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浅析沥青混凝土桥面铺装病害成因与防治

放大字体  缩小字体 发布日期:2008-11-13  来源:中国混凝土网  作者:孙文胜
核心提示:浅析沥青混凝土桥面铺装病害成因与防治
  摘要:针对当前沥青混凝土桥面铺装病害经常发生的现象,对沥青混凝土桥面铺装病害原因进行了分析,结合多年的施工经验,提出了病害的防治措施。 

  关键词:混凝土;病害分析;防治措施 
   
   随着我国高速公路建设的迅速发展,沥青混凝土桥面的施工得到了普遍推广应用。作为高速公路建设投资成本重头戏之一的沥青路面的施工,其成败直接影响到路用性能的功能、结构和安全,从而影响到高速公路建设的成败,对经济效益和社会效益均会产生巨大影响。由于工期目标制约的影响,沥青混凝土桥面在雨季的施工往往是难以避免的,如何减少沥青混凝土桥面的过多早期破坏现象,并改善混凝土桥面的使用性能和延长其使用寿命,防止沥青混凝土桥面铺装的病害,按照科学要求组织施工,采取有力控制措施就显得尤为重要。 
   
  1. 概述 
   
   桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用,即可分散荷载参与桥面受力,又起到联结各主梁共同受力的作用,即是桥面的保护层又是桥面结构的共同受力层,应具有足够的强度和良好的整体性,以及抗裂、抗冲击、耐磨性。随着交通量的不断增加,尤其是超载车辆的迅猛增加,使桥面铺装病害较多且发展较快。即妨碍了车辆正常通行,又影响了桥面的美观,更易造成交通事故,也给维修工作带来很大困难,应该引起业内人士的足够重视。 
   
  2. 破坏形式 
   
   沥青混凝土桥面铺装与正常的路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损害形式有所不同。主要有以下两种形式: 

   2.1 铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥抱等病害。 

   2.2 因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。 
   
  3. 病害分析 
   
   3.1 结构理论与设计 

   3.1.1 桥梁的结构理论中对桥面铺装的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在各等级的公路中运用了几十年。随着交通量的不断增加,现行铺装与重型、超重型车辆的增多和车速的增快已不相适应。 

   3.1.2 随着材料工业的发展,桥梁承重结构的改进,使桥梁主梁能以较柔的结构达到受力的要求,高等级公路大跨桥梁的横向越来越宽。特别在设计计算中侧重于主梁纵向的计算分析,对桥梁横向刚度重视不足,横向构造措施不利,使桥面铺装分担了过多的次内力。 

   3.1.3 对于连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等桥型结构,由于荷载的作用而产生负弯矩或拉力,使桥面铺装层受到拉力的作用而产生负弯矩裂缝,从而造成桥面铺装的损害。 

   3.1.4 在对于高速公路进行交通组织管理中,由于车道功能的不同,人为强制地使桥梁运营始终处于偏载状态,使主车道的铺装承担了比超车道高得多的运营应力水平,因此,加快了主车道铺装的疲劳。在设计中应根据运营中车辆荷载的实际分布情况,在明确了桥梁 结构受力的基 础上,对桥面铺装层进行受力计算。 
   
   3.2 施工工艺 

   3.2.1 铺装层厚度偏小。由于桥梁上部结构在施工中支架的沉降及顶应力反拱无法十分准确的预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计植不相符,一般在测量主梁顶面标高后对其进行调整以保证桥面的厚度,如果调整不好,就会造成铺装层的厚度不均,局部厚度偏小。 

   3.2.2 梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。 
   
   3.3 桥面防水层的影响 

   由于柔性防水层的强度与主梁和铺装层的强度有差异,它的存在使上部结构按模量形成刚--柔--刚的板体受力体系,中间柔性夹层会增大桥面板中部的板底拉应力。处于防水层上的铺装层一经开裂,在车轮的动力荷载作用下,彼此间的间隙越来越大,直到松散脱落。另外,防水层的使用使铺装层发生剪切破坏的机率大大提高。 
   
   3.4 桥面铺装的约束条件 

   桥面铺装受桥梁结构的约束,受荷后其边界条件与一般路面相差甚大,加之梁体的挠度、弯曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。 
   
  4. 病害防治措施 
   
   由于现行桥面铺装设计及施工工艺等方面的不足,常引发一些桥面铺装病害,针对经常发生的病害,结合多年的施工经验,总结了以下几点防治措施: 

   4.1 桥面铺装防水混凝土标号提高到40号,厚度增大到10-12厘米,钢筋直径加大至12毫米,提高铺装层的整体强度,以适应交通量及车辆荷载的增长。 

   4.2 严格控制施工质量,梁板顶面拉毛处理,并用高压水枪清洗干净。严格控制混凝土配合比及塌落度,使混合料具有良好的和易性。混凝土采用低收缩配方以减少收缩裂缝。 

   4.3 为使桥面铺装与梁板结合紧密,使桥面铺装共同参与受力,同时采用植筋技术,以固定桥面铺装钢筋的位置。即在梁顶板按一定间距钻孔,孔深要大于锚固长度,孔径略大于钢筋直径,用高压气泵将孔清理干净后,灌入调配好的环氧树脂液并植入钢筋,待胶液固化并达到强度后,将植入的钢筋与桥面铺装钢筋牢固焊接后,再浇注防水混凝土。 

   4.4 在混凝土中掺加钢纤维或聚丙烯纤维,以提高混凝土的整体性,防止开裂。 

   4.5 在墩顶负弯矩区,设置加强钢筋,减少铺装层顶开裂。 

   4.6 可取消铺装层上的沥青路面,将铺装层加厚,并设置双层钢筋网;或在铺装层与沥青路面之间铺设防水卷材,以改善桥面层的破坏。 

   4.7 冬季采用专用除雪剂或用机械进行除雪,减少盐水对混凝土的腐蚀。 
   
  参考文献: 

   [1] 对桥面裂缝及铺装层破坏的讨论, 公路,1996,(9):7-9. 

   [2] 《交通运输工程学报》, 2007年7卷2期,59-64页. 

   [3] 钱家欢,殷宗泽. 土工原理与计算[M]. 北京:中国水利水电出版社,2000. 
 
 
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