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浅谈桥梁桥面铺装病害分析及防治

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  【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。
中国论文网 /1/view-6894584.htm
  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施
  1、桥面铺装的破坏形式
  沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有: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、拥包等病害;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,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
  设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。
  2、桥面铺装层病害分析
  2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层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,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。从众多箱梁的设计来看大部分设计者对箱梁构件是按T形梁进行处理的。而箱梁的实际受力虽有近于T梁的一面又有异于T梁的一面,对于连续箱梁差别更大。尤其是近年来箱梁的桥面越来越宽,桥跨与桥宽之比越来越小箱梁仍按T梁那种长细杆件设计配筋,就越来越不适宜。
  2.2 施工工艺
  (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预应力反拱无法十分准确地预测,或由于施工工艺控制欠佳,施工中主梁顶面标高与设计值相符是比较困难的,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,就会造成铺装层厚度不均,使有的地方厚度偏小。
  (2)梁顶清理不利,造成铺装层与主梁结合欠佳。
  (3)桥面防水层的影响。由于柔性防水层的强度与主板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一柔一刚的板体受力体系,中间柔f生夹层会增大桥面板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,彼此间的缝隙越来越大,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。
  2.3 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、扭曲等形变的耦合作用,给铺装层的工作性能造成不利影响。
  3、桥面铺装病害防治措施
  3.1设计措施
  目前,很多设计单位在设计时,没有考虑桥面铺装参与结构受力,亦口没有按主受力截面要求配筋,只是要求配置少量的构造钢筋而已,笔者认为,这是影响桥面铺装质量的因素之一。在设计方面可以采用以下措施:
  (1)适当考虑桥面铺装的实际受力状况。不仅要在全面积上设置一定数量的钢筋网,还应重点考虑受拉区钢筋的布置,在受拉区部分的桥面铺装应将钢筋加密。
  (2)严格控制铺装层沥青混凝土的厚度。理论分析表明,铺装结构层层间最大剪应力主要取决于面层厚度和防水层模量;在防水层模量相同的情况下,增加面层厚度是降低层问剪应力的最有效手段。铺装层浇筑的厚度以8~10 cm为宜。由于梁(板)顶面高程控制不好造成铺装层局部厚度偏小时,要采取措施,可以采用局部加强,也可以用调坡处理。
  (3)优化桥面排水设计。排水设计时充分考虑路表排水和层问排水,排水孔上口应略低于桥面铺装层表面,在桥面铺装层的横坡下侧边部可设计一条纵向碎石育沟,使桥面排水通畅。
  3.2材料措施
  桥面铺装问题的解决,主要依赖于设计出能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料。因此,针对不同的桥梁类型,使用相应的铺装材料,是解决桥面问题的关键。为防止病害的发生,在铺装层混凝土材料的选择上,应该注意以下几个方面:
  (1)铺装层所有的石料应是经过筛选的优质石料。石料中严格控制表面光滑和扁平、针状石的含量。此外,要保证集料表面的清洁。矿料表面洁净程度直接影响沥青与矿料的粘附性,施工过程中有些集料表面裹覆着泥土、粉尘,泥土、粉尘吸水软化,造成混合料的剥落、松散等。
  (2)确定合理的沥青混合料配合比。配合比不宜过大,也不宜偏小。
  (3)提高沥青混合料的低温抗裂性。对于寒冷地区,选用针入度大、粘度低、感温性好的优质沥青,最好能使用改性沥青。对于寒冷地区,桥面铺装层采用纤维加筋沥青混凝土是一个不错的选择。
  (4)选取优良的防水粘结层材料。防水粘结层材料通常要满足以下要求:一是要有良好的不透水性能和良好的耐高温和低温性能;二是混凝土桥面和沥青面层要有足够的粘结力;三是面层碾压后无破损现氦四是对桥面铺装状况有广泛的适应性;五是能抵御桥面裂缝的影响和不低于面层设计寿命的耐久性。
  3.3施工措施
  桥面铺装的病害很大程度上都是由于施工因素造成的,所以,要想解决好桥面铺装的病害问题,首先要从施工工艺上入手,从施工方面寻求解决铺装层病害的方法和措施。
  (1)严格控制施工配合比。施工配合比控制不严是导致唧浆、坑槽等病害发生的~个重要原因。
  (2)杜绝混合料离析现象。在运输、摊铺时要保证沥青混合料的均匀,尽量杜绝混合料离析现象的发生。
  (3)严格控制桥面沥青面层压实度。主要通过增加碾压遍数,并且尽可能在高温时段碾压,使沥青混凝土现场空隙率符合要求。所以,压实时要注意压实机具的搭配和压实遍数的严格控制。
  (4)保证桥面清除干净。在防水粘结层施工之前,首先铣刨掉桥面表层的砂浆,接着用空压机吹除浮尘,再用水清洗表面,然后撒布沥青粘结层。
  3.4科技措施
  为改善和提高桥面铺装沥青凝混土的性能,道路科研工作者也进行了广泛而深入的研究。这些研究主要集中在沥青胶结料性能的改善、优化级配、确定合适的沥青混合料的空隙率及高性能的层间粘结材料。桥面铺装问题的解决主要依赖于设计出能够适应桥面变形及受力特点的铺装材料,因此,针对不同的桥梁类型,设计出相应的铺装材料是解决桥面问题的关键。
  结语:桥面铺装早期破坏严重影响了交通通行的舒适性、安全性、给养护维修部门带来较大的治理维修难度,影响正常的交通运营畅通。为从根本上解决这一问题,应加快对桥面铺装的进一步研究,以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导,并在铺装施工中切实保证质量。
  参考文献:
  [1] 高锦云.桥面沥青混凝土路面施工方法[J].黑龙江交通科技.2009年.第8期
  [2] 樊喜锋.公路桥梁桥面铺装常见病害分析及预防措施[J]

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