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高速公路桥面铺装早期病害产生原因及养护技术研究

2018-03-23

山西建筑 2018年16期
关键词:梁板装层桥面

贺 晓

(山西交通控股集团有限公司运城北高速公路分公司,山西 运城 044000)

1 高速公路桥面铺装早期病害及其成因

1.1 桥面铺装层产生裂缝的原因

1.1.1温度裂缝

当外界气温发生变化时,水泥混凝土会产生热胀冷缩变形。桥面铺装层位于梁、板顶部,并与梁、板紧密结合在一块。当外界气温降低时,桥面铺装层顶部受拉,底部受压。当温度应力超过水泥混凝土的极限抗拉强度时,混凝土被拉断,产生温度裂缝。

1.1.2干缩裂缝

水泥混凝土桥面铺装层养生过程中,水泥硬化过程中会消耗大量的水分,如果没有进行及时洒水养生,水泥混凝土面层表面体积收缩,产生收缩应力,进而产生干缩裂缝。

1.1.3疲劳裂缝

水泥混凝土内部的骨料、砂浆等材料分布不均匀,造成水泥混凝土的不均匀性。在行车荷载的作用下,桥面产生抖动,导致水泥混凝土产生微裂缝。在车辆荷载的反复作用下,微裂缝逐步扩展,最终使桥面铺装产生破坏,出现疲劳裂缝。

1.2 桥面铺装层产生壅包、翻浆、坑槽的原因

1)桥面沥青混凝土骨料级配不合理,孔隙率偏大容易造成路面结构渗水。个别桥面泄水孔高于桥面铺装层,虽然沥青面层的水分可以及时排出,但桥面铺装层表面积存的水分无法及时排出。在车辆荷载的作用下,对沥青面层产生冲刷作用,长时间导致桥面铺装层出现离析、松散和坑槽现象。

2)桥面铺装层厚度不足。在桥面铺装层施工过程中,由于没有对桥梁预制梁板表面标高和预拱度进行有效控制,导致桥面局部标高偏差过大,造成桥面铺装层厚度不足。

3)由于粘结层施工质量差,导致桥面铺装层之间结合不牢固。水泥混凝土桥面铺装层表面摩擦系数不足,粘层施工质量不合格,导致与沥青混凝土铺装层结合不牢固,降低沥青混凝土铺装层的抗剪强度,在车辆荷载的反复作用下出现变形破坏。

4)水泥混凝土桥面平整度差,水泥混凝土凝结后采用水泥砂浆填补找平,使水泥混凝土桥面铺装层表面存在一层浮浆。浮浆造成水泥混凝土铺装层和沥青混凝土铺装层之间形成软弱夹层,在车辆荷载的作用下产生壅包和推移变形。

5)桥面铺装层的钢筋不承受拉应力,只起到预防收缩裂缝的作用。在施工中,由于施工质量控制不当,造成钢筋网与铺装层底部的距离不够,甚至和梁板接触在一起。另外,由于控制不当,个别钢筋网在施工过程中产生严重变形,且没有进行调整,起不到应有的作用。

6)在梁板预制施工过程中,芯模的变形、上浮会导致梁板顶部的混凝土厚度不足。施工中如果不能有效保证桥面铺装层的厚度,会导致整个桥梁顶部混凝土厚度变薄。桥梁上部直接承受外界荷载,厚度不足容易导致桥面铺装层产生早期破坏。

7)车辆超载严重。调查表明,超载车辆对桥面的损坏是正常车辆的几倍,甚至十几倍,对桥面造成损坏严重,会大大缩短桥面铺装层和其他桥梁结构的使用寿命。

1.3 桥梁产生“单板受力”的原因

在桥梁施工过程中,梁板铰缝混凝土普遍存在质量缺陷,这些主要是由于钢筋施工、混凝土振捣、与预制梁板结合不牢固等原因造成的。在多雨季节,渗入到桥面铺装层内雨水如果没有及时排出,在车辆荷载作用下会加剧了桥面铺装的损坏。另外,雨水渗入铰缝,会侵蚀铰缝导致破坏,使梁板间失去联系,最终造成桥梁上部结构出现“单板受力”现象。

