沥青混凝土桥面铺装产生早期病害与原因分析
导读：
沥青混凝土桥面铺装的早期病害是桥梁工程中面临的一个重要技术难题，其原因复杂多样。我国沥青路面设计技术规范中对桥面铺装的设计有专门的规定，要求高速公路、一级公路桥面铺装厚度7-10cm，二级、三级公路5-9cm，且表面层≮3cm。然而，具体应选择的各层材料类型及其具体指标要求、施工工艺等都未明确，而对于重要桥梁或特大型桥梁则要求作专项设计，给实际操作过程带来了很多不确定性，实际工程中仍有很多桥面铺装出现了多种早期病害。本文选择了江西省典型的昌樟、九景高速及105国道等几条公路上的桥面铺装进行了病害调查，并对其可能的原因进行了探讨，为后续桥面铺装工程提供借鉴与参考。
2. 桥面铺装病害类型调查
2.1 开裂。
结构缝施工处理不当的薄弱处出现的反射裂缝和桥面系加劲部件顶铺装层出现的横向和纵向裂缝。
开裂是混凝土桥面铺装的一种重要的破坏形式，包括相邻两梁端之间的接头处出现横向裂缝、纵向相邻两片梁之间铰接缝处出现的纵向裂缝、连续梁上负弯矩处出现的裂缝以及由上述裂缝构成的网裂。由于两梁端相邻的湿接头是薄弱环节又位于盖梁上处于负弯矩区，在车辆荷载的作用下，较容易出现横向裂缝；在调查中还发现，在桥梁的上、下坡的盖梁处铺装层中较多出现贯穿整个桥面的横向裂缝，当铺装层厚度小于5cm，这种情况尤其严重；在相邻两片梁之间的铰接缝处由于箱梁腹板的加劲作用也经常出现应力集中，造成桥面铺装层出现纵向裂缝，当铰接处出现松动，该处的铺装层将出现严重的纵向裂缝；还有一种就是温缩裂缝，多发生在冬季气温较低时或易发生温度骤变的地区，裂缝的间隔比较有规律。
开裂破坏的主要原因，一方面是施工中结构缝处理不当，留下隐患，在车辆荷载的作用下，导致铺装层的损坏。若铺装层下的结构缝处首先出现裂缝，在车辆荷载的反复作用下，沥青混凝土铺装层中产生反射裂缝；另一方面由于桥面系中加劲部件的作用，在铺装层中出现负弯矩区，导致铺装层中出现局部应力集中，在车辆荷载作用下出现疲劳裂缝。
2.2 坑槽和补坑。
从调查结果来看，坑槽有的发生在行车带上，由于行车的反复冲击作用而致，有的出现在结构缝（如伸缩缝）附近处，有的出现在补块边缘或补块上。在铺装层偏薄的桥上，这种破坏形式尤其明显。
造成铺装层出现坑槽和补块的原因是多方面的。首先，桥面铺装层沥青混合料设计空隙率偏大或者施工时出现离析、压实不足，导致空隙率更大。铺装层在水或荷载的作用下，沥青逐渐失去与矿料的粘结力，从矿料表面脱落，在车辆的作用下沥青混凝土铺装层出现松散状态，以致骨料从铺装层脱落形成坑槽。或者由于施工中沥青混合料加热温度过高，致使沥青老化失去粘结力，造成沥青从矿料表面剥落所致。其次，有的桥面在摊铺沥青混凝土之前凹凸不平，甚至还留有钢筋头露出且铺装层在该处较薄，在行车和温度荷载的作用下，造成这些桥面不平整地方铺装层内产生局部应力集中，首先出现结构性的点损坏，然后逐渐向四周扩散，从而形成坑槽。最后，在补块的附近处，补块沥青混凝土与原来铺装层沥青混凝土的模量、空隙率等相差较大，尤其在结构缝处，结构缝处水泥混凝土与沥青混凝土两种材料属性不同。这两种情况下在行车荷载的反复作用下，在补块和结构缝附近就出现应力集中导致铺装层损坏。
2.3 表面变形 。
表面变形包括轮迹带纵向变形形成的车辙和纵向局部变形的推挤。表面变形是高等级公路的渠化交通的主要早期损坏形式之一。调查发现，有的桥面铺装通车不到一年就出现明显的车辙，通车时间长的桥面铺装车辙就更加明显。铺装层出现推移的时间一般比车辙出现的晚，它是一种横向变形。
桥面铺装出现表面变形（车辙和推移），一方面是沥青混凝土铺装层本身高温稳定性不足，在高温条件下由于车轮的反复作用下产生永久变形和塑性流动，而逐渐形成沥青混凝土的侧向流动变形及通车早期的压缩变形；另一方面是由于大型车辆和超重车辆的大量出现，造成了铺装层的表面变形更加明显。 [page]
2.4 表面缺陷。
沥青混凝土铺装层出现的表面缺陷包括松散（剥离）、泛油、集料磨光、透水等。
从现场情况来看，沥青混凝土表面的松散多出现在铺装层的边缘，结构缝附近。这些部位施工中难以碾压，空隙率较大，若排水不畅，下雨天铺装层便长期处于饱和状态，在车轮荷载的反复作用下，骨料很容易从铺装层表面剥离，进而发展成为坑槽等更严重的破坏形式。
有些铺装层的沥青混合料的矿料级配不当，粗级料尺寸偏小，细料偏多，沥青用量偏大，或者集料质地软弱，缺少棱角。在铺装层的使用过程中，容易造成沥青不断上翻、泛油，或者铺装层表面集料被逐渐磨光，导致铺装层表面光滑。部分桥梁，由于铺装层摊铺之前的桥面清理不干净，存留水和浮浆等杂物，施工中仅在裸桥面板上洒一层粘层油，有的甚至什么都没有洒，根本没有加铺防水层，通车后造成铺装层脱落现象。
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