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【摘 要】 桥面沥青铺装水损害是当前公路沥青路面的一种质量通病，是高速公路早期最主要的病害。由于沥青面层不可避免的存在渗水空隙，导致雨水下渗至面层内，如果下渗的水不能及时排出，层间水体在动荷载作用下就会对路面结构造成高压冲击，使沥青和矿料发生剥离，进一步发展导致诸如龟裂、松散、坑槽等多种形式的破坏，不仅影响路面的行驶质量，缩短大中修养护周期，而且很容易引发安全事故。本文就将对高速公路桥面沥青面层排水措施结合工程实例进行分析探讨。
【关键词】 高速公路;桥面;沥青铺装层;排水;措施
由于沥青砼路面结构特点决定无法完全避免路面水的渗入，而考虑到桥梁结构物防水要求，在沥青面层施工前对桥面进行了防水粘结层施工，再加上桥面平整度瑕疵等原因使渗入沥青面层内的水体无法排除，导致出现桥面“泛水”现象，在自然条件和行车荷载的作用下，最终导致沥青面层的破坏。因此，在路面病害发生初期，进一步完善桥面排水系统，对桥面泛水处进行预防性养护，阻止公路病害进一步向更深层次发展，从而达到延长路面使用寿命、提高道路质量、降低道路养护成本的目的。
1、工程概况
宁波某高速公路，路线全长约33.5公里，其中桥梁23.0公里，约占路线全长的68.7%。路面结构层设置为：防水粘结层+6cm厚中粒式改性沥青砼AC-20C+粘层+4cmSMA-13沥青马蹄脂碎石混合料。其中，防水粘结层采用洒布热喷型聚合物改性沥青，并在沥青上撒铺5-10mm的玄武岩碎石，间隔一定时间后进行胶轮碾压。粘层采用SBS改性乳化沥青。
经过半年的试运营，该项目的桥面沥青面层出现了一些由“泛水”诱发的早期破坏现象，主要表现为龟裂、松散、坑槽等，其中坑槽主要集中于第三车道，坑槽点基本位于汽车轮迹带。
经现场开挖，发现在水泥混凝土铺装层与沥青面层之间、桥梁边部排水盲沟内滞留着大量的自由水，且设置于横断面低点的碎石盲沟存在着被细料及污染物堵塞现象。具体公路问题实况如下图1、2。
图1 坑槽 图2 泛水水印
2、桥面泛水原因分析
2.1施工原因。首先由于桥面横断面宽度大，桥面平整度难以精确控制，采用定位钢筋控制平整度施工工艺的工作槽处置很容易出现瑕疵，导致桥面出现凹槽，沥青面层施工后渗透水在槽内形成积水。再加上沥青集料在拌和、运输或摊铺时不可避免的会产生小范围的集料离析，细集料经碾压后密实性好，从而形成阻隔带，水无法沿横坡通过，形成积水。压实沥青混合料时，有时会由于外界条件以及材料自身的原因造成压实度不均匀，在没有产生离析的地方沥青混合料的压实较密，渗水系数较小。桥面沥青混凝土的压实度常低于路面上的沥青混凝土，也会因此桥面上沥青混凝土的孔隙率常大于路面的。结果是前者更容易透水。
2.2设计原因。在车道的拼宽处的横断面较大，横坡设置受拼接车道影响造成对排水的不利，客观上加剧了雨水沿沥青面层空隙下渗，导致沥青路面渗水量加大。纵坡较大位置渗透水易排至低端伸缩缝处，而伸缩缝与沥青混合料之间一般不设置排水通道，导致层间水无法及时排除，形成积水。
沥青面层层间排水依靠横坡汇集至设置在横断面低端的排水盲沟，再通过盲沟联通的竖向排水管排除。由于盲沟设置于面层之下，无法进行后期清理，容易造成水路阻塞，再加上封闭的环境容易长期保水不利于積水的排除。
2.3气候原因。宁波地处东部沿海，为亚热带季风气候，全年湿度大，雨水多，多年平均降雨量高达1400mm。温湿多雨的气候条件使路面层间积水长期存在。
3、面层破坏原因分析
地面水通过沥青混合料孔隙逐层渗透，形成层间水、孔隙水，由于施工、设计等原因造成小部层间水无法排除滞留下来，这部分滞留层间水及孔隙水在动载、真空毛细作用下，上升至沥青路表面，形成水印，即“泛水”。水体在沥青路面的空隙中受车辆荷载产生动水压力，在压力和置换作用下水体会对空隙进行冲刷，造成沥青与集料剥离，进而将沥青混凝土内部的粉料（主要是0.075mm以下）逐步剥离，逐渐发展造成空隙率加大，之后在行车荷载的作用下出现集料松动、剥离，最后形成坑槽。