2 桥面铺装早期损坏的养护措施

2.1 桥面裂缝的养护措施

对桥面铺装层进行修补时,一般使用沥青或进口灌缝密封胶。及时对桥面裂缝进行灌缝处理,可防止雨、雪水渗入,减少桥面铺装的水破坏。

2.2 桥面翻浆、松散、坑槽的养护措施

1)高速公路桥面养护应注意时效性和强制性,早期发现时就要及时处理,防止其继续发展扩大。

2)桥面养护对病害处理时必须将路面开挖成规则的形状,一般为长方形坑槽,并保证一侧边与路面中心平行,并把松散的沥青混合料和水泥混凝土清理干净。在坑底涂抹乳化沥青,填充沥青混合料,压实成型后方可开放交通。

3)当开挖的坑槽深度超过5 cm时,应分2层或3层填补沥青混合料。为了保证接缝处密封,采用乳化沥青对夯实后的修补接缝进行密封处理。

2.3 桥面产生壅包、车辙的养护措施

当桥面铺装产生壅包和车辙等病害时,一般处理时首先将破损处沥青铺装层铲除,然后洒布粘层沥青,最后重新铺筑沥青铺筑层。

2.4 小桥涵“单板受力”的处治措施

处治“单板受力”,重点是对铰缝进行修补,恢复铰缝的连接作用。施工中首先将破损的铰缝混凝土去除,然后铰缝钢筋,加密桥面钢筋网,必要时设置两层钢筋网。设置连接钢筋,起连接和固定钢筋网的作用。提高水泥混凝土标号,提高防水性能和整体强度。

3 桥面铺装早期病害防治措施

3.1 设计方面

桥面铺装在设计中首先应保证具有足够的强度和刚度,以适应大交通量、高车速和大载重量车辆的需要。优化桥面铺装层结构设计,适当增加桥面混凝土厚度和钢筋网密度,加大钢筋直径。为了提高伸缩缝处的强度,设计中可采用钢纤维混凝土。为提高桥面铺装层的平整度,在沥青混凝土面层施工结束后再进行伸缩缝施工。为了保证桥面上的水能够顺利排出,施工中应保证泄水孔收水口底部标高低于混凝土桥面顶至少1 cm,并在收水口周边做成收坡。桥面设计采用两层沥青混凝土面层,可有效提高桥面平整度,提高桥面结构的耐久性。

3.2 施工方面

在桥梁下部结构施工中,必须严格控制标高,以保证桥面铺装层的厚度。桥面铺装钢筋施工时必须保证钢筋网位置固定准确,以保证钢筋网上下混凝土厚度满足要求。混凝土施工过程中严格控制施工质量,首先对原材料质量进行抽检,施工中保证混凝土的厚度等尺寸要求,对混凝土进行充分振捣,保证密实度。桥面铺装层施工时必须将梁板表面清理干净,彻底清除表面浮浆,冲洗干净,以保证梁板与铺装层结合紧密。做好桥面铺装层的防水处理,保证桥面不渗水。

3.3 日常养护方面

在日常养护中,经常对桥面铺装进行检查,发现病害记录上报,及时修补,防止病害扩大。对桥面泄水孔进行检查,防止泄水孔堵塞,及时清理保证排水通畅。当发现桥面出现裂缝时,应及时进行修补,防止其进一步发展,避免造成更大的经济损失。冬季进行除雪作业时,尽量不要在桥面上撒融雪剂,防止腐蚀桥面钢筋。

4 结语

桥面铺装层的施工质量关系到高速公路的安全运行,应该从设计、施工、养护等方面综合考虑,提高桥面铺装层的施工质量,预防早期病害。文章首先对高速公路桥面铺装层的常见病害进行分析,说明了病害产生的原因。重点对桥面铺装层病害的养护技术进行阐述,并从设计、施工和养护方面提出了防治措施,以达到有效防治桥面铺装层早期病害,延长桥面铺装使用寿命的目的。

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