平均厚度,并起到整平、封水、粘结的作用。
牢牢把握沥青铺装层施工要点。桥面混合料摊铺要提前将桥梁伸缩缝用沥青混合料垫平整并碾压密实,使摊铺机在该处平稳通过,确保路面平整度。用手扶震动压路机处理边角以减少桥头路堤日后的沉降,会收到很好的效果。桥面混合料压实应采用振动压路机和振荡压路机相结合,碾压必须及时,且边部多碾压1-2遍,同时,必须使混合料施工温度(拌和、运输、摊铺、碾压)比正常路基段提高3-5℃。否则,混合料极不容易碾压密实,极容易产生漏水现象,造成桥面早期破损。
缺陷处理方法探究
做好源头控制,减少渗水危害。针对桥面渗水、泛水多发的情况,在今后的建设施工过程中,我们必须从源头抓起、汲取教训,制定全省范围内水泥混凝土沥青铺装层施工质量强制性规定,并严格执行,规定必须涵盖以下内容:在水泥混凝土铺装平整度控制方面,混凝土浇筑前,应加密布设高程控制点,确保成型的铺装层平整度检测值小于3mm。水泥混凝土铺装强度控制方面,必须从混合料级配、施工控制、养生等环节确保砼强度,特别是湿接缝处的强度必须满足国标要求。保证铺装前桥面清洁,浮浆未处理的,或废渣、粉尘清理不干净的,坚决不能铺筑沥青面层。在龄期与铺装时间要求方面,施工完成养生28天后方可交由路面施工单位进行下道工序施工。混合料原材料、级配、油石比、压实度等必须严格控制。要严格控制沥青铺装层的压实度、空隙率、渗水系数。桥面铺装严禁在低温下施工,特别是在北方地区,10月以后,不能从事桥面沥青混合料作业。
桥面平整度处理措施。砼铺装层平整度处理采取铣刨措施,中面层平整度处理采取铣刨、沥青调平层。刚构桥中面层平整度处理应采取综合处理。具体包括测量高程、调整纵坡、施划水线、高点铣刨、拌和细料、低点铺筑等措施。另外,对于桥面铺装层的上面层的横向接缝,应全部强制预留在桥梁伸缩缝内,减少永久性接缝的数量。伸缩缝施工时,会将施工缝切除掉,这样,就没有施工缝的产生。
局部渗水点的处理。可以采取打孔措施,对桥面沥青下面层的渗水进行处理。采取“封水、排水”相结合的处理原则。对于桥面明水点、桥面零坡段、伸缩缝积水处、渗水严重部位这4个位置的桥面明水,必须采取打孔(直径1-1.5cm)排水的方式,确保桥面铺装层的耐久性。采取做盲沟措施。如果桥面下面层施工后发现有带状泛水时,对泛水部应采用纵向横向刻槽法进行补救。首先在泛水带延纵向刻槽,然后延横向刻槽引,或按纵横合成坡度方向刻槽至桥面边部肓沟,槽宽5cm,槽深为下面层结构层厚度,在铺筑上面层之前采用相同材料填压,重新施工的槽内混合料空隙率略大于原大面施工混合料空隙率,从而将带状结构水和构造水引排至盲沟中。在“合成坡度为零”的路段,由于下面层积水,容易造成桥面铺装中渗入层间水,应在此路段前后的桥面适宜位置刻槽,将积水引入桥面盲沟内,排到桥下。可以采取“雾封”措施。在渗水严重的桥面进行打孔排水后,采用乳化沥青进行“雾封”处理。可以采取在已铺筑的桥面下面层横坡上游边部,布洒20cm宽的热沥青封边,对已铺筑上面层的,在上面层横坡上游边部布洒2遍10cm宽的乳化沥青封边,防止雨水从边部进入结构层。
加强运营路段养护管理对于交付使用的高速公路,要求公路运营管理单位要加强桥梁养护巡查,对各类问题做到早发现、早处理;要在雨后及时对桥梁泄水孔进行清理,防止雨水淤积造成渗水。要定期对桥面盲沟进行清理,防范排水不畅导致渗水现象发生。