4、桥面沥青面层排水措施
针对该高速公路存在“泛水”现象的路段，并且病害程度较轻（只发生泛水、唧浆，尚未出现松散、坑槽现象）的段落，通过对桥面排水系统的改进，即将纵向排水盲沟改为明沟，疏通被堵塞的排水通道，以加快层间水排除。同时，在不影响桥梁结构物安全的前提下在泛水位置钻孔排除层间水，从根源上减少水损害，从而达到延长路面使用寿命、提高道路通行质量、降低道路养护成本的目的。
4.1纵向排水盲沟改为明沟。将纵向排水盲沟改为明沟，有效解决了排水通道堵塞后无法清理的情况，使沥青结构层中积水顺利排向低处的明沟，通过泄水管引排至路面范围之外。同时，盲沟改为明沟后可使部分水体自然蒸发，更加有利于加快排除层间积水，从而有效缓解沥青路面水损害。施工方法如下：
4.1.1确定施工路段，以整联为单位（两个横向伸缩缝之间段），安排交通管制，布置不改变车流方向封闭第三车道及硬路肩的封道方式，严格按要求布设警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区，放置明显的封道设施和警示车辆。
4.1.2根据明沟尺寸沿横断面低点护栏边施工放样纵向排水明沟开挖线。
4.1.3采用切割机沿放样线进行切割，人工清除切除部位沥青及盲沟内碎石等杂物，不得有残留浮灰和杂渣，并保证出水口略低于桥面。
4.1.4安装排水明沟，明沟与沥青之间的缝隙回填冷补沥青混合料，并用小型压路机压实。最后即可开放交通。具体施工图如下图3、4。 图3 图4
4.2钻孔引排。钻孔引排是在不影响桥梁结构安全的前提下，选择在预制箱梁翼缘板或湿接缝位置出现的泛水位置进行钻孔，引排层间积水方式达到排除层间水的目的。施工方法如下：
4.2.1根据现场调查结合桥梁施工图纸确定可施工泛水位置，确保钻孔施工对桥梁结构物安全不造成破坏。
4.2.2进行交通管制。
4.2.3采用钻头直径5cm的取芯机对泛水区域中心点钻孔，每个区域钻孔1-2个。
4.2.4孔内安放PVC排水管，排水管采用泡沫双面胶螺旋状缠绕，将管旋送至桥面下。
4.2.5采用冷拌瀝青料封闭排水孔。最后即可恢复交通。具体施工图如下图所示。
5、设计施工阶段完善桥面排水系统的措施
5.1大桥桥面沥青面层宜设计两层。其下层宜用多孔隙沥青混合料，其空气率18%～20%以上，表面采用与路面表层相同的抗滑表层，以增强桥面面层的排水能力。中、小桥的两层沥青面层可采用与路面上的表面层和中面层相同，这样有利于排出滞留在沥青面层和桥面铺装层之间的水，减轻水破坏现象。
5.2严格控制桥面沥青面层的压实度。沥青混凝土的压实度对沥青混凝土的物理力学性质有着至关重要的影响。建议表面层的压实度不小于98%，下面层不小于97%。
5.3提高沥青与矿料的粘结力。可以在沥青混合料中添加抗剥落剂以提高沥青混凝土的抗水性。抗剥落剂一般为胺类，品种较多。选用时需针对所用的碎石和沥青，事先做粘结力试验并选择合适的抗剥落剂。
5.4解决矿料级配的温度变异性。沥青混凝土矿料级配和碾压温度变异性大以及混合料离析，使竣工沥青面层从颗粒组成，沥青含量到密实度和空气率都显著不均匀是产生桥面沥青面层水破坏的一个重要原因。在沥青混凝土级配设计和施工时加以注意可以显著的提高路面质量，减轻水破坏。
5.5桥面铺装层应有严格的平整度要求，可采用水泥混凝土路面的平整度标准，纵向和横向3m直尺下最大间隙不超过3mm;桥面铺装层应有足够的强度，可采用水泥混凝土路面的强度标准，铺装层混凝土要重视养生，且不允许存在薄弱环节，如砂浆抹面及砂浆标高带等;调整泄水孔设计，使泄水孔既能排表面水又能排进入沥青面层后滞留在界面上的水。泄水孔的标高应低于桥面铺装层表面4cm。
总之，沥青路面的水损坏是潮湿气候条件高速公路常常出现的早期病害，与沥青路面自身的抗水损害能力以及相关的施工设计都有关。所以在以后的工作中，我们要不断改进施工技术，强化管理手段，以此提升公路桥梁的社会、经济效益。
参考文献：
[1]刘维民.怀通高速公路沥青路面防排水技术研究[J].公路工程，2014，01：131-134+144.
[2]高尚达，牛同辉，郝劲光，赵爱国，杨坤.沥青混凝土桥面排水设计关键技术[J].华东公路，2014，01：23-25.
[3]姜庆林.高速公路桥面沥青混凝土铺装[A].中国公路学会.第四届国际道路和机场路面技术大会论文集[C].中国公路学会，2002：4.
【关键词】 高速公路;桥面;沥青铺装层;排水;措施
由于沥青砼路面结构特点决定无法完全避免路面水的渗入，而考虑到桥梁结构物防水要求，在沥青面层施工前对桥面进行了防水粘结层施工，再加上桥面平整度瑕疵等原因使渗入沥青面层内的水体无法排除，导致出现桥面“泛水”现象，在自然条件和行车荷载的作用下，最终导致沥青面层的破坏。因此，在路面病害发生初期，进一步完善桥面排水系统，对桥面泛水处进行预防性养护，阻止公路病害进一步向更深层次发展，从而达到延长路面使用寿命、提高道路质量、降低道路养护成本的目的。
1、工程概况
宁波某高速公路，路线全长约33.5公里，其中桥梁23.0公里，约占路线全长的68.7%。路面结构层设置为：防水粘结层+6cm厚中粒式改性沥青砼AC-20C+粘层+4cmSMA-13沥青马蹄脂碎石混合料。其中，防水粘结层采用洒布热喷型聚合物改性沥青，并在沥青上撒铺5-10mm的玄武岩碎石，间隔一定时间后进行胶轮碾压。粘层采用SBS改性乳化沥青。
经过半年的试运营，该项目的桥面沥青面层出现了一些由“泛水”诱发的早期破坏现象，主要表现为龟裂、松散、坑槽等，其中坑槽主要集中于第三车道，坑槽点基本位于汽车轮迹带。
经现场开挖，发现在水泥混凝土铺装层与沥青面层之间、桥梁边部排水盲沟内滞留着大量的自由水，且设置于横断面低点的碎石盲沟存在着被细料及污染物堵塞现象。具体公路问题实况如下图1、2。
图1 坑槽 图2 泛水水印
2、桥面泛水原因分析
2.1施工原因。首先由于桥面横断面宽度大，桥面平整度难以精确控制，采用定位钢筋控制平整度施工工艺的工作槽处置很容易出现瑕疵，导致桥面出现凹槽，沥青面层施工后渗透水在槽内形成积水。再加上沥青集料在拌和、运输或摊铺时不可避免的会产生小范围的集料离析，细集料经碾压后密实性好，从而形成阻隔带，水无法沿横坡通过，形成积水。压实沥青混合料时，有时会由于外界条件以及材料自身的原因造成压实度不均匀，在没有产生离析的地方沥青混合料的压实较密，渗水系数较小。桥面沥青混凝土的压实度常低于路面上的沥青混凝土，也会因此桥面上沥青混凝土的孔隙率常大于路面的。结果是前者更容易透水。
2.2设计原因。在车道的拼宽处的横断面较大，横坡设置受拼接车道影响造成对排水的不利，客观上加剧了雨水沿沥青面层空隙下渗，导致沥青路面渗水量加大。纵坡较大位置渗透水易排至低端伸缩缝处，而伸缩缝与沥青混合料之间一般不设置排水通道，导致层间水无法及时排除，形成积水。
沥青面层层间排水依靠横坡汇集至设置在横断面低端的排水盲沟，再通过盲沟联通的竖向排水管排除。由于盲沟设置于面层之下，无法进行后期清理，容易造成水路阻塞，再加上封闭的环境容易长期保水不利于積水的排除。
2.3气候原因。宁波地处东部沿海，为亚热带季风气候，全年湿度大，雨水多，多年平均降雨量高达1400mm。温湿多雨的气候条件使路面层间积水长期存在。
3、面层破坏原因分析
地面水通过沥青混合料孔隙逐层渗透，形成层间水、孔隙水，由于施工、设计等原因造成小部层间水无法排除滞留下来，这部分滞留层间水及孔隙水在动载、真空毛细作用下，上升至沥青路表面，形成水印，即“泛水”。水体在沥青路面的空隙中受车辆荷载产生动水压力，在压力和置换作用下水体会对空隙进行冲刷，造成沥青与集料剥离，进而将沥青混凝土内部的粉料（主要是0.075mm以下）逐步剥离，逐渐发展造成空隙率加大，之后在行车荷载的作用下出现集料松动、剥离，最后形成坑槽。
4、桥面沥青面层排水措施
针对该高速公路存在“泛水”现象的路段，并且病害程度较轻（只发生泛水、唧浆，尚未出现松散、坑槽现象）的段落，通过对桥面排水系统的改进，即将纵向排水盲沟改为明沟，疏通被堵塞的排水通道，以加快层间水排除。同时，在不影响桥梁结构物安全的前提下在泛水位置钻孔排除层间水，从根源上减少水损害，从而达到延长路面使用寿命、提高道路通行质量、降低道路养护成本的目的。
4.1纵向排水盲沟改为明沟。将纵向排水盲沟改为明沟，有效解决了排水通道堵塞后无法清理的情况，使沥青结构层中积水顺利排向低处的明沟，通过泄水管引排至路面范围之外。同时，盲沟改为明沟后可使部分水体自然蒸发，更加有利于加快排除层间积水，从而有效缓解沥青路面水损害。施工方法如下：
4.1.1确定施工路段，以整联为单位（两个横向伸缩缝之间段），安排交通管制，布置不改变车流方向封闭第三车道及硬路肩的封道方式，严格按要求布设警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区，放置明显的封道设施和警示车辆。
4.1.2根据明沟尺寸沿横断面低点护栏边施工放样纵向排水明沟开挖线。
4.1.3采用切割机沿放样线进行切割，人工清除切除部位沥青及盲沟内碎石等杂物，不得有残留浮灰和杂渣，并保证出水口略低于桥面。
4.1.4安装排水明沟，明沟与沥青之间的缝隙回填冷补沥青混合料，并用小型压路机压实。最后即可开放交通。具体施工图如下图3、4。 图3 图4
4.2钻孔引排。钻孔引排是在不影响桥梁结构安全的前提下，选择在预制箱梁翼缘板或湿接缝位置出现的泛水位置进行钻孔，引排层间积水方式达到排除层间水的目的。施工方法如下：
4.2.1根据现场调查结合桥梁施工图纸确定可施工泛水位置，确保钻孔施工对桥梁结构物安全不造成破坏。
4.2.2进行交通管制。
4.2.3采用钻头直径5cm的取芯机对泛水区域中心点钻孔，每个区域钻孔1-2个。
4.2.4孔内安放PVC排水管，排水管采用泡沫双面胶螺旋状缠绕，将管旋送至桥面下。
4.2.5采用冷拌瀝青料封闭排水孔。最后即可恢复交通。具体施工图如下图所示。
5、设计施工阶段完善桥面排水系统的措施
5.1大桥桥面沥青面层宜设计两层。其下层宜用多孔隙沥青混合料，其空气率18%～20%以上，表面采用与路面表层相同的抗滑表层，以增强桥面面层的排水能力。中、小桥的两层沥青面层可采用与路面上的表面层和中面层相同，这样有利于排出滞留在沥青面层和桥面铺装层之间的水，减轻水破坏现象。
5.2严格控制桥面沥青面层的压实度。沥青混凝土的压实度对沥青混凝土的物理力学性质有着至关重要的影响。建议表面层的压实度不小于98%，下面层不小于97%。
5.3提高沥青与矿料的粘结力。可以在沥青混合料中添加抗剥落剂以提高沥青混凝土的抗水性。抗剥落剂一般为胺类，品种较多。选用时需针对所用的碎石和沥青，事先做粘结力试验并选择合适的抗剥落剂。
5.4解决矿料级配的温度变异性。沥青混凝土矿料级配和碾压温度变异性大以及混合料离析，使竣工沥青面层从颗粒组成，沥青含量到密实度和空气率都显著不均匀是产生桥面沥青面层水破坏的一个重要原因。在沥青混凝土级配设计和施工时加以注意可以显著的提高路面质量，减轻水破坏。
5.5桥面铺装层应有严格的平整度要求，可采用水泥混凝土路面的平整度标准，纵向和横向3m直尺下最大间隙不超过3mm;桥面铺装层应有足够的强度，可采用水泥混凝土路面的强度标准，铺装层混凝土要重视养生，且不允许存在薄弱环节，如砂浆抹面及砂浆标高带等;调整泄水孔设计，使泄水孔既能排表面水又能排进入沥青面层后滞留在界面上的水。泄水孔的标高应低于桥面铺装层表面4cm。
总之，沥青路面的水损坏是潮湿气候条件高速公路常常出现的早期病害，与沥青路面自身的抗水损害能力以及相关的施工设计都有关。所以在以后的工作中，我们要不断改进施工技术，强化管理手段，以此提升公路桥梁的社会、经济效益。
参考文献：
[1]刘维民.怀通高速公路沥青路面防排水技术研究[J].公路工程，2014，01：131-134+144.
[2]高尚达，牛同辉，郝劲光，赵爱国，杨坤.沥青混凝土桥面排水设计关键技术[J].华东公路，2014，01：23-25.
[3]姜庆林.高速公路桥面沥青混凝土铺装[A].中国公路学会.第四届国际道路和机场路面技术大会论文集[C].中国公路学会，2002：4.